CT

2

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(n
Đ
) 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(n
Đ
) 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 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 giới cho động cơ điện kéo TEO-15B trên đầu máy D12E.
Summary: Mechanic property curve M = f(n
i
) 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(n
i

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 tính mô men M = f(I
Đ
). Khi đó,
kết hợp với đặc tính cơ điện n = f(I
Đ
) 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( I
kt
)
Cũng như đặc tính cơ điện, để xây dựng đặc tính mô men của ĐCĐK, trước tiên cần xây
dựng đường cong từ hoá ễ = f( I
kt
) của vật liệu dẫn từ động cơ (với I
kt
: là dòng điện kích từ vào
cuộn kích thích W
kt
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 F
kto
=  I
kt
.W
kt
. Từ kết quả tính toán ta có thể xây dựng được đường

=
a2
pN

(2)
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 I
Đ
= I
kt
, là quan hệ tỷ lệ
(khi mạch từ chưa bão hoà), nên dạng đặc tính mô men điện từ M = f(I
Đ
) của ĐCĐK một chiều
kích từ nối tiếp có dạng là đường parabol [2], [3]. Khi đã thiết 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;

Hình 1. Đặc tính từ hoá (không tải) của ĐCĐK
CT

2

- T ng c tớnh t hoỏ = f( I

) di dng bng s v thụng s kt
cu c th ca CK, ta thu c dng c tớnh c M = f(n) cụng sut ton ti nh trờn hỡnh
4.
iii. Xõy dng c tớnh c M = f(n) cho
CK u mỏy D12E [5]
ng c in kộo ca u mỏy D12E l
loi ng c in mt chiu kớch t ni tip ký
hiu TEO 15B. Kt cu ca CK TEO 15B
c th hin trờn hỡnh 5.
Dac tinh toc do va mo men
0
100
200
300
400
500
600
700
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
I
M,n
M=f(I)
n=f(I)
Dac tinh toc do va mo men
0
100
200
300
400
500

Nhập dữ liệu ĐCĐK
(Thông số kỹ thuật, kết cấu )
Tính F
i
(I
KTi
)
Tính F
i
(I
KTi
)
Đặc tính từ hoá

c =f(
I
KTi
)=f(I
i
)
Tính
I
KTi
Tính
I
KTi
Đặc tính cơ điện n =f(
I
i
)

600
650
700
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650
n(v/p)
M (Nm)

Hỡnh 4. ng c tớnh c M =

(n)

ca CK TEO 15B CT

2

Để xây dựng đường đặc tính n = f(I) hoặc V
K
= f(I) cho ĐCĐK, từ đặc tính ngoài của máy
phát điện kéo U
F
= f(I
F
) ứng với tay máy số 9
và các tham số kỹ thuật của ĐCĐK TEO
15B, áp dụng phương pháp và các biểu
thức tính toán đã nêu, thiết lập chương trình
tính theo các thuật toán của phương pháp


318.78 347.82

378.77 411.64

446.29 482.07

518.55

554.69

589.22

620.64

647.32

iv. Kết luận
Bằng phương pháp lý thuyết, dựa trên các tham số kết cấu của máy điện kéo trên đầu
máy cụ thể, nội dung bài báo đã đưa ra phương pháp và thiết lập chương trình tính để xây
dựng đặc tính cơ M = f(n) cho đầu máy diesel nói chung và tính cụ thể cho đầu máy D12E. Từ
kết quả thu được, kết hợp với các thông số kết cấu của đầu máy, hoàn toàn có thể thiết lập các
đặc tính sức kéo khi toàn tải của đầu máy D12E với độ chính xác cao phù hợp với đặc tính làm
việc của ĐCĐK cụ thể của đầu máy.
Mặt khác, khi có đầy đủ các đặc tính làm việc của máy phát điện kéo ở các phụ tải bộ
phận, trên cơ sở các thông số kết cấu cụ thể của đầu máy và sử dụng phương pháp, thuật toán
đã trình bày, hoàn toàn có khả năng xây dựng họ đặc tính sức kéo toàn tải và cho từng mức
công suất cho đầu máy.

Tài liệu tham khảo

CT

2

[5]. Hướng dẫn sử dụng đầu máy D12E – năm 1988. Tổng cục Đường sắt