Характеристики тягового двигателя вагона подвижного состава трамвая при ослабленном магнитном потоке. Графическое построение искусственных характеристик

Искусственные скоростные характеристики тягового двигателя трамвайного вагона, лежащие выше естественной характеристики, получаются за счет ослабления магнитного потока либо путем закорачивания части витков обмотки возбуждения двигателя, или путем подключения параллельно обмотке возбуждения шунтирующей цепи, состоящей из чисто омичеокого сопротивления (R_ш) и индуктивной катушки (шунтирование поля). Так как первый способ требует специального исполнения катушек возбуждения с дополнительными выводами, закорачивание части витков в тяге почти не применяется и основным способом получения ослабленного потока является шунтирование обмотки возбуждения двигателя трамвая (рис. 1).

Рис. 1. Схемы для получения ослабленного поля в тяговом двигателе трамвайного вагона.

Степень ослабления поля обычно характеризуется коэффициентом шунтировки а, показывающим, какая часть тока якоря при подключении шунтирующей цепи протекает через обмотку возбуждения двигателя трамвая:

или (что равноценно) равным отношению тока возбуждения к току якоря (1):

Подставив в выражение (1) зависимость токов от сопротивлений параллельных цепей и учтя, что ток якоря тягового двигателя трамвайного вагона равен сумме токов возбуждения и тока в шунтирующей цепи, получаем зависимость коэффициента шунтировки от сопротивления обмотки возбуждения и шунта:

где R_ш – полное омическое сопротивление цепи шунта.

Построить искусственные скоростные характеристики тягового двигателя трамвая при ослабленном поле можно при наличии характеристик полного поля и выбранном коэффициенте шунтировки поля а путем подсчета отдельных точек кривых с ослабленным полем для различных значений тока якоря по формуле (2):

где: v_о.п – искомая скорость при ослабленном поле для тока якоря I_я;

v_п.п – скорость при полном поле для тока aI_я;

r_я – сопротивление якоря и дополнительных полюсов;

a – коэффициент шунтировки поля.

По полученным точкам строится кривая v_о.п = f(I_я) (рис. 2).

Рис. 2. Характеристика при ослабленном поле.

Получаемые по формуле (2) значения v_о.n при I_я очень близки к скорости полного поля (v_п.п) при токе aI_я, поэтому если не требуется особенная точность построения, можно осуществить построение v_о.п = f(I) по выбранному значению a графически.

Для этого на характеристике тягового двигателя трамвайного вагона v_п.п = f(I_я) для ряда значений тока якоря находят при токе возбуждения I_в = aI_я скорость при полном поле и переносят ее на вертикальную прямую, соответствующую взятому току якоря (рис. 3). Полученные точки соединяют плавной кривой.

Рис. 3. Графическое построение v_о.п.

Для получения нескольких ступеней ослабления поля делят шунтирующее сопротивление на секции и, постепенно закорачивая их, получают разные степени ослабления поля, а соответственно этому – разные искусственные скоростные характеристики тяговых двигателей трамвайных вагонов.

При построении характеристик для измененного напряжения на коллекторе и искусственных характеристик для движения с включенным в цепь якоря сопротивлением характеристики тягового усилия трамвая оставляют без изменения, так как для двигателя с последовательным вовбуждением тяговое усилие почти не зависит от напряжения. При построении же характеристик с ослабленным полем тяговое усилие должно быть пересчитано в соответствии с принятым коэффициентом шунтировки.