г
в
4.22 сурет
Якорь орауында индукцияланатын ЭҚК
Якорь орауы көптеген “белдікшелерден” түрады жөне оньщ жалпы жағдайда 2а
параллельді тармақпен байланған N белсенді өткізгіші бар. Түрақты ток машиналарының
якорьлары орауы схемаларының көптеген түрі бар, оларды сіздер “Электр машиналары”
курсында қарастырасыздар.
140
Якорь орауының
бір параллельді тармағына кезекпен қосылған ЭҚК барлық
өткізгіштері якорь орауының ЭҚК болып табылады. (4.30) есептегенде
Ц
£
а. д -
-
2а
Е
=
Е Епп= N Епп= N
ВІту
<пр _ іЛ _ А-'пр
^ ‘пр
1
2а |
2а
Полюстағы индукцияның орташа мағынасы, Тл,
В = Ф
(4.33)
(4.34)
х
8
Щ
я Р . /,
2 р
мүнда, Ф - магнит ағысы, Вб;
8
- бір полюсқа келетін якорь бетінің көлемі, м2 ;
Эя — якорь диаметрі, м;
\я —
якорь үзындығы, м;
2
р - полюстар саны.
Якорь бетіндегі шеңберлік жылдамдығы, м/с,
у = яР .п
60
мүнда, п-якорь айналымьгаың жиілігі (ескі терминологияда айналу саны), айн/мин (мин'1).
(4.33), (4.34) жэне (4.35) пен (4.32) бойынша
В, 5
жэне V мағынасын қоя отырып,
Е, В
көлемін аламыз:
(4.35)
Е = СпФп
а 60
(4.36)
(4.37)
мүнда, Сп - берілген қозғалткыш үшін тұрақты көлем, оны конструкциясымен:
полюстар жұбы санымен
р,
якорь орауының параллель тармақтары санымен
а
жэне ондагы
өткізгіпггер
N
санымен анықтаймыз.
Якорь айналымының жиілігі
Якорьдің айналуында келтірілген қуат орауларда қарсы ЭҚК-мен жөне күштің
жоғалуымен теңестіріледі (4.23):
и д = Е+Іягқ
(4.38)
мүнда, гд - қуат кезіне қосылған қозғалтқыш орауының кедергісі.
ҚарсыЭҚК мағынасын ескере отырьга (4.36), аздаған өзгерістерден соң, мин,
п= Цп +І.гт
(4.39)
СпФ
мұнда, Сп - (4.37) бойьшша.
Осылайша,
қозгалтқыш
якорінің
жиілігі
келтірілген
қуат
күшіне
тура
пропорционалды жэне магнит агысына кері пропорционалды. Белсенді кедергілердегі қуат
күші шығыны жоғары емес және ол келтірілген қуат күшінің 3— 5% қүрайды.
\
\
141
4.23 сурет
Қозгалтқыштың айналу сәті
Магнит алаңындағы якорь оралуының әрбір өткізгішіне Ғдр күші эсер етеді, оның
мағынасын (4.29) формуласымен анықтайды. “Белдікшені” параллель тармақтын 2а қосканда
әр өткізпште ток өтеді
Іпр= I
(4.40)
2
а
(4.41)
(4.42)
Бір “белдішемен” жасалынатын айналу сөті
(4.19
сур.),
М р = Ғ„рОя
немесе,
(4.29)
ескере отьфып.
' »
Мр =
ВІпрІяР
1
і
Якорь орауы жасайтын айналу сәті (барлық “белдікшелермен”),
И.
ц
2в
2а
М эм = I Мр = 2 ВІпр 1А
(4.43)
(4.43)
бойынша
В
мағынасын
(4.43)
қоя отырыи,
(4.43)
және
Іпр
ескеріп,
(4.40)
бойынша өзгерістерден кейін аламыз, Нм,
Мэм - СМ
І„Ф
(4.44)
(4.45)
С м - ^ М .
а
2
ті
мүнда, См - қүрылысымен анықталатын, берілген қозғалтқыш үшін түрақты көлем.
(
4
.
4 4
)
формуласымен анықталатын айналу сөтін электромагнитті деп атайды, ол
оның якорь орауында токтың және магниттік алаңның электромагнитпк байланысы
қорытындысында пайда болгандығын дэлелдейді. Оның көлемі ток пен магнит ағысына
пропорционалды, және ең маңыздысы, ол қуат күшіне төуелді емес.
Түрақты Сп және См арасьшда белгілі қатынас бар.
(4.37)-ні (4.45)-ке бөліп,
қысқартудан соң аламыз:
142
• 9,55
(4.46)
С.
2я
I
^
1
Қозғалтқыш валына кслтірілген айналу сәті электромагнитпкке Караганда шыгын
себебінен томен болады, немесе
,
М • Мш - ДМ,
(4.47)
мүнда, ДМ - қозғалтқышта айналу сәтінін шыгыны.
Бүл шығындардың физикалық табнгаты - козғалтқыштың айналу белшсперінін
ауамен үйкелісі, подшипниктардагы үйкеліс жене басты полюстердің магнит аланындагы
якорь өзегін кайта магннттау кезіндсгі қүйьшды ток пен гистерезиска кстксн шыгын.
М магынасын баска түрде корсетуге болады:
М-МшЦы - С ^ Ф і ь .
(4.48)
мүнда, г)м = Мш : Дм - айналу сәтінің шыгыны коэффициент!
Мт
Лм келемі жеткілікті түрде жогары жөне 0,96 - 0,98 күрайды
(4.39)
жэне (4.44) магыналары гүрақты ток козгалтқышында электр қуатынын
механикалыққа ауысу проиесін анықтайтын непзгі процесс, немесе электромеханиканын
негізгі заңдары болып табылады.
Қоэгалтқыш қуаттылыгы чей оның ПҚК-ы
Қозгалткыш пайдалынатын электр куапылығы (4.24 сур.),
(4.49)-га мағынасын қоя отырып (4.38) бойынша аламыз
Р, = ЕІя + 12, г д
I2* г д қосындысы - козгалтқыш орауындагы электр шығындары.
электромагнитгі қуаттылык келтіріледі (4.24 сур. қар.). (4.36) ескерсек
Рш ~ ЕІЯ = Сд ФпІ,
АйнаАу сәті үшін М,м мағынасы (4.44)
'
І*Фв І 4
ш
(4.49)
(4.50)
Якорьға Р1М
(4.51)
(4.52)
4.24 сурет
маг
тех
143
(4.51)- ге (4.52) бойынша туынды мағынасын, (4.46) бойынша _С^ тұрақты
С„
қатынасын қойып, электромагниттік қуаттылық үшін мағынасын аламыз:
Рэм = 0 ,1 1
Мам =
_ я _ п
Мэм
(4.53)
См
30
Қозғалтқыш валындағы механикалық қуаттылығы (4.24 сур. қар.) шығын көлемінен
Рэм қарағанда азырақ
ЛР =
п
пАМ
(4.54)
30
Рмех = Рэм - АР =
п
п(М™ - АМ) =
п
пМ
(4.55)
30
30
Қозғаптқыштың ПҚК пайдалы механикалық қуаттылықтың жұмсалған электр
қатынасы болып табылады:
•
Л - Рң^ = Р? -А Р - 1 - АР_
/
'
(4.56)
Рэ
Р,
Р ,
И
Ш Ш
Ш
Ш
Қозгалтцыилтыц номиналды техникалық көрсеткіштері
Қозғалтқыш номиналды деп саналатын қуаттылық мағынасындағы жүмысқа
есептелген, Х
1
ад(потіпа - лат. - аты).
1;. г - 4
г 'Л - - ,
Қозғаптқыш валындағы жұмыс процесіндегі механикалық жүктемеге байланысты
ІІкн ол түрлі қуаттылықты дамытады. Қуатгылықтың мүмкін мағынасының бірін Рн
номиналды түрде қолданады, ол жіберілген қозғалтқыш орауының қызуынан онда болатын
шығындармен шектеледі. Бүл қуаттьшық мағынасы машинаның техникалық қүжатьгада
көрсетіледі.
Жүмыстың номиналды тәртібіне жататын айналу жиілігі, валдағы айналу сәті мен
ПҚК номиналды деп те атайды: пнМн және зн.
X
Дөңгелекті - м оторлы блок
Дөңгелекті-моторлы блок қурылысының негізгі элементтері
Электровоздың дөңгелек жүбын жонелтуге арналған электр қозғалтқышы тартым
электрқозғалтқьппы (ТҚ) деп аталады. Дөңгелек жүбы, оларды байланыстыратын ТҚ
мен
тісті жөнелткіш дөңгелекті-моторлы блокты (ДМБ) қүрайды.
Жүк электровоздарында былайша айтқанда ТҚ тірек-кіндікті алқа (қүрал) қолданады
(4.25 сур.). ТҚ қалқаны 1
доңгелек жүбының кіндігіне 2 екі моторлы-кіндікті сырғу
подшипниктері 3 көмегімен сүйенеді, басқа жақтан ол арбаның көлденең белдігіне 4
серіппелі элемент 5 (пружина) арқылы сүйенеді. Осылайша, ТҚ-ның үш сүйену нүктесі бар:
екеуі - Л жэне В доңгелек жүбында, және біреуі С (серіппелі) - арба белдігінде.
Доңгелек жүбына ТҚ - да дамитын айналу сөтін жонелту тартымы деп атайды. Ол
екіжақты
(электровоздарда) немесе біржақты (электропойыздарда) болады. Үлкен тісті
доңгелек
6
доңгелек орталығьшда престелген, немесе доңгелек жүбында қатты бекітілген, ал
кіші тісті доңгелек (шестерня) 7 ТҚ валының конус соңында престелген.
Тартым күші
ТҚ валда айналу сәтін М 4.25 сур. корсетілген бағыгга дамытады дерлік. Оны күш
жүбы Р2і және Р
й
ретінде қарастырайық, мүнда | Р2і 1=1 Р^!, немесе
144
мүнда, сіш - шестерня диаметрі.
Р2і күші үлкен тісті дөңгелектің тісіне эсер етеді және дөңгелек жүбына сыртқы күш
болып табылады. Ол дөңгелек жүбы кіндігіне келтірілген Р* күшімен теңестіріледі, дөңгелек
жүбына эсер ететін айналу сэті пайда болады:
М к п = Р г Л
2
(4.58)
мүнда, ак - үлкен тісті дөңге:
(4.57)'-ден күш
Р ,= 2М
СІт
(4.59)
4.25 сурет.
(4.59)- ға (4.57) мағынасын қойып, аламыз
МКП=М_І_
(4.60)
(Іш
Тісті дөңгелек диаметрлері мен шестерня қатынасын жөнелту тартымының жөнелту
саны деп атайды:
ц =
(4.61)
(1ш
Онда
Мм, = цМ
\
(4.62)
145
•
•
Доңгелек жүбы дамытатын тартым күшінің жанасу магынасы оған келтірілген
айналу сөтімен анықталатыны белгілі болды (4.20):
Ғ „
= 2 М „ = 2 иМ
(4.63)
о*
М (4.48) үшін магынаны есксрс отырып, аламыз
Ғ'тк - 2См1яФпнц =
ё &
ФПм
(4.64)
ІЙк
Сғ = 2СМЦ
(4.65)
Ш*
мүнда, Сғ - ТҚ (Сс) қүрылыстық параметрлермен де, ДМБ-мен де анықталатын түрақты
ДМБ.
] ' ‘
ТҚ -дан айналу сөтін дөңгелек жүбына жөнелту кезінде шыгын пайда болады.
қорытындысында қозғалткыш дөңгелек шеңберінде дамытатын жанасу тартым күші
олардың шығын көлсмі мен (4.64) теіідеуінен аз болады:
і
Ғ * =
Щ
- АҒ
(4.66)
немесе,
Ғ тқ = Ғте Птж
(4.67)
мүнда, Зтж- тісті жөнелтудің ПҚК
Дөңгелек шеңбері тартым күшінің мағынасы:
Ғ-гх = СғІ« ФЛмПш
(4.68)
Осылайша, дөңгелек жүбы дамытатын тартым күші ток пен ТҚ магнит ағысына тура
пропорционалды. ТҚ айналу сөті үшін мағынасының толық үқсастығына (4.48) жэне тартым
күшіне (4.68) ерекше назар аударған жөн.
Түсу
цшіылының
жылдамдыгы
Электровоз дөңгелегі шеңберінің жылдамдыгы, м/с,
у
- яРдП д,
60
мүнда, Птқ - дөңгелек жүбының айналу жиілігі, мин
*1
(айн/мин).
(4.69)
Дөңгелек жүбының айналу жиілігі:
Птх=Л__
(4.70)
ц
■■■; V;;
Көлік қүралдарының козғалыс жылдамдыгын км сағ есептеп. өлшеу қабылданған.
Онда,
у = я Р гп 3600 = 3 .6
7
іР п
(4.71)
60ц
1000
60ц
немесе,
V— Цд -
І д Г д _
(4.72)
СУФ
Су =Сп 60ц
(4.73)
3,6яРк
мүнда, СУ - ТҚ мен ДМБ қүрылыстық параметрлермен анықтапатын түрақты ДМБ.
Осылайша,
ЭЖҚ
козғалысының
жылдамдыгы
қозғалтқышқа
келтірілген
қуаттылыққа тура пропорционалды жэне магнит ағысына қарсы пропоционалды.
ТҚ якорь айналымы жиілігі (4.39) мен ЭЖҚ қозғалыс жылдамдығы (4.72) үшін
толық үқсас екеніне ерекше назар аудару тиіс.
146
Түрақты Сғжәне СУ арасында белгілі қатыныс бар. Сғ (4.65) бойынша Су (4.73) бөліп,
3,6 аламыз, немесе
Сғ = 3,6 СУ
(4.74)
Жасалған қорытынды негізінде ТҚ қолданатын электр қуаты параметрлері мен ЭЖҚ
түсу қнмылымен сипатталатын — пойыз қозғалысына жүмсалатын электр қуатының
механикалыққа ауысуыньщ негізгі заңдары -
параметрлер арасында маңызды қатьгаас
алынды.
Тартым электрқозғалтқышының электромеханика лы к сипаттамалары
ЖалПы мәліметтер
ТҚ валдағы электромеханикалық сипаттамалары деп айналу сәті мен ТҚ жүмсайтын
токтан айналу жиілігінің тәуелділігін, немесе (4.4.8) бен (4.39) формулаларымен
аныкталатын М (Ія) және п(Ія) тәуелділігін айтады. Оларға ПҚК токтан г|(Ія) - тәуелділігін де
жатқызады. Қозғалтқышқа келтірілген тоқтаусыз қуаттылығында аталған тәуелділіктердің
сипаттамасы екі көлеммен анықталады: Ія ток жэне Ф ТҚ магнит ағысы.
Қоздыру орауын іске қосу тәсілдері
Магнит ағысы қоздыру орауы - ток жүретін қозғалтқыштың басты полюстері
өзектерінде орналасқан катушкаларынан пай да болады.
Якорь орауына катысты қоздьфу орауьш қосудьщ түрлі тәсілдері бар. ЭЖҚ тартым
қозғалтқыштарында, әдетге, олардың кезекті қосылуьш (4.26,а сур.) қолданады.
а
$
4.26 сурет
Мүндай кезде қозғалтқышты кезекті қоздырмалы қозғалтқыш деп атайды. Қоздыру
орауындағы ток Іқ якорь орауындағы токқа І„ тең:
Қоздыру орауьпшң якорь орауымен байланыспаған қуат көзінен қоректенуі мүмкін
— тәуелсіз коздырмалы қозғалтқыш (4.26,6 сур.). Мұндай қозғалтқыштардың тартымдық
ретінде қолданылуының бірнеше артықшылығы бар, бірақ бір қатар себептермен төуелсіз
қоздьфмалы ТҚ -ны ң кең қолданылуы жүргізілмейді. Ол туралы сіздер арнайы пөндерде
танысасыздар.
,
147
магниттік сипаттама
ТҚ магнитті сипаттамасы деп магнит ағысының ток қоздыруьгаан немесе басты
полюстардың катушкаларымен жүретін токтан тәуелділігін аитады.
С
V
4.27 сурет.
Бұл тәуелділіктің (4.27 сур.) сызықты емес сипаттамасы бар, ол қозғалтқьпптың
магнит тізбегі жасалган ферромагнитті материалдың ерекшелігіне байланысты. Ток пен
магнит агысы магыналарының аз гана мөлшерінде аталган магыналар тура пропорционалды.
ф = ңв
(0 учаскесі - а қисық 4.27 сур.). Магнит агысы белгілі көлемге жеткенде, оның ары
қарай өсуі азаяды
(ав
учаскесі Ф(Іқ) қисыгы) — машинаның, былай айтқанда, тойымдылыгы
жүреді.
I
I *
•
Д ^
4
іМ Й
Валдагы ТҚ-ныц электромеханикальщ сипаттамалары
Т Қ кезекті қозуы нда (4.26,а сур. қар.) Ік= Ія = Ід. Егер ТҚ орауындагы қуаттылық
кезіндегі шыгынды ескермесек, (4.39) магынасын келесі түрде жазуга болады:
(
Т ^-Ц д
^
С„Ф
Егер, магнит агысы (Ф =к1в учаскесі 0 —
а
магнитгік сипаттама) токқа тура
пропорционалды болса, онда
і р Й І
Сп Ид
(4.76)
немесе, п-1 координаттарында мүндай тәуелділік гипербола (4.28 сур. үзік сызық)
болады.
1
в>
1
ва магнит тізбегінің толган кезінде магнит агысынын осу дәрежесінің түсуіне
байланысты (4.28 сур. сызықша — нүктелі сызық
2
) қисықпен анықталатын айналу жиілігінің
мағынасы үлкен болады. Қуаттылық шыгынын ескерсек, онда (4.39) формуласына сәйкес
нақты айналу жиілігі (4.75) формуласына қараганда (4.28 сур. қисық 3) кіші болады. Ток
көбейген сайьш, 2 мен 3 арасындагы айырмашылық согүрлым кобейеді. Осылайша, нақты
п(Ія) тәуелділігіның гиперболалық сипаттамасы бар, бірақ ол “таза” гипербола болып
табылмайды.
Айналу
шаршысына тура пропорционалдь
М)м Смс Ідф См Ід кід См кі д
(4.77)
148
ал, М,м(Ід) тәуелділігі парабола больш табылады (4.29 сур. үзік қисық 1). Магнит
тізбегінің толуьшда магнит агысыньщ магынасы 4.27 сур. ОА түзуімен аныкталатындардан
кіші, сондықтан Мэм сәтінен де кіші (4.29 сур. сызықша-нүктелі қисық 2).
М(Ь) ТҚ валындагы айналу сәтінің тәуелділігі қозғалтқьпыта пайда болтан
шығьшдардың себебінен Мэм(Ід) тәуелділігінен төмен орналасқан (4.29 сур. қисық 3).
4.28 сурет.
4.29 сурет.
Осылайша, Мэм(Ід) тәуелділігінің параболалық сипаттамасы бар, бірақ ол “таза”
парабола болып табылмайды.
Механикалық сипаттама болса, электромеханикалық сипаттаманы нүктелер
бойынша есептеп шыгаруға болады. Ток мағынасын бере отырып, магнитгі сипатгама
бойынша магнит агысыньщ магынасьга (4.39) жэне (4.44) формулалары бойынша да табуга
болады. Токтьщ бір қатар магынасы үшін осы есептерді қайталай берсе, айналу жиілігі мен
айналу сәтінің мағынасының тиісті мөлшерін алуга болады. п- 1д жэне М-1Д
координаттарында нүктелерді түсіріп болған сон, оларды бір сызықпен қосамыз да, керекті
сип^гтамасын аламыз.
1
ф
1
■ *
1 4 . .
V.
I.
4.30 сурет.
4.31 сурет.
ТҚ
валындагы
электромеханикалық
сипаттамасьш,
әдетте
бір
планшетте
сиыстырады, осында ПҚК токтан тәуелділігін де (4.30.) бейнелейді. Қарастырылып жатқан
сипаттамалар табиғи, автоматтык болып табылады. Токтьщ эр мағынасына п жэне М
магынасы сэйкес келеді. Егер қозгалтқыштың валдагы механикалық жүктемесі эссе, онда
айналу жиілігі тэмендейді, қарсыЭЖҚ магьшасы аза^ды, ток эседі, механикалық жүктеменің
жаңа магынасы на тең кэлемге дейін айналу сәті кэтеріледі. ҚарсыЭЖҚ ТҚ жүмыс тәртібінін
автоматгық реттеуінде маңызы зор.
149
Т Қ тәуелсіз қоздьфуында тәуелсіз қуат көзінен І ів тұрақты мағынасында қоздыру
тогы тұрақты болып қалады жэне якорь тогына тәуелді болмайды, сондықтан магнит ағысы
да өзгермейді: Ф =сопз* (4.26, б сур. қар.).
,
(4.39)
формуласьгаан п(1) тәуелділігі түзу сызық екені көрінеді (4.31 сур. сызық 1):
токтың үлғаюынан І„гд қуаттылығы шыгынының көтерілу есебінен айналу жиілігінің
кайсыбір төмендеуі пайда болады. Мэм(Ід) тәуелділігі (4.44) бойынша координата басынан
өтетін (4.31 сур. үзік сызық 2) түзу сызық болады, ал М(І) ҚС шығыны есебінен томен
түрады (4.31 сур. түзу 3).
| I 1 1
Электровоздьщ тартым күшінің жасалу процесш қарастьфғанда тартым күшінің
барынша мүмкіндігі дөңгелектер мен рельстің тіркесу жағдайымен шектелетіні және ол
(4.17)
формуласымен
есептелетіні
анықталды.
Тіркесу
коэффициенті
қозғалыс
жылдамдығына байланысты - оның көбеюінде томендейді (4.17 сур. қар.). Сондықтан,
тартымның барьшша күші, немесе, тіркесу бойынша тартым күші белгілі массалы
локомотивтің жылдамдығына тәуелді. Бүл тәуелділік 4.34 суретінде сызықпен 2
бейнеленген.
Әрбір локомотив конструкциялық деп аталатын барынша белгілі бір жылдамдыққа
есептеледі. Оның мағынасы айналмалы бөлшектердің мықтылығымен жэне экипаж
козғалысының рельс жольгадағы түрақтылығымен анықталады. Бүл шектеулер 4.34 сур.
көлденең сызықпен 3 көрсетілген. Осылайша, “жүмыс бөлігінің” тартымдық сипаттамасы А
жэне В нүктелерімен шектеледі. Көрсетілген нүктелер сыртында жатқан сипаттамалар
бөліктерін қолдану мүмкін емес: Ғк > Ғксц дөңгелек жүптарьшьщ бокстануы пайда болады, ал
V > үтах ДМБ бөлшектерінің механикалық мықтылығы бүзьшуы мүмкін.
Т арты м си п аттам алары
Тартым сипаттамаларының іиектеулері
4.34 сурет
150
Тартым күші мен қозгалыс жылдамдыгы
Ньютонныи бірінші механикалық заңына сәйкес, егер денеге өсер ететін күш
косындысы нольге тең болса, дене қозғалыссыз жағдайда немесе түзу устіндс бір калыпты
козғалыста болады. Ғк тартым күшін дамытатын жэне
IV
қимыл кедергісін сынайтын
электровоз басшылығындағы күрамга қарай бүл заң төмендегідей жазылуы мүмкін:
Ғ» -
- 0
(4.78)
немесе,
Ғг
(4.79)
Қимыл кедергісі
Щ
у
)
жылдамдығының қызметі болып табылады және оның өсуімсн
котеріледі (4.6 сур. кар.)
Егер тартым сипаттамасының кестесінде (4.34 сур. қисық 1)
\У(х)
тәуелділігін
келтірсе, онда
М
қиылысу нүктесінде (4.34 сур. қисық 4) (4.79) шарты орындалады, бүл
берілген белгілі бір типтегі электровозды күрам бір қалыпты V*
жылдамдыгымен
қозғалатынын, ал электровоз Ғ„, тартым күшін дамытанын білдіреді.
Тартым күші және ЭЖ Қ козғалысы жылдамдығын реттеу принииптері
ЭЖҚ басқару міндеттері
Өткеннен белгілі, тартым күшінің әр бір мағынасына белгілі бір массалы жөне
белгілі жол капталы элементіндегі пойыздың бір (тек кана бір) козғалыс жылдамдығына
сәйкес. Сондықтан, тек кана бір тартымдык сипаттама қозғалыс жағдайына сай, қажетті
жылдамдықты таңдауға мүмкіндік бермейді. Осындай таңдау мүмкіншілігінің болғаны өте
кажетті. Ол жол қапталынын үнемі өзгеруі, козғалыс кедергісінін өзгеріп отыруынан
ф
шығады, ал пойыз қозғалысын бекітілген ксстсге сай кажстті жылдамдықпен қамтамасыз
етіп отыру керек. Учаскемен жүріп келе жатқан пойыздардың массасы әр түрлі, сондықтан
олардың қозғалыс кедергісі де түрлі.
' Номиналды ІІда куаттылығына сәйкес болатын бір кана тартымдык сипаттаманың
болуында электровоздың жүруін қамтамасыз етуге болмайды. Бүл 4.34 сур. көрсетілген:
тартым сипаттамасы 1 ординаталар кіндіктерін кеспейді, немесе V = 0 тартым күші шексіз
үлкен жөне іс жүзінде келтіру мүмкін емес.
ЭЖҚ басқару міндеті қажетгі қозғалыс төртібін таңдауға және ЭЖҚ жүргһуді
орындауға келіп тіреледі. Сондықтан, бірнеше тартымдык сипаттамалар болған дүрыс.
Олардың жиынтығының болуы Ғк—
V координатапар жүйесіндегі тартым сипаттамаларының
орналасуына эсер ететін, (4.68) және (4.72) теңдеулеріне кіретін көлемдерді өзгерту
жолымен алу мүмкін.
Мүнда ток көлемін өз бетінше өзгертуге болмайтьшын ескерген жөн, өйткені оның
мағынасы козғалтқыш орауьгаың қуаттылығы мен кедергіге келтірілген қарсыЭЖҚ — мен
анықталады.
Қозгалыс жылдамдыгын реттеу тәсілдері
Белгілі бір токта тартым күшінің (4.68) және қозғалыс жылдамдығы (4.72)
мағынасын анықтайтын формулаларға бөлігі козғалыс процесшде өзгертуге болмайтын бір
қатар көлем кіреді. Оларға: түрақты Сғ және Сү ДМБ, ТҚ гд және ПҚК зм және ззп орауыньщ
кедергісі жатады.
Бірнеше тартым сипаттамаларын алу үппн төмендегіні мүмкіндік бойынша
пайдалануға болады:
151
1 )ТД - Іід -ғ а келтірілген қуаттылықты өзгерту;
2)ТҚ тізіміне К. қосымша резисторьш кезекті косу;
3)Өзгеріссіз якорь тогы кезінде
Ф
магнит агысын өзгерту.
Аталған мүмкіндіктер түрақты жэне ауыспалы ЭЖҚ-да іс жүзінде қолдануын
тапты.
ТҚ келтірілген қуаттылықты өзгерту арқылы қозгалыс жылдамдыгын реттеу
ТҚ жылдамдық сипаттамасы Щр, номиналды қуаттылығында 4.39, а сур. кисык 1
түрінде көрсетілгендей елестетейік.
1
ді тогының қайсыбір өзгерісінде қозғалыс жылдамдығы
Уі = Цци - ІріГц
(4.80)
СуФ,
Қуаттылықтың IIді < IIдн басқа көлемінде және сол токта
ү'і = Цді - ІяіГд
У
(4.81)
СуФі
(4.80)-ді (4.81)-ге бөліп, аламыз
Уі = ( ЦПя - І«ігя
)СуФі
ү
'
і
Ш д і - І я і Г д
)СуФ,
Бірдей токтарда магнит ағыстары бірдей болады, сондықтан
V1! = Уі ( Цді - ІяіГа )
(4.82)
(Щ дн “ Іяі^д )
немесе, Іягд қуаттылыктың аз ғана мөлшерінін жоғалуьга ескермей ІІД қатьшасьшда
аламыз
V' ~ VI Ц д]
II
(4.83)
дн
4.35 сурет
Токтың басқа магьшалары үшін үқсас есептер орындап, нүктелер қатарын, оларды
қосып - қуаттылықтың Ііді < ІІдн (4.35, а сур. қисық 2) жаңа көлемінде жылдамдык
сипаттамасын аламыз.
.
і л щ і
;'г».
152
Тартым күші қуаттылық көлеміне байланысты емес (4.68), сондықтан келтірілген
мысалдан, токтың әр мағынасында тартым күші жылдамдықтың аз мөлшеріне сөйкес келеді
(4.35,бсур).
I
^ ,,
Осындай тәсілмен алынғак тартым сипаттамасының мөлшері ЭЖҚ-ның қайсыбір
типінде қолдануға болатын қуаттылықтың деңгейлік санына байланысты болады.
ТҚ шізіміне кезекпен қосылган кедергі резисторын өзгерту арқылы қозгалыс
жылдамдыгын реттеу
Егер ТҚ тізіміне кезекпен К кедергісімен резистор косылған болса (4.36 сур.), онда Іі
қайсыбір тогында Щщ номиналды куаттылықта қозғалыс жылдамдығы
Уік = Цт - У г д+Ю
(4.84)
СУФ
ал, Я=0 х (4.80) формуласымен анықталады.
(4.84)-ті (4.80)-ге бөліп, аламыз
Уія= Цди
~
~
V I
І^аи-
І Г д
немесе,
Уік = Уі Ц „,-І(г„+Ю
(4.85)
І І д н - І Г д
г
4.37 сурет.
Щ )при Х-О
і
. '
* \
153
Сондықтан, К=0 жылдамдыққа қарағанда оерілген ток пен қуаттылықта к. магынаіы
неғұрлым көп болса, қозғалыс жылдамдығы соғүрлым аз. 4.37 сур. қисық 2 оның тізімінде К.
резисторыньщ болуында, ал қисықпен 1 - Я=0 Үк(І) тәуелділігі көрсетілген.
Байқайық,
V
және Үя жылдамдығы айырмашылығы токтың өсуінен ұлғаяды, ал
бірінші тәсілде (4.83) түрлі токта жылдамдықтар қатынасы түрақты болып қалған.
Тартым күші кедергі көлеміне байланысты емес (4.68), К қайсыбір мағынасында
сондықтан ол Я=0-да Ғкі тең болады. Осылай, бір ғана Ғкі мағынасы Үі (К=0) және
үщ
<
V] жылдамдықтарында іс жүзіне асырылады (4.37, б сур.).
Токтьщ түрлі мағьгаасы үшін осылайша алынған нүктелердің геометриялық орны Я
кедергісіндегі тартым сипаттамасын береді(4.37, б сур. қисық 2).
Берілген тәсіл жылдамдықты реттеу үшін үлкен токқа есептелген қосымша
резисторлардың қойылуын қажет етеді. Одан басқа, оларда қосымша ДР&=І2К қуаттылық
шығыны пайда болады, сондықтан, қарастырылып жатқан тәсіл үнемді емес.
Осмнлай тасілмен алынған таш ым сипаттамасы, қандай болмасын ЭЖҚ типінде
түрғыдан
болады, ол кедергі мағынасының санына байланысты.
ТҚ магнит агысын өзгерту арқылы қозгалыс жылдамдыгын реттеу
Кезекпен қоздыру кезінде Ія якорь тогының қандай болмасын мағынасында магнит
агысының көлемін өзгерту тек Ія қарағанда Ів тогын азайту жолымен мүмкін. Мүны, әдетте
коздыру орауына резистор косу, немесе оны шунтирлау ($һип - ағылш. - қашу, айналып өту)
арқылы орындайды. Кирхгоф заңы бойынша
А
нүктесі үшін (4.38 сур.).
ІЯ
= Ів +
І ш
(4.86)
немесе ІВ<ІЯ, сондықтан қозгалтқыштьщ магнит ағысы да сол Ія токта Кш болмаган
кезге қарағанда аз болады.
4.38 сурет
Бүл реттеу төсілін қоздаруды өлсірету (ҚӘ) деп атайды, ескі терминологияда -
алаңның әлсіреуі. Қоздырудың әлсіреу дөрежесін Ія якорь тогына Ів коздыру тогының
қатынасымен багалайды.
Р
(4.87)
154
Егер қоздыру орауының кедергісі гв, ал шунтирлау резисторы Кш болса, онда
электротехника заңы бойынша:
I* I Вш.
(4.88)
(4.87) және (4.88) бірге есептсй отырып
Р = В « _
Гв + Кщ
Қоздыруды реттеу коэффициент ТҚ қоздыру орауының кедергісі мен шунтирлау
резИсторының қатынасымен анықталады.
Қайсыбір Ія токта,
номиналды қуатгылықта және толық қоздыруда (ТҚ)
(4.90)
(4.89)
С,Ф
ПВ
(4.91)
ІК . ДПВ
Ср 1)1 Фпв
Әлсіз қоздыруда және сол шарттармен қозғалыс жылдамдығы көбірек болады:
Уов =Ц„н - 1,
Гд
(4.92)
СүФоВ
(4.93)
ал, тартым күші азырақ,
Ғ
К .
Д
О
В
Ср I, Фов
өйткені
Ф0В< Фпв.
ТҚ мен ӘҚ —
да электромеханикалық 4.39, а сур. көрсетілген түрде болады.
Токтың мағынасын есептей жөне олардың әр қайсысының уов және Ғк дов анықтай
отырып, ӘҚ-дағы электровоздьщ тартымдық сипаттамасын қүрастыруға болады. Ол 4.39, б
суретінде қисық сызықпен
2
бейнеленген, кайсыбір
в
мағынасы үшін толық қоздыруға
арналған тартым сипаттамасы көрсетілген (қисык
1
).
Тартымдык
сипаттаманың
мөлшері
Р ш
кедергісі
мағынасы
сызбасында
қарастырылган санмен анықталады. Қоздыруды реттеу қуаттьшықтьщ әр деңгейінде мүмкін.
ӘҚ-да жақын графикалық элект^омеханикалық жэне тартым сипаттамасын салу тәсіЛн ТҚ
төуелділігінен шыға отырьш жасауға болады, онымен [
6
] танысасыңдар. Осы тәсілді ТҚ
қолдана отырып, аздаган ауытқулармен ӘҚ тартым сипаттамасын салу оңай.
%
4.39 сурет,
ӘҚ тартым күші
(4.94)
В
Бірдей қозғалыс жылдамдығында: у0ві =
үпві
= VI (4.39,6 сур.).
Қарастырылған жылдамдықты реттеу т^сілі үнемді болып табылады, өйткені
шунтирлау резисторы қоздыру орауына параллельді қосылады. Сондықтан
А
жэне
В
155
нүктелері арасындағы жалпы кедергі тізбегі (4.38 сур.) кішірей,еді де сол якорь тогында
шығын үлғаймайды, керісінше азаяды.
т
*
л*
ЭЖҚ-да қарастырылған төсілдерді түрлі комбинацияларда колданады, ол көптеген
тартымдык сипаттама алуға және пойыздың козғалыс жылдамдығын реттеу мәселесін
шешуге мүмкіндік береді, Мүндай сипаттамалар қатарын ала отырып, белгілі массасы бар
пойыздың козғалысын әр түрлі түракталған жылдамдықтарда қамтамасыз етуге болады:
Ш
І ........,үв.
Түрақты ток ЭЖҚ-да қуаттылықты өзгерту тәсілдері
Тұракты ток қуаттылығын бір мағынасынан баскасына ауыстыру
күрделі
техникалык есеп. Жанасу желісінде қуаттылыктың түрақты деңгейіндегі (3 кВ) бір ТҚ
келетін
11
д куаттылығын қалайша өзгерту мүмкін?
4.40 сурет.
*ЗхВ
•3 * 5
Осылайша Од куаттылығын реттеу жүмысын ТҚ байланысу сызбасын өзгерту
жолымен орындайды. Алтьпсіндікті электровоздың ТҚ байланыс сызбасын қарастырайық. Ең
аз Щ қуаттылық барлық ТҚ кезекпен қосуда болады, ол сериесті деп аталады (зегіез -ағылш.
қатар, кезеюгесу) жэне С әрпімен белгіленеді (4.40, а сур.).
ІІд куаттылық С байланыстырғанда
ХІдС= Цг = 3000 = 500В
6
6
4.40, а, б жэне в сур. жеңілдету мақсатында ТҚ қоздыру орауы көрсетілмеген,
негізінде олар ТҚ кезекпен қоздыру электровозында кіргізілген.
Үлкен қуатгылықтағы келесі байланыс кезекті-параллельді (сериес-параллсльді) -
СП (4.40, б сур.) онда
Ц - = Ц г = 3000 = 1000В
3
3
Ең соңында, қуаттылықтың одан да жоғары деңгейі параллельді - П (4.40, в
сур.) байланыста альгауы мүмкін, ол үшін
Цяп = Цс_ = 3000 = 1500В
2
2
156
Негізі, бүл сызбада ТҚ кезекті-параллельді байланыстырылған, бірақ “таза”
параллельді байланыс барлык ТҚ пайдалануға болмайды, ейткені
илышл
■ ■■ 1500
В
(3.3.
кар ). Сондыктан, түракты ток ЭЖҚ екі ТҚ кезскпея қосылған. П байланыстыруда
куаттылык
(
1500
В)
номиналды дсп саналады
11«
=
(4.84)
нсгізінде
жылдамлыктарлын
катынасы
бірдей
токта
қуаттылык
катынастарымен бірдей, немесе
\
* І І д і І І ж а І І в *
Төрткіндікті жене сегізкіндікті электровоздарда катынасы баскаша болады. Қажетті
сызбасы ез бетінше күрастыру жене куаттылык деңгейін аныктау усынылады.
Осылайша, элекфовоздағы ТҚ мөлшсріне байланысты, ТҚ ксстесіи озгерту арқылы
қуаттылык денгейінің белгілі санын жеие соган лайык тартымдық сипаттамвны алуға
болады. ТҚ қосылу сызбасы ТҚ түрлі комбинацияларда қосу мүмкшдігін камтамасыз етуі
керек. Бүл арнайы аплараттын контакторлык элементтерімен орындалады.
Ауыспалы ток электровозының қурылыстық сызбасы
4.41 сурет.
Ауыспалы ок ЭЖҚ-да жанасу желісінде қуатгылыкты (25 кВ) кажетгі денгейге дейін
азайту үшін трансформатор (Тр) жене түракты ток ТҚ қоректендіретін ауыспалы токты
түрақтыға айналдыратын түрлендіргіш (В түзеткіші) койылады (4.41 сур.). Шындығында,
физика курсынан белгілі болғандай, бірфазды ауыспалы токты түзетуде түрақты емес, кейін
сол күйінде ТҚ берілетін пульсациялы қуаттылык пайда болады. Токтын пульсациясын
төмендету үшін ТҚ тізбегіне тегістеу реакторын (ТР) косады. ТҚ пульс ациялау тогы негізгі
қасиеттері бойынша, жүмыста кейбір ерекшеліктері болса да түрақты ток ТҚ-дан
айырмашылығы жоқ. Оларды арнайы дерістерде қарастырасыздар.
Ауыспалы ток ЭЖҚ-да кернеуді озгерту тәсілдері
Ауыспалы ток ЭЖҚ-да трансформатордын болуы түзеткішке, ал одан ТҚ берілетін
қуаттылықтықтыц түрлі мағынасын алута мүмкіндік береді. Отандык ЭЖҚ-да бүл
трансформатордын (4.41 сур. кар.) ер қайсысына А нүктесін қосуға болатын Ііі, Ііг».... ..
түрлі мағынадағы екінші орау жолымен орындалады.
Бүл тәсіл энергияның қосымша шығындарымен байланысты емес, үнемді болып
табылады, бүдан - түзеткіші бар түракты ток ЭЖҚ-нын ТҚ байланыс сызбасын (4.8.6. кар.)
157
1
ауыстыру кажеттілігі жоқ, сондықтан барлық ТҚ параллельді қосылған. Арнайы пәндерде
көрсетілетіндей, үнемі параллельді қосылу ‘ТҚ-ның тартымдык қасиетін көтереді. Тіркесу
бойынша
тартым
күшін
шектеу
ауыспалы
ток
электровоздарында
түрақтымен
салыстырғанда жоғары, - (4.26), (4.27) формулаларын салыстырыңыздар.
Қарастырылған ІІД қуатгылығын өзгерту тәсілінде Щді —
Щ&;і
Іідз — и
Д4
жөне т.б.
сатылары арқылы орындалады да, сатылы деп аталады. Отандык өндіріс орындарында
салынған элсктровоздарда ІІД куаттылығы 33 позиция - 33 саты қарастырылған.
Электровоздың
түрлендіргіштерінде
қазіргі
заманның
жартылай
өткізгіш
қүралдарын қолдануьгада қозғалысты бір қалыпты ретгеуге мүмкіндік береді, олар іс
жүзінде
В Л 80Р , В Л 85
электровоздарында қодцанылады.
Қосымша резистордың кедергісін өзгерту тәсілдері
ЭЖҚ-ны іске қосуда токты шектеу және бір қосылудан баскасына ауыстыру үшін
іске косу реостаты деп аталатын резисторлар жинағы қолданылады. Іске косу реостатының
кедергісін өзгерту көнтакторлар көмегімен оның болек бөлшектерін (секциялар) қысқарту
жолымен орындалады.
Осылайша, мысалы, кезекпен қосылған екі ТҚ үшін іске қосу реостатының үш
секцияда (4.42 сур.) үшеуі реостатты (ТҚ резисторы тізіміне қосылған) және біреуі
реостатсыз - 4 тартым сипаттамасьш алуға болады.
Тізімге косылмаған 1, 2 және 3 контакторлар қосылған ТҚ резистор Япі = Яі + Яг +
Яз, I контакторын Кі резисторьга өшіргенде ТҚ тізімінде шунтирленген болып Япц = Яг + Яз
резисторы өшірілген контакторларда 1 мен 2 — Япш = Яз резисторы және барлық қосылған
контакторларда (
1 ,2
және 3) - Япіү
= 0
О
'
«
4.42 сурет.
Электровоздың күш сызбасында іске қосу реостаты көптеген секциялардан жасалған
және
көптеген
реостатты
жылдамдық
сипаттамаларының,
бүдан
тартымдық
сипаттамалардың да болуына мүмкіндік береді. Бүгінгі күннің ВЛ
8
жэне ВЛ10 сегізкіндікті
түрақты ток электровоздарында тартым сипаттамасы 37 тең, олардың үшеуі реостатсыз және
С, СП жэне П қосылуға сәйкес.
Қоздыруды реттеу коэффициенты өзгерту тәсілдері
Қоздырудың әлсірету дәрежесін өзгерту үшін бірнеше секциядан түратьга және
орауға (немесе орауларға) параллельді қосылатын резисторды қолданады.
4.43
суретте әлсіретудің төрт сатысьга алуға мүмкіндік беретін Ә ҚІ, ӘҚ2, ӘҚЗ және
ӘҚ4 қоздыруды әлсірету (-ҚӘ) сызбасы берілген. Қоздыруды әлсірету тізбегіне қайсыбір
Яиш белсенді кедергісі бар индуктивті шунт (ИШ) қосылған. Оның мағынасы - ауысу
158
процестерінде берілген қоздырудьщ әлсіретуін ұстап тұру — ол арнайы дөрістерде
қарастьфылады.
Қосылған контакторлар кезінде 1, 2, 3 және 4 ТҚ толық қоздырумен (ТҚоз) жүмыс
істейді.
1
контакторды қосқанда қоздыру орауына параллель жалпы кедергісі К, + Я
2
+ К
3
+
К-нш резисторы қосылады, ол ТҚ қоздыру әлсіреуінің 1 сатыдағы (ӘҚІ) жүмысына сәйкес
болады.
2
контакторды қосканда шунтирлау тізбегінің кедергісі Кі көлеміне төмендейді де,
қоздыруды әлсіретудің коэффициенті (4.89) сәйкес төмендейді (ӘҚІ). Осылайша барлығы
ӘҚ 4 сатысын алуға болады (ӘҚІ, ӘҚ2, ӘҚЗ және ӘҚ4).
ӘҚ жүйесін реттеудің осындай тәсілі түрақты ток ЭЖҚ-да, ауыспалы токта да өз
қолдануьга тапты. Мысалы, ВЛЮ жэне ВЛ10У түрақты ток электровоздарында ӘҚ 4
сатысын ӘҚ коэффициента р, = 0,75; р
2
= 0,55; р
3
= 0,43 және р4= 0,36; ВЛ80 ауыспалы ток
электровоздарында рі = 0,70; Рг— 0,52ж әнерз= ||І 1 колданады.
ӘҚ шамалық сатысы ТҚ түрақты жүмысымен шектеледі.
Қоздьфуды әлсіретуді ТҚ барлық қосылуларында: Кп = 0 түрақты ток
электровоздарында (немесе реостатсыз позицияларда) және түрақты ток электровоздарының
жүргізуші позицияларында колданады.
4.7. Т ежеу күші
Жалпы мәліметтер
1
Жоғарыда қарастырылған (4.2 қар.) пойіэіз козғалысына кедергі қимыл процесіндс
пайда болатын, басқарылмайтын табиғи күш болып табылады. Төменге түсу кезінде
4.43 сурет
159
козғалысты қажетп магынаға дейін жылдамдықты төмендету немесе керекті деңгейде ұстап
отьфуды тек қана понызға жасанды күштерДі қойғанда мүмкін. Пойызға қойылған барлық
жасанды күштердің қосындысы тежеу күші деп атайды.
Тежеу жүйесі
Темір жол көліктері қолданатын тежеу жүйесінде тежеу күшін жасау тәсілдері түрлі.
Олар екі топқа бөлінеді: механикалық және электрлік.
Механикалык тежеуде дөңгелек жүбына келтірілген жасанды тежеу сәті жасалады.
Мүндай жүйе барлық тартым күші локомотивтарда да, вагондарда да қолданылады.
Электрлік
тежеу
электродинамикалык
жөне
электромагниттік
болады.
Электродинамикалық тежеу электр мапшналардың қайтару принципіне негізделген: кез
келген электр машинасы козғалткышпен жүмыс істей алады жөне дөңгелек жүбына
келтірілген ТҚ-дан тартым өткізіп тежеу сәтін пайда қылатын, айналмалы қозғалтқыш
кимылын генератормен жасай апады.
Өз кезегінде электрлік тежеу ТҚ шығарған электр қуаты арнайы резисторлардың
жинағында өшірілетін реостатты және аталған энергия жанасу желісіне қайтып келетін
рекуперативті бола алады. Рекуперативті тежеу тек қана ЭЖҚ-да орындалады, оны қолдану
мүмкіндігі электр тартымының басты қасиеттерінің бірі болып табылады.
Электромагнитті
тежеу
ЭЖҚ-да
орнатылған
электромагниттің
рельстармен
байланысынан іске асырылады. Бүл тежеу түрін тағы магнитрельсті деп атайды, онымен
ЭР200 жылдам электропойызы жабдыкталған, онда ол қосымша (аварийлік) тежеу ролін
орындайды.
Механикалык, тежеу
Темір жол көлігінде қолданылатын механикалык тежеудің негізгі түрі— қалыпты
(колодкалы) деп аталады, мүнда қалып дөңгелек жүбының бандажына жабыстырылады да,
тежёу
сәтін жасайтын қалып пен бандаж арасында үйкелу күші пайда болады.
Басқа механикалык тежеуге дискілі және барабанды түрлер жатады. Дискілі түрі
ЭР200 электропойызында, ал барабанды бүпнгі күннің трамвайларының моторлы
вагондарында қолданылады. Тереңірек онымен [1,2] танысуга болады.
Механикалык, қаіыпты тежеудегі тежеу кушінің пайда болуы
Егер айналудағы дөңгелек жүбына сағат тіліне қарсы бағытта (4.44 сур.)
К
күші бар
қалыпты койса, онда В| айналу бағытындағы калыпқа келтірілген үйкелу күші пайда болады.
Ньютоннын бірінші заңына сөйкес, ол В
2
дөңгелек жүбына келтірілген күшке тең болады.
Достарыңызбен бөлісу: |