Báo cáo khoa học: Xây dựng đặc tính cơ giới của động cơ điện kéo bằng phương pháp lý thuyết

Tóm tắt: Đường đặc tính cơ giới M = f(nĐ) của động cơ điện kéo, được xây dựng từ đặc tính cơ điện n = f(I) và mô men M = f(I), là một trong các đặc tính làm việc chủ yếu, quyết định dạng của đặc tính sức kéo đầu máy diesel. Để có thể xác định đặc tính cơ M = f(nĐ) cho động cơ điện kéo khi không có điều kiện thí nghiệm, nhất thiết phải thiết lập được đặc tính cơ điện và đặc tính mô men bằng phương pháp lý thuyết. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "Xây dựng đặc tính cơ giới của động cơ điện kéo bằng phương pháp lý thuyết" Xây dựng đặc tính cơ giới của động cơ điện kéo bằng phương pháp lý thuyết TS. đỗ việt dũng Bộ môn Đầu máy – Toa xe Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Đường đặc tính cơ giới M = f(nĐ) của động cơ đi ện kéo, được xây dựng từ đặc tính cơ đi ện n = f(I) và mô men M = f(I), là một trong các đặc tính l àm vi ệc chủ yếu, quyết định dạng của đặc tính sức kéo đầu máy diesel. Để có thể xác định đặc tính cơ M = f(nĐ) cho động cơ đi ện kéo khi không có đi ều kiện thí nghiệm, nhất thiết phải thiết lập được đặc tính cơ điện và đặc tính mô men bằng phương pháp lý thuyết. Nội dung bài báo trình bày cơ sở của phương pháp xây dựng đặc tính và kết quả thu được khi tính toán lý thuyết đặc tính cơ gi ới cho động cơ điện kéo TEO- 15B trên đầu máy D12E. Summary: Mechanic property curve M = f(ni) of traction electric motors is built from electro- mechanic property curve n = f(I) and moment M = f|I, which is one of main working properties, determining traction property curve for diesel locomotives. In order to specify a mechanic property curve M = f(ni) for traction electric motors when condition for experiments is not available, it is necessarily to build electro-mechanic property and moment property by theoretical methods. This paper presents a basis of the property curve building method and the outcomes as a result of theoretical calculation of the m echanic property curve for Traction Electric Motor TEO - 15B in Diesel Locomotive D12E. CT 2 i. Đặt vấn đề Đường đặc tính cơ giới (hay đặc tính cơ) bi ểu diễn mối quan hệ giữa mô men với tốc độ quay trên trục động cơ điện kéo (ĐCĐK) M = f(n). Dạng của đặc tính cơ của ĐCĐK hoàn toàn đồng dạng với đặc tính sức kéo, vì vậy, nó có ảnh hưởng rất quan trọng đến tính năng và các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của đầu máy. Đặc tính cơ hoàn toàn được thiết lập từ hai đặc tính cơ đi ện n = f(I) và đặc tính mô men M = f(I) của ĐCĐK. Nội dung bài báo đã đăng [1] giới thiệu phương pháp lý thuyết xây dựng đặc tính n = f(I) cho ĐCĐK. Để xây dựng được đặc tính cơ gi ới, còn cần phải thiết lập được đặc tính mô men M = f(I) biểu diễn mối quan hệ giữa mô men trên trục ĐCĐK với dòng điện kéo. Từ hai đặc tính đã có, hoàn toàn có thể xây dựng được đặc tính M = f(n) cho ĐCĐK. Trên cơ sở đã thi ết lập được đặc tính từ hoá của mạch từ hoá của các ĐCĐK cụ thể [1] và các tham số kết cấu và thông số kỹ thuật của chúng, sử dụng phương pháp tính toán bằng lý thuyết, chúng ta có thể xây dựng được đặc tính mô men và từ đó thiết lập được quan hệ của đặc tính cơ cần tìm. ii. Phương pháp chung xây dựng đặc tính mô men M = f(I) [1], [2], [3] Với ĐCĐK một chiều kích từ nối tiếp, trong điều kiện không có bệ thử chuyên dùng để thử nghiệm, đo đạc xây dựng các đặc tính, với độ chính xác chấp nhận được, ta có thể từ các thông số kết cấu và các thông số kỹ thuật cơ bản để xác định đặc t ính mô men M = f(IĐ). Khi đó, kết hợp với đặc tính cơ đi ện n = f(IĐ) đã thiết lập được, xây dựng đặc tính cơ giới M = f(n) cần tìm. Tương tự như quá trình xây dựng đặc tính cơ điện [1], các bước tính toán lý thuyết xây dựng đặc tính mô men cụ thể như sau: 2.1. Xây dựng đường cong từ hoá ễ = f( Ikt ) Cũng như đặc tính cơ đi ện, để xây dựng đặc tính mô men của ĐCĐK, tr ước ti ên cần xây dựng đường cong từ hoá ễ = f( Ikt ) của vật liệu dẫn từ động cơ (với Ikt : l à dòng điện kích từ vào cuộn kích thích Wkt của ĐCĐK). Quá trình tính toán đã được giới thiệu trong [1]. Với kết cấu của ĐCĐK cụ thể, xác định mặt cắt của các bộ phận dẫn từ, chiều dài đường sức, xác định giá trị của mật độ từ thông và sức từ động cần thiết Fkto =  Ikt.Wkt. Từ kết quả tính toán ta có thể xây dựng được đường cong từ hoá ễ = f(Ikt) (hình 1). 2.2. Xây dựng đường đặc tính mô men M = f(IĐ) cho ĐCĐK Đường đặc tính mô men của ĐCĐK một chi ều kích từ nối tiếp M = f(IĐ) thường được xác định dựa vào bi ểu thức (1): [2] M= KM. ễ.IĐ [N.m] (1) CT 2 trong đó: M- trị số mô men điện từ trên trục ĐCĐK Hình 1. Đặc tính từ hoá (không tải) của ĐCĐK [N.m] IĐ - dòng điện phần ứng của ĐCĐK (A) c - trị số từ thông chính của ĐCĐK (Wb) KM – hệ số kết cấu của máy điện khi tính mô men pN trong đó: KM = (2) 2a Với: p - số đôi cực từ ; N - số thanh dẫn phần ứng ; a - số đôi mạch nhánh song song. Do quan hệ giữa từ trường chính của ĐCĐK c với dòng điện kéo IĐ = Ikt, là quan hệ tỷ lệ (khi mạch từ chưa bão hoà), nên dạng đặc tính mô men điện từ M = f(IĐ) của ĐCĐK một chiều kích từ nối tiếp có dạng l à đường parabol [2], [3]. Khi đã thi ết lập được đường cong từ hoá, ta hoàn toàn có thể xác định được quan hệ của mô men điện từ trên trục ĐCĐK với dòng điện kéo theo các bước sau: - Chọn các dòng điện phụ tải khác nhau; - Từ đường đặc tính từ hoá ễ = f ( Ikt ) đã thiết lập, xác định các giá trị từ thông tương ứng với dòng điện kéo; - Lập bảng giá trị để tính các giá trị t ương ứng với các điểm toạ độ của đường cong đặc tính mô men M = f(I) theo biểu thức (1), (2). ...