Motor de tracțiune

Motorul electric de tracțiune (TED) este un motor electric conceput pentru a propulsa vehicule [1] ( locomotive electrice , trenuri electrice , locomotive diesel , tramvaie , troleibuze , vehicule electrice , bărci electrice , vehicule grele cu acționare electrică , cisterne și vehicule omizi cu transmisie electrică ). , ridicarea vehiculelor de transport, macarale mobile etc.).

Specificul constructiv al TED

Principala diferență dintre TED și motoarele electrice staționare de mare putere constă în condițiile de montare a motoarelor și spațiul limitat pentru amplasarea acestora. Acest lucru a condus la specificul designului lor (diametre și lungimi limitate, paturi cu mai multe fațete, dispozitive speciale de fixare etc.). Motoarele de tracțiune ale transportului urban și feroviar , precum și motoarele roților autovehiculelor, sunt acționate în condiții meteorologice dificile, în aer umed și prăfuit [2] . De asemenea, spre deosebire de motoarele electrice de uz general , TED-urile funcționează într-o mare varietate de moduri (pe termen scurt, intermitent cu porniri frecvente), însoțite de o modificare mare a vitezei rotorului și a sarcinii curente (la pornire, poate depăși valoarea nominală ). una câte 2 ori). În timpul funcționării motoarelor de tracțiune apar frecvent suprasarcini mecanice, termice și electrice, tremurări și șocuri. Prin urmare, atunci când își dezvoltă designul, acestea asigură o rezistență electrică și mecanică crescută a pieselor și ansamblurilor, izolarea rezistentă la căldură și la umiditate a pieselor și înfășurărilor purtătoare de curent și comutarea stabilă a motoarelor. În plus, TED-ul locomotivelor electrice de mine trebuie să îndeplinească cerințele legate de echipamentele electrice antiexplozive.

Motoarele de tracțiune trebuie să aibă caracteristici care să ofere proprietăți ridicate de tracțiune și energie (în special eficiență ) materialului rulant.

Dezvoltarea tehnologiei semiconductoare a deschis posibilitatea trecerii de la motoare cu comutare electromecanica la masini fara perii cu comutare folosind convertoare cu semiconductori .

Datorită condițiilor dure de lucru și a restricțiilor generale severe, motoarele de tracțiune sunt clasificate ca mașini cu utilizare limitată .

Clasificare

În Rusia, motoarele de tracțiune rotative sunt reglementate de GOST 2582–2013 [3] (cu excepția mașinilor de manipulare a bateriilor, tractoarelor electrice, cărucioarelor electrice și sistemelor de transport cu motoare electrice termice). Motoarele de tracțiune sunt clasificate după:

tip de curent: [2]
- constantă (inclusiv pulsație multifazată rectificată până la 10%),
- pulsație (inclusiv pulsație monofazată rectificată mai mult de 10%),
- variabilă ;
tip:
- DPT (cu excitație în serie [4] , cu excitare independentă [5] ),
- sincron ,
- asincron ;
Tip suspensie TED:
- suport-axial,
- cadru-suport;
metoda de alimentare: [2]
- din rețeaua de contact
- de la sursa de alimentare de la bord ( acumulator , generator diesel , celula de combustibil etc.);
modele:
- colector și fără perii (fără contact, supapă),
- rotativ (cilindric și de capăt) și liniar (cilindric și plat);
mod de funcționare: [2]
- lucrând în regim continuu
- lucru pe termen scurt (perioada de lucru 15-90 minute),
- funcționarea în regim intermitent (durata pornirii 15-60%);
grad de protecție (în conformitate cu GOST 14254 ); [2]
versiunea climatică (în conformitate cu GOST 15150 și GOST 15543 ); [2]
metoda de răcire: [2]
- cu ventilație independentă,
- cu auto-ventilatie
- suflat,
- cu răcire naturală.

Proprietăți de performanță

Proprietățile operaționale ale motoarelor de tracțiune pot fi universale , adică inerente tuturor tipurilor de EPS , și private , adică inerente EPS de anumite tipuri. Unele proprietăți de performanță pot fi inconsecvente reciproc.

Un exemplu de proprietăți private: capacitatea mare de suprasarcină a motoarelor, necesară pentru a obține accelerații mari de pornire a trenurilor electrice suburbane și a trenurilor de metrou ; posibilitatea implementării continue a celei mai mari forțe de tracțiune posibile pentru locomotivele electrice de marfă; controlabilitatea scăzută a TED al trenurilor suburbane și de metrou în comparație cu TED al locomotivelor electrice.

dispozitiv TED

Motorul de tracțiune, de fapt, este un motor electric cu transmiterea cuplului la vehiculul de propulsie (roată, omidă sau elice).

La sfârșitul secolului al XIX-lea , au fost create mai multe modele de TED-uri fără angrenaje, când ancora este montată direct pe axa setului de roți. Cu toate acestea, chiar și suspensia completă a motorului în raport cu axa nu a scutit proiectarea deficiențelor care au condus la incapacitatea de a dezvolta o putere acceptabilă a motorului. Problema a fost rezolvată prin instalarea unui reductor , care a făcut posibilă creșterea semnificativă a puterii și dezvoltarea forței de tracțiune suficientă pentru utilizarea în masă a TED pe vehicule .

Pe lângă modul principal, motoarele de tracțiune pot funcționa în modul generator (cu frânare electrică, recuperare ).

Un punct esențial al utilizării TED este necesitatea de a asigura o pornire lină a motorului pentru a controla viteza vehiculului. Inițial, reglarea intensității curentului a fost efectuată prin conectarea unor rezistențe suplimentare și schimbarea circuitului de comutare al circuitelor de putere (dacă există mai multe TED-uri, comutarea acestora pe măsură ce accelerează de la conexiunea serială la seria-paralel și apoi la paralel). Pentru a scăpa de o sarcină inutilă și pentru a crește eficiența , a început să fie utilizat curent pulsat , a cărui reglare nu a necesitat rezistențe. Mai târziu, au început să fie utilizate circuite electronice deservite de microprocesoare . Pentru a controla aceste scheme (indiferent de designul lor), se folosesc controlere, controlate de o persoană care determină viteza necesară a vehiculului.

Materialele utilizate în mașinile electrice, în condiții de funcționare normale și de urgență, trebuie să respecte GOST 12.1.044 [2] .

Valoarea rezistenței de izolație a înfășurărilor este stabilită în documentația de reglementare și tehnică relevantă sau în desenele de lucru. Pentru transportul electric urban, după testarea rezistenței la umiditate, rezistența ar trebui să fie de cel puțin 0,5 MΩ [2] .

Vibrația generată de TED trebuie stabilită în conformitate cu GOST 20815 în documentația tehnică și de reglementare relevantă [2] .

Caracteristici

De regulă, sunt determinate următoarele caracteristici ale TED:

Electromecanic (tipic)
- curent de armătură
  - viteză
  - cuplu
  - eficienţă
Tracțiune electrică
- curent de armătură
  - viteza circumferenţială a roţilor motoare PS
  - forța de împingere
  - Eficiență pe janta roților motoare PS
Tracţiune
Termic (dependența temperaturilor părților individuale ale TED în timp la diferite intensități ale curentului);
Aerodinamic (caracterizează fluxul de aer al motorului).

Epavă

În TED curent continuu și pulsatoriu, cadrul îndeplinește funcțiile unui circuit magnetic masiv din oțel ( stator ) și corpul - rulmentul principal și partea de protecție a mașinii.

Scheletele motoarelor cu patru poli sunt adesea fațetate. Acest lucru asigură utilizarea spațiului total de până la 91-94%. Prelucrarea unui astfel de miez este dificilă, iar masa depășește masa miezului cilindric. Tehnologia de fabricare a miezurilor cilindrice este mai simplă, iar precizia de fabricație este mai mare. Cu toate acestea, utilizarea spațiului total cu o formă cilindrică a miezului nu depășește 80-83%. Stalpii principali și suplimentari, scuturile lagărelor, rulmenții motor-axiali sunt atașați de schelet (cu suspensia suspensie axială a motorului). Pentru motoarele de mare putere, cadrele cilindrice sunt din ce în ce mai folosite.

Există restricții de dimensiune pentru motoarele de material rulant feroviar. Deci lungimea motorului de-a lungul suprafețelor exterioare ale scuturilor lagărelor cu lățimea ecartamentului de 1520 mm este de 1020-1085 mm în cazul unei transmisii cu două sensuri și 1135-1185 mm în cazul uneia cu un singur sens.

Există motoare cu patru poli cu aranjare vertical-orizontală și diagonală a polilor principali. În primul caz, este prevăzută cea mai completă utilizare a spațiului (până la 91–94%), dar masa miezului este mai mare, în al doilea, acest spațiu este folosit oarecum mai rău (până la 83–87%), dar masa este vizibil mai mică. Miezurile cilindrice cu utilizare redusă a spațiului total (până la 79%), dar în condiții egale au o masă minimă. Forma cilindrică a miezului și aranjarea diagonală a stâlpilor asigură aproape aceeași înălțime a stâlpilor principali și suplimentari.

În TED-urile fără perii, miezul statorului este complet laminat - recrutat și presat din foi izolate de oțel electric. Este fixat cu dibluri speciale, așezate în canelurile exterioare în stare încălzită. Funcțiile structurii de susținere sunt îndeplinite de un corp turnat sau sudat, în care este fixat setul de stator.

Miezurile TED sunt de obicei realizate din oțel turnat cu conținut scăzut de carbon 25L. Doar pentru motoarele de material rulant de transport electric folosind frânarea reostatică se folosește un oțel de lucru cu un conținut ridicat de carbon , care are o forță coercitivă mai mare. La motoarele NB-507 (locomotiva electrică VL84 ) se folosesc cadre sudate. Materialul miezului trebuie să aibă proprietăți magnetice ridicate, în funcție de calitatea oțelului și de recoacere , să aibă o structură internă bună după turnare: fără gropi, fisuri , depuneri și alte defecte . Ei fac, de asemenea, cerințe mari cu privire la calitatea turnării la turnarea miezului.

În afara jugului magnetic , configurația miezului poate fi foarte diferită de configurația jugului magnetic datorită dispozitivelor de suspendare, ventilație etc. Din motive tehnologice, grosimea peretelui turnării miezului ar trebui să fie de cel puțin 15-18 mm.

Dispozitivele pe schelete pentru suspendarea motorului pe cadrul boghiului depind de tipul de antrenare . Sunt prevăzute, de asemenea, suporturi de siguranță pentru a împiedica motorul să iasă din ecartament și să cadă pe șină atunci când suspensia este distrusă . Pentru ridicarea și transportul cadrului sau motorului de tracțiune asamblat, în partea superioară a cadrului sunt prevăzute ochiuri.

În pereții de capăt ai cadrului există găuri pe partea opusă colectorului - pentru ieșirea aerului de răcire, pe partea colectorului - pentru fixarea suporturilor pentru perii . Aerul de răcire este furnizat cadrului prin deschideri speciale, cel mai adesea din partea laterală a colectorului și uneori din partea opusă.

Pentru inspectarea periilor și a colectorului din cadru din partea laterală a colectorului sunt prevăzute două trape de colector, închise cu capace. Capacele căilor de vizitare pentru majoritatea motoarelor de tracțiune sunt curbate într-un arc, ceea ce vă permite să măriți spațiul de deasupra colectorului. Capacele sunt ștanțate din oțel St2 sau turnate din aliaje ușoare. Capacele trapelor colectoare superioare au garnituri de etanșare din pâslă care împiedică pătrunderea umezelii, prafului și zăpezii în motor și sunt fixate pe cadru cu încuietori speciale cu arc, iar capacele trapelor inferioare - cu șuruburi speciale cu arcuri cilindrice.

Pentru a preveni pătrunderea umezelii în motor (în special în TED-urile autoventilate), capacele trapei colectorului, cablurile de sârmă etc. sunt sigilate cu grijă. Capetele șuruburilor stâlpilor, acolo unde sunt prevăzute, sunt umplute cu masă de cablu.

Ancoră

Rotoarele și armăturile TED trebuie să fie echilibrate dinamic fără chei pe arbore. Dezechilibrele admise și valorile dezechilibrelor reziduale ale rotoarelor motoarelor cu o greutate mai mare de 1000 kg ar trebui stabilite în documentația tehnică și de reglementare relevantă [2] .

Colectionar

Colectorul TED este una dintre cele mai aglomerate părți ale sale. În TED-urile cu arbori cardanici , diametrele colectorului ajung la 800–900 mm cu numărul de plăci colectoare K=550…600, viteze circumferențiale de 60–65 m/s și frecvențe de comutare până la plăci în 1 secundă. $f_{k. max} = (12 \div 18) \times 10^3$

Pentru a obține o înaltă calitate a colectării curentului, sunt necesare precizie ridicată în fabricarea colectoarelor, asigurarea stabilității proprietăților tehnice în funcționare, fiabilitate ridicată și rezistență la uzură . De asemenea, necesită îngrijire atentă și întreținere în timp util.

Ca sistem mecanic , colectoarele motoarelor de tracțiune sunt modele cu plăci arcuite . Plăcile colectoare, împreună cu garniturile izolatoare, sunt trase împreună prin manșete izolatoare de conurile cutiei și de mașina de spălat cu presiune de-a lungul suprafețelor.

Forțele distanțierului arcuit ar trebui să elimine sau să limiteze deformarea plăcilor colectoare individuale sub acțiunea forțelor centrifuge și a forțelor cauzate de procesele termice inegale.

Colectorul este o piesă normală de uzură a mașinii și, prin urmare, înălțimea plăcilor este setată, ținând cont de posibilitatea de uzură de -a lungul razei cu 12-15 mm. Înălțimea părții în consolă este de obicei stabilită, ținând cont de uzură, cu 12-15 mm.

Tensiunile de încovoiere rezultate în plăcile colectoare în orice condiții normalizate nu trebuie să depășească MPa , în șuruburile de legătură efortul de tracțiune MPa, presiunea asupra conurilor izolatoare MPa. $\sigma_\text{of} \leqq 120 \div 140$ $\sigma_\text{p} \leqq 250 \div 270$ $p_\text{and} \leqq 60 \div 65$

Performanța limitativă a TED face necesară impunerea unor cerințe sporite asupra materialelor din colectoare:

Cupru electric laminat la rece - duritate 75-85 HB, rezistență la tracțiune 280 MPa, limită de curgere 250 MPa la tracțiune și 320 MPa la încovoiere.
Cupru cu aditivi de cadmiu și argint - duritate până la 95-100 HB, rezistență la tracțiune peste 350 MPa.

Izolația dintre plăci este realizată din micanit colector KF1 cu un conținut scăzut de adezivi cu contracție la o presiune mai mare de 60 MPa până la 7%. Abaterile în grosimea garniturilor dintre plăci nu trebuie să depășească 0,05 mm, altfel dimensiunile principale ale motorului vor fi încălcate.

Conurile (manșetele) și cilindrii colectoarelor din micanit sunt fabricate din micanit turnat FF24 sau FM2A, mica sau mica cu putere electrica de pana la 30 kV /mm.

Scuturi de rulment

Deformarea scuturilor lagărelor TED nu ar trebui să provoace o scădere inacceptabilă a jocurilor în ancore și rulmenți motor-axiali și întreruperea funcționării lor normale [2] .

Motoare de tracțiune liniară

La viteze mari, coeficientul de frecare al roților cu șinele este mult redus și, prin urmare, devine dificil să se realizeze forța de tracțiune necesară prin contactul roată-șină. Pentru a rezolva această problemă, motoarele de tracțiune liniare sunt utilizate pentru transportul terestru de mare viteză .

RPM

Pentru a calcula rezistența elementelor motorului, este setată o viteză de testare

pentru motoarele conectate permanent în paralel - n test = 1,25 n max
pentru motoarele conectate permanent in serie - n test = 1,35 n max

Raportul de viteză

$K_v = n_{max} / n_\text{nom} = v_{max} / v_\text{nom}$

unde n max și n nom sunt vitezele maxime și, respectiv, nominale;

v max și v nom sunt vitezele de proiectare și, respectiv, operaționale ale materialului rulant.

Raportul vitezelor pentru locomotivele electrice este , pentru locomotivele diesel - $K_v = 1{,}8 \div 2{,}0$ $K_v = 2{,}1 \div 2{,}6$

Suspendarea motoarelor de tracțiune și a transmisiei de tracțiune

În transportul feroviar, o pereche de roți motrice, un motor de tracțiune și o transmisie de tracțiune alcătuiesc un complex de tracțiune - o unitate roată-motor . Parametrul principal într-o transmisie de tracțiune cu o singură etapă este distanța centrală - centru-centru a angrenajului, conectând dimensiunile principale ale transmisiei și motorului. Modelele de angrenaje de tracțiune sunt foarte diverse.

Pe locomotive și trenuri electrice, există două tipuri de suspensii TED și subtipurile acestora:

suport-axial (K c \u003d 1,03-1,22);
cadru suport:
- cadru cu cardan (transmisie cardan) (K c \u003d 1,10-1,25),
- cadru cu o axă intermediară (K c \u003d 0,75-0,90),
- cadru cu cuplaj articulat,
- cadru cu un cuplaj cardan (K c \u003d 1,04-1,07).

Suspensia axului suport este utilizată în principal la locomotivele electrice de marfă. Pe de o parte, motorul se sprijină pe axa setului de roți prin rulmenți motor-axiali , iar pe de altă parte, este suspendat elastic și elastic de cadrul boghiului. La motoarele de tracțiune asincrone (ATD), axa setului de roți poate trece în interiorul rotorului . Motorul de tracțiune nu este suspendat și, prin urmare, are un efect dinamic sporit asupra pistei. Folosit mai des la viteze de până la 100-110 km/h. Pur și simplu, asigură paralelismul și constanța constantă a centralei dintre axa setului de roți și arborele motorului pentru orice mișcare a setului de roți în raport cu boghiul.

Suspensia cu cadru de susținere este utilizată în principal pe locomotivele electrice de pasageri și pe trenurile electrice. O astfel de suspensie este mai perfectă, deoarece motorul este complet suspendat și nu are un efect dinamic semnificativ asupra pistei, dar este mai complex structural. Motorul se sprijină doar pe cadrul boghiului locomotivei și este protejat de vibrații prin suspendarea cu arc a boghiului. Folosit mai des la viteze mai mari de 100-110 km/h, dar și la viteze mai mici.

Suspendarea motorului de tracțiune afectează factorul central - raportul dintre diametrul armăturii D I și C central

K c \ u003d D i / C

Conform condițiilor de siguranță a circulației trenurilor, este necesar ca în cazul unor defecțiuni ale dispozitivelor de suspensie, motorul de tracțiune să nu cadă pe șină. În acest scop, în proiectarea motoarelor sunt prevăzute suporturi de siguranță.

Din ce în ce mai mult, se folosește suspensia cadrului. Acest lucru face posibilă reducerea grosimii izolației bobinei cu 20-30% și simplificarea designului motorului, iar uzura și deteriorarea pieselor motorului sunt, de asemenea, reduse considerabil, ceea ce face posibilă creșterea timpului de rotație cu 2- De 3 ori. Dar, în același timp, condițiile de lucru și designul transmisiei devin mai dificile. Un alt motiv pentru trecerea de la suspensia axială a motoarelor la cadru poate fi durata lungă de utilizare a EPS, deoarece puterea motoarelor de tracțiune este determinată de interacțiunea locomotivei cu suprastructura șinei și proporţia maselor arcuite în compoziţie.

Moduri de operare

Pentru EPS (material rulant electric), sunt reglementate două moduri de funcționare a motoarelor, pentru care există parametri nominali: putere , tensiune , curent , turație , cuplu etc. Acești parametri sunt indicați pe plăcuța de identificare a motorului, în tehnica acestuia. pașaport și alte documente.

Mod continuu - sarcina cu cel mai mare curent de armatura pentru un timp nelimitat (mai mult de 4-6 ore de la pornire) la tensiunea nominala la bornele cu ventilatie care nu determina depasirea temperaturilor maxime admise.
Mod orar (pe termen scurt) - sarcină cu cel mai mare curent de armătură la pornirea de la o stare practic rece timp de 1 oră la tensiune nominală cu excitare și ventilație, care nu provoacă depășirea temperaturilor maxime admise.

Ca rezultat al testelor de calificare, parametrii motoarelor de tracțiune sunt setați pentru fiecare dintre moduri:

in regim continuu - putere , curent , viteza , randament ; $P_\infin$ $I_\infin$ $n_\infin$ $\eta_\infin$
în modul orar - putere , curent , viteză , eficienţă . $P_\text{h}$ $eu_\text{h}$ $n_\text{h}$ $\eta_\text{h}$

Pentru locomotivele electrice, modul calculat este un regim continuu, iar pentru trenurile electrice, un regim orar. Cu toate acestea, regimurile nominale pentru locomotivele electrice și trenurile electrice sunt lungi și orare, iar pentru locomotivele diesel - lungi și uneori orare. Pentru toți ceilalți - pe termen scurt sau pe termen scurt [2] .

Curentul nominal, tensiunea, viteza și alte caracteristici, dacă este necesar, corectate după determinarea caracteristicilor tipice [2] .

Ventilație TED

Ventilație

Locomotivele electrice folosesc ventilație independentă intensivă . Pentru injectarea aerului se folosește un motor-ventilator special, instalat în corpul locomotivei. Creșterile maxime admise de temperatură pentru acest tip de ventilație nu trebuie să depășească cele indicate în tabelul [2] .

Clasa de izolare termica	Mod de lucru	Piese de mașini electrice	Metoda de măsurare a temperaturii	Creșterea maximă admisă a temperaturii, °C, nu mai mult
A	Pe termen lung și repetat pe termen scurt	Armatură și înfășurări de excitație	Metoda rezistenței	85
	Pe termen lung și repetat pe termen scurt	Colector	metoda termometrului	95
	Orar, pe termen scurt	Armatură și înfășurări de excitație	Metoda rezistenței	100
	Orar, pe termen scurt	Colector	metoda termometrului	95
E	Continuu, intermitent, orar, pe termen scurt	Înfășurări de armătură	Metoda rezistenței	105
		Înfăşurări de excitaţie	Metoda rezistenței	115
		Colector	metoda termometrului	95
B		Înfășurări de armătură	Metoda rezistenței	120
		Înfăşurări de excitaţie	Metoda rezistenței	130
		Colector	metoda termometrului	95
F		Înfășurări de armătură	Metoda rezistenței	140
		Înfăşurări de excitaţie	Metoda rezistenței	155
		Colector	metoda termometrului	95
H		Înfășurări de armătură	Metoda rezistenței	160
		Înfăşurări de excitaţie	Metoda rezistenței	180
		Colector	metoda termometrului	105

Pe trenurile electrice, din cauza lipsei de spațiu în caroserie, se folosește un sistem de autoventilație TED . Răcirea în acest caz este realizată de un ventilator montat pe ancora motorului de tracțiune.

Raportul dintre curenții sau puterile modurilor nominale ale aceluiași motor depinde de intensitatea răcirii acestuia și se numește coeficient de ventilație

$K_\text{vent} = I_\infin / I_\text{h} = P_\infin / P_\text{h}$

$0 < K_\text{vent} < 1$ , iar cu cât este mai aproape de 1, cu atât ventilația este mai intensă.

Temperatura maximă admisă a rulmenților mașinilor electrice trebuie să respecte GOST 183 [2] .

Purificarea aerului

Pentru sistemele de ventilație ale materialului rulant electric este esențială asigurarea curățeniei aerului de răcire. Aerul care intră în sistemul de ventilație al motoarelor conține praf, precum și particule de metal formate în timpul abraziunii plăcuțelor de frână. Iarna se pot capta și 20-25 g/m³ de zăpadă. Este imposibil să scapi complet de acești contaminanți. Contaminarea puternică cu particule conductoare duce la o uzură crescută a periilor și a comutatorului (datorită presiunii crescute a periei). Starea izolației și condițiile de răcire a acesteia se deteriorează.

Pentru locomotivele electrice, curățătoarele de aer inerțiale cu jaluzele cu alimentare frontală cu flux de aer către planul grătarului, cu o aranjare orizontală (ineficientă, instalată pe VL22m , VL8 , VL60k ) sau verticală a elementelor de lucru sunt cele mai potrivite. Grătarul labirint vertical cu blocare hidraulică are cea mai mare eficiență în reținerea umidității din picurare . Un dezavantaj comun al purificatoarelor de aer cu jaluzele este eficiența scăzută a purificării aerului.

Recent, filtrele de aer s-au răspândit, oferind curățarea aerodinamică ( rotativă ) a aerului de răcire (instalat pe VL80r , VL85 ).

Eficiență

Eficiența pentru motoarele de tracțiune cu curent pulsat este determinată separat pentru curent continuu și curent pulsat . $\eta$ $\eta_\simeq$

$\eta = P/P_1 = (I U_k - \sum\Delta P)/(I U_k) = 1-\sum\Delta P / (I U_k)$

unde este puterea nominală (pe arbore) a motorului, este puterea motorului furnizată, este pierderile totale din motor, este tensiunea la bornele motorului, este curentul nominal. $P$
$P_1$
$\sum\Delta P=\Delta P_\text{d}=\Delta P_\text{e}+\Delta P_\text{mage}+\Delta P_\text{fur}+\Delta P_\text{ext}$
$Regatul Unit$
$eu$

$\eta_\simeq = \eta P_1/(P_1 + \Delta P_\sim)$

unde este pierderea ondulației. $\Delta P_\sim$

Pentru un TED cu curent continuu, doar randamentul la curent continuu este suficient.

Caracteristici tipice

Ca caracteristici tipice iau [2] :

caracteristici medii pe care producătorul trebuie să le prezinte după testarea primelor 10 mașini din seria de instalații,
caracteristici tipice ale mașinilor electrice, dintre care una sau mai multe serii au fost fabricate anterior.

Pentru a obține o caracteristică tipică de eficiență și caracteristici tipice ale motoarelor de tracțiune de transport urban, primele 4 vehicule din primul lot ar trebui testate [2] .

Supraîncărcare structurală și operațională

Limitele de curent și putere sunt determinate de factorul de suprasarcină constructiv

$K_{per} = I_{max} / I_{nom} = P_{max} / P_{nom}$ ; $K_{per} \geqslant 2$

unde I max și P max sunt curentul maxim [6] și respectiv tensiunea;

I nom și P nom sunt curentul nominal și respectiv tensiunea.

Pentru condițiile de funcționare se ia coeficientul de suprasarcină de funcționare

$K_{pe} = I_{eb} / I_{nom} = P_{eb} / P_{nom}$

unde I eb și P eb sunt curenții nominali și respectiv puterea maximă în condiții de funcționare.

Diferența dintre valorile K per și K pe este aleasă astfel încât, cu perturbațiile maxime așteptate, valorile curentului și puterii să nu depășească, respectiv, I max și P max .

Aplicații

Locomotive ( locomotive electrice , locomotive diesel cu transmisie de putere);
Trenuri electrice și transport terestru de mare viteză (HSNT);
Vehicule blindate și alte vehicule pe șenile ;
Vehicule electrice și vehicule grele cu acționare electrică (inclusiv vehicule de ridicare și transport și macarale mobile);
Nave cu motor cu acţionare electrică ( nave diesel-electrice ), nave cu propulsie nucleară , submarine ;
Transport electric urban : tramvaie , troleibuze ;
Avioane și elicoptere fără pilot ;
Modelare .

În cazul utilizării transmisiei electrice pe nave cu motor, locomotive diesel, camioane grele și vehicule pe șenile, motorul diesel rotește generatorul electric care alimentează TED, care pune în mișcare elicele sau roțile direct sau printr- o transmisie mecanică .

La camioanele grele, TED-ul poate fi încorporat chiar în roată. Acest design a fost numit roată-motor . Încercările de utilizare a roților cu motor au fost făcute și în autobuze, tramvaie și chiar în mașini.

Fabrici

Producători

Rusia
- Uzina de generare a energiei Sarapul - producția de motoare de tracțiune și motoare de pompe hidraulice pentru stivuitoare electrice și cărucioare electrice de la locul de producție rus și bulgar al fabricii
- Uzina „Elektrosila” din Sankt Petersburg - TED pentru locomotive
- Uzina de construcție de mașini electrice Pskov - TED pentru transportul electric urban
- Uzina de locomotive electrice Novocherkassk - TED pentru locomotive
- Preocuparea electrotehnică RUSELPROM - TED pentru autobasculante grele BelAZ, trenuri electrice, transport urban
- Uzina "Sibelektroprivod" din Novosibirsk - TED pentru basculante grele , trenuri electrice , tractoare , nave
- Fabrica Tatelektromash din Naberezhnye Chelny - TED pentru camioane basculante grele BelAZ, trenuri electrice, transport public
- JSC „Uzina de construcție a mașinilor electrice Karpinsky” din Karpinsk - motoare de tracțiune cu curent continuu pentru excavatoare minier și de mers , motor de tracțiune DC DPT 810 al locomotivei electrice principale 2ES6 , există evoluții privind TED DC al locomotivelor diesel
Ucraina
- " Elektrotyazhmash " din Harkov - TED pentru locomotive și pentru transportul electric urban
- „ Uzina electromecanică Smelyansky ” (Smela, regiunea Cherkasy) - TED pentru locomotive
Letonia
- Uzina de construcție de mașini electrice din Riga - TED pentru trenuri electrice
India
- Lucrări de modernizare Diesel-Loco - TED pentru locomotive
STATELE UNITE ALE AMERICII
- General Electric
Polonia
- EMIT SA - TED pentru trenuri electrice si transport electric urban

Repararea plantelor

Specificațiile unor TED-uri

Datele sunt prezentate pentru informații generale și pentru compararea TED. Specificațiile detaliate, dimensiunile, designul și caracteristicile de funcționare pot fi găsite în literatura recomandată și în alte surse.

TED
tipul motorului	putere, kWt	U nom (U max ) , V	ω nom (ω max ) , rpm	Eficiență, %	Greutate, kg	Lungimea motorului, mm	Diametrul (lățimea/înălțimea) motorului, mm	Metoda de agățare	stoc rulant
Motoare de tracțiune ale locomotivelor diesel
ED-118A	307	-	-	-	2850	-	-	Suport-axial	ТЭ10 , 2ТЭ10
ED-120A	411	512 (750)	657 (2320)	91.1	3000	-	-	Cadru suport	-
ED-121	411	515 (750)	645 (2320)	91.1	2950	1268	825/825	Cadru suport	TEM12 , TEP80
ED-120	230	381 (700)	3050	87,5	1700	-	-	Cadru suport	-
ED-108	305	476 (635)	610 (1870)	-	3550	-	-	Cadru suport	TEP60 , 2TEP60
ED-108A	305	475 (635)	610 (1870)	91,7	3350	1268	-/1525	Cadru suport	-
ED-125	410	536 (750)	650 (2350)	91.1	3250	-	-	Suport-axial	-
ED-118B	305	463 (700)	585 (2500)	91,6	3100	1268	827/825	Suport-axial	TE116 , M62
EDT-200B	206	275 (410)	550 (2200)	-	3300	-	-	Suport-axial	TE3 , TE7
ED-107T	86	195 (260)	236 (2240)	-	3100	-	-	Suport-axial	TEM4
ED-121A	412	780	(2320)	-	2950	-	-	-	-
ED-135T	137	530	(2700)	-	1700	-	-	-	Locomotive diesel cu ecartament îngust
ED-150	437	780	(2320)	-	2700	-	-	-	TEP150
Motoare de tracțiune pentru locomotive electrice (linie principală și carieră) conform GOST 2582-81 [2]
TL2K1	670	1500	790	93,4	5000	-	-	Suport-axial	VL10 U, VL11 DC
NB-418K6	790	950	890 (2040)	94,5	4350	-	1045	Suport-axial	VL80 R, VL80T, VL80K, VL80S AC
NB-514	835	980	905 (2040)	94.1	4282	-	1045	Suport-axial	VL85 AC
DT9N	465	1500	670	92,6	4600	-	-	Suport-axial	Unități de tracțiune PE2M , OPE1 B curent continuu și alternativ
NB-511	460	1500	670	93	4600	-	-	Suport-axial	Unități de tracțiune PE2M , OPE1B curent continuu și alternativ
NB-507	930	1000	670 (1570)	94,7	4700	-	-	Cadru suport	VL81 și VL85 AC
NB-412P	575	1100	570	-	4950	-	1105	Suport-axial	Unitate de tracțiune OPE1
NB-520	800	1000	1030(1050)	-	-	-	-	Cadru suport	EP1 AC
NTV-1000	1000	1130	1850	94,8	2300	1130	710/780	Cadru suport	EP200
NB-420A	700	-	890/925	-	4500	-	-	Cadru suport	VL82
NB-407B	755	1500	745/750	-	4500	-	-	Suport-axial	VL82M
Motoare de tractiune pentru transport urban
DC117M/A	112/110	375/750	1480 (3600)	-	760/740	912	607/603	-	Vagon de metrou "I" / 81-714 , 81-717
URT-110A	200	-	1315 (2080)	-	2150	-	-	-	Vagon de metrou "Yauza" (utilizat și pe trenurile electrice ER2 )
DC210A3/B3	110	550	1500 (3900)	-	680	997	528	-	Troleibuze ZiU -682V/ZiU-U682V
DC211A/B	150	550	1750/1860 (3900)	-	900	1000	590	-	Troleibuze ZiU-684 / ZiU-682V1
DC211AM/A1M	170/185	550/600	1520/1650 (3900)	91.1	900	1000	590	-	Troleibuze ZiU-684
DC211BM/B1M	170/185	550/600	1700/1740 (3900)	91	880	1000	590	-	Troleibuze ZiU-682 V1, ZiU-683 V, ZiU-6205 și ZiU-52642
DK213	115	550	1460 (3900)	91	680	1000	535	-	Troleibuze ZiU-682 G-012, ZiU-682G-016, AKSM-101
DC259G3	45	275/550	1200 (4060)	-	450	-	-	-	Tramvai 71-605 sau LM-68M
DC261A/B	60	275/550	1650/1500 (4060)	-	465	-	485 (570)	-	Tramvai 71-267 / LVS-80
ED-137A	65	275	(4100)	-	350	-	-	-	Tramvaie cu TISU
ED-138A	132	550	(3900)	-	750	-	-	-	Troleibuze de la RK
ED-139	140	550	(3900)	-	750	-	-	-	Troleibuze cu TISU
Motoare de tracțiune ale macaralelor mobile și ale trenurilor electrice
DC309A	43	190	1060 (3100)	-	450	-	-	-	Macara autopropulsată diesel-electrică KS-5363 (acționare de călătorie)
DC309B	cincizeci	220	1500 (3100)	-	450	837	485	-	Macara autopropulsată diesel-electrică KS-5363 (acționare troliu)
RT-51M	180	825	1200 (2080)	-	2000	-	-	-	Tren electric ER9M
1DT.8.1	210	825	1410 (2150)	-	2050	-	-	-	Tren electric ER31
1DT.001	215	750	1840 (2630)	-	1450	-	-	-	Tren electric ER200
1DT.003.4	225	750	1290 (2240)	-	2300	-	-	-	Tren electric ER2R
Motoare de tracțiune pentru mașini de manipulare a bateriilor și vehicule electrice conform GOST 12049-75 [7]
3DT.31	1.4	24	2350 (4000)	-	27	262	176	-	EP-0806 , ET-1240
3DT.52	2.3	24	2650 (4500)	-	45	-	-	-	ESh-186 , ESh-188 M
DK-908A	2.5	treizeci	1600 (2500)	-	100	442	313	-	EP-02/04
RT-13B	3	40	1550 (2500)	-	120	447	313/381	-	EP-103 , EP-103K
4DT.002	zece	80	3200 (5000)	-	75	-	-	-	Mașină electrică RAF-2910
3DT.84	21	110	3600 (5500)	-	125	-	-	-	Vehicule electrice RAF-2210 , ErAZ-3734
ED-142	12	84	(4060)	-	55	-	-	-	Mașină electrică bazată pe ZAZ-1102 "Tavria"
DK-907	1.35	treizeci	1730 (2500)	-	46	378	226	-	EP-02/04 (acționare hidraulică a pompei)
3DN.71	6	40	1350 (2500)	-	110	400	296	-	EP-501 (acționare hidraulică a pompei)
tipul motorului	putere, kWt	U nom (U max ) , V	ω nom (ω max ) , rpm	Eficiență, %	Greutate, kg	Lungimea motorului, mm	Diametrul (lățimea/înălțimea) motorului, mm	Metoda de agățare	stoc rulant

Notă: puterea și viteza arborelui pot varia ușor în funcție de condițiile externe.

Note

↑ Motor de tracțiune - articol din Marea Enciclopedie Sovietică .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 GOST 2582-81 „Mașini electrice cu tracțiune rotativă. Condiții tehnice generale” . Consultat la 16 aprilie 2011. Arhivat din original pe 4 martie 2016. (nedefinit)
↑ GOST 2582-2013 Mașini electrice de tracțiune rotative. Condiții tehnice generale, GOST din 22 noiembrie 2013 Nr. 2582-2013 . docs.cntd.ru. Preluat la 26 martie 2016. Arhivat din original la 8 aprilie 2016. (nedefinit)
↑ Utilizarea pe scară largă a motoarelor de curent continuu cu excitație în serie ca TED se datorează faptului că au o caracteristică optimă de tracțiune pentru vehicule - un cuplu mare la un număr mic de rotații pe minut și invers, un cuplu relativ scăzut la viteza nominală de rotație a armăturii. Numărul de rotații este ușor de reglat prin pornirea unui reostat în serie sau prin schimbarea tensiunii la bornele motorului. Direcția de rotație este ușor de schimbat (de regulă, polaritatea înfășurării de excitație este comutată).
↑ Motoarele colectoare de curent continuu cu excitație independentă sunt utilizate pe vehiculele moderne cu sistem de control cu microprocesor. Excitația independentă permite reducerea pierderilor de putere pe reostate, reducerea smucirilor de tracțiune la comutarea contactoarelor. Detalii sunt în articolul 2ES6 # Piesa electrică .
↑ Găsit în timpul testelor pe banc, rotind ancora în ambele direcții timp de 30 s
↑ GOST 12049-75

Literatură

Partea 4. Mașini electrice pentru scopuri speciale. Sectiunea 20. Masini electrice de tractiune // Manual de masini electrice / Ed. ed. I. P. Kopylova, B. K. Klokova. - M . : Energoatomizdat, 1989. - T. 2. - 688 p. - ISBN 5-283-00531-3 , BBC 31.261, UDC 621.313(035.5).
Carte de referință electrotehnică: În 4 volume / Sub general. ed. V. G. Gerasimova, A. F. Dyakova, A. I. Popova. - al 9-lea, stereotip. - M . : Editura MPEI, 2004. - T. 4. Utilizarea energiei electrice. — 696 p. — ISBN 5-7046-0988-0 , BBC 31.2-21, UDC [621.3+621.3.004.14](035.5).
Zakharchenko D. D., Rotanov N. A. Mașini electrice de tracțiune. Manual pentru căile ferate universitare. transp. - M . : Transport, 1991. - 343 p. - ISBN 5-277-01514-0 , UDC 621.333.
Z. M. Dubrovsky, V. I. Popov, B. A. Tushkanov. Locomotive electrice de marfă AC: un manual. - M . : Transport, 1991. - 464 p. — ISBN 5-277-00927-2 , BBC 39.232.
Yu. N. Vetrov, M. V. Pristavko. Proiectarea materialului rulant de tracțiune / Ed. Yu. N. Vetrova. — 2000.

Vezi și

Motor electric

Link -uri

Motor electric de tracțiune - articol din Marea Enciclopedie Sovietică .
Curentul alternativ și continuu - un articol despre utilizarea diferitelor tipuri de TED în transportul feroviar
Tehnologii locomotive ale secolului 21 - un articol despre proiectarea și problemele utilizării TED în transportul electric urban
Heavy Hybrids - articol despre aplicarea frânării regenerative
Unde sunt îngropate rezervele subterane . Articol despre metode de economisire a energiei.
Metrou Moscova - Tipuri de mașini - caracteristici ale mașinilor de metrou și motoare instalate pe ele