Расчет пусковых сопротивлений тягового двигателя вагона подвижного состава трамвая

Для поддержания постоянного ускорения при разгоне трамвайного вагона необходимо с увеличением скорости движения непрерывно. Уменьшать величину пускового сопротивления, чтобы сила тока в двигателе и тяговое усилие на ободе колеса оставались постоянными. При I = const изменение пускового сопротивления в интервале между v = 0 и скоростью выхода на автоматическую характеристику в зависимости от скорости движения определяется по формуле:

Формула (1) для одного тягового двигателя:

т. е. при постоянных значениях U_к, I_п, r_вн это изменение происходит по закону прямой от R_нач = U_к/I_п – r_вн при v = 0 до R = 0 при v = v_a.

На рис. 1 показано такое изменение величины реостата (прямая ВД), которое необходимо для сохранения постоянного значения пускового тока при разгоне двигателя трамвая с реостатом (прямая АБ).

Рис. 1. Изменение значения реостата в зависимости от изменения скорости трамвайного вагона при I_п = const.

Однако такое непрерывное и плавное изменение пускового реостата от какого-то начального значения R₁ до 0 при металлических реостатах, применяемых для тяги, связано с весьма большими конструктивными затруднениями. Поэтому практически регулирование сопротивления производится постепенным выключением отдельных частей (так называемых секций) реостата. Увеличение скорости при каждом значении реостата, остающегося в цепи якоря тягового двигателя трамвайного вагона, будет сопровождаться снижением тока, и выключение очередной секции будет вызывать соответствующее скачкообразное увеличение тока и тягового усилия, что приводит к неравномерному ускорению вагона. Неравномерность пуска будет тем больше, чем значительнее отклонения пускового тока при переходе с позиции на позицию от его среднего значения. Чем меньше эти отклонения и чем равномернее они в обе стороны от I_ср, тем более плавно и быстрее будет разгоняться трамвайный вагон. Однако значительное уменьшение отклонения тока от I_ср при пуске потребовало бы увеличения числа ступеней реостата, что усложняет и утяжеляет аппаратуру управления.

Практика показала, что при средних ускорениях разгона трамвайного вагона 0,6–0,7 м/сек² можно допустить колебания тока до ±15%, а для отдельных ступеней даже ±20%.

При более высоких ускорениях от 0,8 до 1 м/сек² рекомендуется принимать меньшие колебания тока ±10–12%.

Реализация средних ускорений от 1 до 1,4 м/сек² требует доведения числа пусковых ступеней до 14–18 при колебаниях тока 8–10%. При 22 пусковых ступенях реостата двигателя трамвая допускается любое ускорение, приемлемое в условиях городского движения.

При высоких ускорениях (выше 1,5 м/сек²) следует предусматривать постепенное нарастание ускорения, вводя начальные ступени с меньшими значениями пускового ускорения. Максимальное приращение ускорения не должно превышать 2 м/сек³.

Расчет ступеней пускового реостата тягового двигателя трамвайного вагона можно проводить графическим и аналитическим методами. Наиболее часто применяется графический метод.