2tom270

7. TRAKCJA ELEKTRYCZNA 542

9 =

Vo l 7,5 \ 0,331 \v + 44j

+0,161

(7.21)

przy czym <p₀ wynosi:

0,33 — dla szyn suchych lub posypanych piaskiem, 0,30 — dla warunków przeciętnych,

0,23 — dla szyn mokrych.

7.1.4. Charakterystyki silników trakcyjnych i lokomotyw elektrycznych

Charakterystyka trakcyjna lokomotywy jest zależnością siły pociągowej lokomotywy w funkcji jej prędkości F — f(v). Zc względu na to, że przełożenie przekładni mechanicznej jest stałe, charakterystyki lokomotyw v = /(/) oraz F = f(I) mają identyczny kształt jak charakterystyki mechaniczne silnika elektrycznego n =/(/) oraz M - f(l). Charakterystyki te wzajemnie się pokrywają po przyjęciu odpowiednich skal współrzędnych. Na rysunku 7.1 przedstawiono charakterystyki lokomotywy z silnikiem szeregowym (a) i z bocznikowym (b).

Rys. 7.1. Charakterystyki silnika prądu stałego: a) szeregowego; b) bocznikowego n — prędkość obrotowa, <t> — strumień

Siła pociągowa jest wynikiem działania wszystkich momentów silników tej lokomotywy. Zależność między siłą pociągową F a momentem obrotowym M pojedynczego silnika jest wyrażona wzorem

F =

2 Mkzrj_z d

(7.22)

w którym: k — liczba silników, z — przełożenie przekładni zębatej, d — średnica koła napędnego, >]. — sprawność przekładni zębatej.

Moc lokomotywy na obwodzie jej kół napędnych można obliczyć ze wzoru

P_L = kP₂t,_: = kUIt)j_z    (7.23)

przy czym: U — napięcie na zaciskach silnika, I — prąd pojedynczego silnika, rj_s — sprawność silnika, P₂ — moc pojedynczego silnika.

Moc lokomotywy można również wyrazić zależnością funkcji jej sity pociągowej oraz prędkości jako

P_L = Fv    (7.24)

Z powyższych zależności otrzymuje się równanie stanu lokomotywy

P_L = kUIrw, = Fv    (7.25)

7.1.5. Rozruch rezystorowy lokomotywy

Bez względu na sposób rozruchu stosowanego w lokomotywie powinny być odpowiednio dobrane wartości prądu maksymalnego i minimalnego silników. Wartości te są związane z silami rozruchowymi za pośrednictwem przełożenia przekładni. Siły rozruchowe z jednej strony są uwarunkowane przyczepnością lokomotywy oraz wytrzymałością sprzęgów wagonowych, z drugiej zaś — mają wpływ na przyspieszenie rozruchu.

Rys. 7.2. Charakterystyki lokomotywy: a) zależność prędkości lokomotywy i siły pociągowej w funkcji prądu; b) zależność siły pociągowej od prędkości lokomotywy

v przy połączeniu szeregowym silników. v — przy połączeniu równoległym

Typowy rozruch lokomotywy z silnikami szeregowymi przedstawiono na rys. 7.2 podając charakterystyki v = f(I) oraz F = f(v). Przy rozruchu najpierw łączy się szeregowo silniki oraz włącza rezystor rozruchowy R po to, aby lokomotywa ruszała przy prądzie /_m;lx i maksymalnej sile pociągowej F_max. Następnie rezystory rozruchowe zwiera się stopniowo. Praca lokomotywy z szeregowo połączonymi silnikami bez włączonej rezystancji rozruchowej przebiega zgodnie z charakterystykami t>' = /(/) oraz F = f(v'). Gdy prąd osiągnie /_min, wówczas silniki należy połączyć równolegle oraz włączyć dodatkowy rezystor rozruchowy w obwód każdego silnika tak, aby prąd silnika nie przekraczał /_max przy osiągniętej prędkości pociągu. Rozruch rozpoczyna się przy maksymalnej rezystancji, przechodząc na coraz to mniejsze rezystory rozruchowe. Wreszcie uzyskuje się charakterystyki naturalne v = f(I) oraz F = f(v) przy znamionowym napięciu na zaciskach silnika. Obliczanie rezystancji rozruchowych podano w [7.8].

7.1.6. Rozruch i sterowanie tyrystorowe lokomotywy

Na rysunku 7.3 przedstawiono schemat jednofazowego przerywacza tyrystorowego wraz z pomocniczym obwodem komutacji zawierającym Ty2, C_k,D 1, L_v Tyrystor główny Tyl jest wyposażony w pomocniczy obwód wymuszania wyłączania tyrystora głównego.