О тепловозах!

[Sancio]

Это да, но P=F*v То есть от мощности(P) зависит скорость(v), развиваемая с максимально возможной силой тяги(F) А это уже влияет на пропускную способность линии, особенно поддержание большей скорости на подъеме с тем же весом.
Но я собственно имел ввиду, что родные ТД ЭД133 дают 6*376кВт=2256кВт(из инета) мощности против 2980кВт у дефорсированного дизеля. То есть имеем постоянно заметно недогруженный даже после дефорсировки дизель, что не есть гуд.
Если же поставить более мощные ТД (а мощность использовать для поднятия силы тяги) под новый дизель - то можем получить ситуацию аналогичную наблюдаемой с ТЭ33А, даже хуже, так как у нас ТД постоянного тока без поосной регулировки силя тяги. То есть нехватка сцепного веса для большей тяги. А использование большей мощности для поднятия скорости состава при неизменной его массе - так ли это нужно? Или имеет смысл?

PS Я к тому, что несбалансированные характеристики получаются. Под 4400 просится что-то потяговитее - типа ТЭМ7(ТЭ8) с 24-25т/ось для 100% использования мощности 3,280 kW на 8*376=3008 kW Этакий аналог ES44 в наших реалиях

[TRam_]

Sancio, из формулы P=F*v при v = 0 и некотором известном значении P сила F должна была быть бесконечной . Так что не работает данная формула, а знаете почему? Потому что при скорости около 0 КПД тяговой передачи стремится к 0. Например, при низких позициях контроллера почти всё поглощается омическим сопротивлением в ТЭДах и генераторе, и превращается в тепло. Кстати именно поэтому в тепловозах делается защита по току - что всё тяговое оборудование в них сгорит, если тепловоз не может начать движение а дизель работает на больших позициях.

Именно для этого и начинают движение с поездом на малых позициях, когда дизель работает с мощностью 400 - 500 л.с. (всего лишь !). И на сколько бы ты не поднял максимальную мощность дизельного двигателя, начинать движение всё равно придётся на малой мощности, иначе же пришлось бы делать комплекс мероприятий

а) увеличивать нагрузку на ось локомотива (или вовсе ставить зубчатые рейки и колёса), т.к. песок даёт не очень большую прибавку к тяге а сыпать его везде нельзя - колёса и рельсы очень быстро сотрутся
б) увеличивать продольную прочность вагонов, прочность сцепок
в) снижать центр тяжести вагонов/увеличивать ширину колеи (для повышения устойчивости к выталкиванию во внутреннюю сторону кривых)
г) увеличивать прочность креплений грузов (большая сила тяги приведёт к большим силам инерции)

Добавлено через 19 минут
Собственно в той статье и говорится, что какой бы мощный дизель на локомотив не поставишь, больший состав на подъёме он не стронет (если дизеля сравнимой массы). Он может вести состав быстрее, разгонять его на равнине быстрее. Но допустим разгонять быстрее на критическом подъёме не сможет.


Мощность ТЭДов определяется их способностью к охлаждению, её изменение влияет только на минимальную скорость, с которой локомотив может тянуть состав на максимальной позиции, в случае опять же достаточного сцепления.

Потому что грубо говоря у секции 2ТЭ116 длительная тяга 25 тонн, у 2ТЭ116У - 33 тонны, но они оба в плохую погоду будут реализовывать только по 25 - 27 тонн по сцеплению, в результате (с учётом того что невозможно подгадать отправку состава к погоде на всём участке следования) весовые нормы у них получаются сравнимыми.

[Olhan]

3. Отказы тяговых электродвигателей

Несмотря на то, что асинхронные тяговые электродвигатели тепловоза ТЭ33А заявлены как надежные и безотказные электрические машины, наблюдается тенденция по увеличению отказов ТЭД:

А что именно для асинхронников характерно как "отказ"? Выгорают обмотки? Или, всё-таки, речь про инвертор?

[Sancio]

Суть статьи в том, что несбалансированность характеристик сказалась как на тяговых свойствах, так и на надежности. Если бы у него была бы нагрузка на ось 30-33тс, то у Казахов был бы прекрасная вариация на тему ES44AC с его 80тс стартовой и свыше 60тс длительного режима тягой. (Хотя это похоже в идеальных условиях) Но увы, вес меньше и сцепления банально хватает в лучшем случае на те же 40тс. в идеальных условиях. А хотят-то от него, как от чуть более мощного 2ТЭ... имеющего на эту мощь аж 12осей и почти в 2раза большим сцепным весом

Скрытый текст:

Сообщение от TRam_

Sancio, из формулы P=F*v при v = 0 и некотором известном значении P сила F должна была быть бесконечной . Так что не работает данная формула, а знаете почему? Потому что при скорости около 0 КПД тяговой передачи стремится к 0. Например, при низких позициях контроллера почти всё поглощается омическим сопротивлением в ТЭДах и генераторе, и превращается в тепло.

Ну если так формально... Более полная формула Р=Рпотерь+(Ft-Fs)*v где Fs - потери трения. И никакой бесконечной силы уже не будет. Хотя и эта формула чисто иллюстративная, не точная.

Сообщение от TRam_

Кстати именно поэтому в тепловозах делается защита по току - что всё тяговое оборудование в них сгорит, если тепловоз не может начать движение а дизель работает на больших позициях.

А ещё он при этом начет буксовать

Сообщение от TRam_

Именно для этого и начинают движение с поездом на малых позициях, когда дизель работает с мощностью 400 - 500 л.с. (всего лишь !). И на сколько бы ты не поднял максимальную мощность дизельного двигателя, начинать движение всё равно придётся на малой мощности, иначе же пришлось бы делать комплекс мероприятий

Не вижу тут противоречий. Сила тяги ограничена силой сцепления с рельсами. Она же достигается при малой v на малой мощности, все по формуле )))
Сила же сцепления есть функция конструкции локомотива, нагрузки на ось и числа осей, состояния пути и много ещё чего. То есть в нашем случае конечна и ограничена.

Сообщение от TRam_

а) увеличивать нагрузку на ось локомотива (или вовсе ставить зубчатые рейки и колёса), т.к. песок даёт не очень большую прибавку к тяге а сыпать его везде нельзя - колёса и рельсы очень быстро сотрутся
б) увеличивать продольную прочность вагонов, прочность сцепок
в) снижать центр тяжести вагонов/увеличивать ширину колеи (для повышения устойчивости к выталкиванию во внутреннюю сторону кривых)
г) увеличивать прочность креплений грузов (большая сила тяги приведёт к большим силам инерции)

А ещё увеличить количество осей с ТД, что собственно обычно и делают, например цепляя толкачи на подёме.

Сообщение от TRam_

Собственно в той статье и говорится, что какой бы мощный дизель на локомотив не поставишь, больший состав на подъёме он не стронет (если дизеля сравнимой массы). Он может вести состав быстрее, разгонять его на равнине быстрее. Но допустим разгонять быстрее на критическом подъёме не сможет.

Быстрее разгоняться опять ограничено силой сцепления, а вот максимально достижимая установившаяся скорость есть функция от развиваемой мощности, уравновешиваемая силой сопротивления движению, коя есть функция от скорости движения.
Смысл статьи в том, что тяга (производная от мощности ТД и тут пожалуйста не спорьте! Не надо напоминать про момент=f(тока). Больше паспортная мощность - больший предельный допустимый ток при прочих РАВНЫХ условиях, так что нет противоречия) избыточна для его сцепного веса и локомотив пробуксовывает даже на 35-40км/ч. На уклоне ему просто нехватит силы сцепления (f от числа осей, нагрузки на ось) с рельсами, что бы развить тягу, достаточную для старта с составом.

Сообщение от TRam_

Мощность ТЭДов определяется их способностью к охлаждению, её изменение влияет только на минимальную скорость, с которой локомотив может тянуть состав на максимальной позиции, в случае опять же достаточного сцепления.

Мощность ТЭД ограничивается
1. Объемом, куда его можно вписать под локомотив. Фиксированно
2. Типом и конструкцией. У разных ТЭД разные удельные показатели
(например 1,34 кВт/кг синхронные и 1кВт/кг асинхронные) Фиксированно
3. Охлаждением обмоток. (решается усилением вентиляции и переходом на жидкостное охлаждение. Естественно тут есть ограничения)
4. Требуемым тяговым усилием и скоростью длительного режима (согласуется редуктором) это скорей минимальная необходимая мощность

Потому что грубо говоря у секции 2ТЭ116 длительная тяга 25 тонн, у 2ТЭ116У - 33 тонны, но они оба в плохую погоду будут реализовывать только по 25 - 27 тонн по сцеплению, в результате (с учётом того что невозможно подгадать отправку состава к погоде на всём участке следования) весовые нормы у них получаются сравнимыми.

Ваш пример как раз подтверждает мои слова. Если нет разницы - зачем платить больше? (то есть возить более дорогой, избыточный по мощности дизель)

А что именно для асинхронников характерно как "отказ"? Выгорают обмотки? Или, всё-таки, речь про инвертор?

Полагаю, что здесь больше о двигателях, хотя наверняка выходит из строя и то и другое. Не буду касаться влияния нежеописанного на конструктив АД, там тоже хватает
Обмотки АД при работе от ЧП подвергаются повышенном нагрузкам по напряжению, по повышенному нагреву от импульсных токов и мех.колебания под действием импульсных же электромагнитных сил. Тут же у нас повышенная нагрузка, то есть работа на максимальных и быстроменяющихся токах (срыв в боксование, проскальзывание) - это ускоренный износ изоляции обмоток, термический, механический и от воздействия импульсов повышенного напряжения

[TRam_]

Мощность ТЭД ограничивается
1. Объемом, куда его можно вписать под локомотив. Фиксированно
2. Типом и конструкцией. У разных ТЭД разные удельные показатели
(например 1,34 кВт/кг синхронные и 1кВт/кг асинхронные) Фиксированно
3. Охлаждением обмоток. (решается усилением вентиляции и переходом на жидкостное охлаждение. Естественно тут есть ограничения)
4. Требуемым тяговым усилием и скоростью длительного режима (согласуется редуктором) это скорей минимальная необходимая мощность

п.2 вызван различием коэффициента полезного действия, он у асинхронных выше, потому и тепла образуется меньше
с п.4 не согласен. Там определяется передаточным отношением тягового редуктора, а значит связано не столько с длительной скоростью, сколько с максимальной (т.к. любые ТЭД имеют ограничение на частоту вращения ротора). Ну и с сопротивлением движению при движении на выбеге ("повышающая" передача съедает тем больше энергии чем больше её отношение при той же конфигурации зубьев)

Если нет разницы - зачем платить больше?

Только для того, чтоб он эксплуатировался не на тех режимах, для которых рассчитан, в предположении что это повысит его ресурс . Либо чтобы повысить интенсивность разгона / скорость движения. Предельный случай показан в Европе, где крошечные 4-осники таскают такие же крошечные 500-тонные составы со скоростями 140 км/ч. При этом из-за сопротивления воздуха удельные расходы становятся сравнимыми с грузовиками, идущими 90 км/ч.

[Sancio]

Синхронные, к вашему сведению, греются в разы меньше АД при работе от ЧП. АД просто раскаляются и звенят, в отличие от синхронных с магнитами. Полагаю, это вызвано повышенными токами в роторе от высших гармоник импульсов.
И удельная мощность вызвана не только КПД, а ещё ограничениями по доступным объёмам под железо и обмотки. А так же качеством его использования. Щеточный узел DC яркий пример - без него нельзя, и место много на валу занято не железом. Вот и малая удельная мощность получается.
Скорость длительного режима - это скорость при которой тяговый привод переходит из режима работы ограничения по сцеплению в режим работы с постоянной мощностью. В станкостроении это режим с постоянным моментом и постоянной мощностью соответственно. Так что ограничения по частоте вращения ротора в этой точке могут быть если только у высокоскоростного состава, работающего на левой (постоянномоментной части характеристики) так как на больших скоростях сильно растет сопротивление движению. Опять же предельная скорость вращения невысокая характерна только двигателям с щеточным узлом. АД гораздо более высокооборотны в этом смысле. И практически не ограничивают по максимальным оборотам.
А про зубья - это уже буквоедство и в данном случае частности. Более относящиеся к расходам на экплуатацию

Только для того, чтоб он эксплуатировался не на тех режимах, для которых рассчитан, в предположении что это повысит его ресурс . Либо чтобы повысить интенсивность разгона / скорость движения. Предельный случай показан в Европе, где крошечные 4-осники таскают такие же крошечные 500-тонные составы со скоростями 140 км/ч. При этом из-за сопротивления воздуха удельные расходы становятся сравнимыми с грузовиками, идущими 90 км/ч.

Ну у нас то будет грузовой тихоход 2ТЭ25К, какие 90км/ч откитесь... Опять же я писал - Дизель %15-20 превышает мощности ТД, так что мощность просто девать некуда.
По разгону - опять забыли ограничение по сцеплению с дорогой. А при западных характеристиках ограничивает она. Быстрее не разгонишься. А быстрее поедешь, это да.
Опять спор ради спора.

[TRam_]

Ну у нас то будет грузовой тихоход 2ТЭ25К, какие 90км/ч откитесь...

2ТЭ25К изначально был специально спроектирован под скорость 120 км/ч, из-за этого его тяговые характеристики оказались хуже 2ТЭ116У (слишком большая жёсткость тяговой характеристики ТЭД в зоне рабочих скоростей). Это вроде только в последнее время его перепроектировали под 100 км/ч, чтоб он мог нормально возить поезда а не хвастаться циферкой в характеристике.

Быстрее не разгонишься.

Если на критическом подъёме то конечно да, на нём разгон ограничен сцеплением

[Sancio]

Ну собственно прекрасная иллюстрация к важности сбалансированности характеристик и их соответствие реалиям эксплуатации.
Да, была выше максималка, но зато ниже скорость так сказать "экономического крейсерского хода". А оно надо?

[Olhan]

Сообщение от Sancio

Полагаю, что здесь больше о двигателях, хотя наверняка выходит из строя и то и другое. Не буду касаться влияния нежеописанного на конструктив АД, там тоже хватает
Обмотки АД при работе от ЧП подвергаются повышенном нагрузкам по напряжению, по повышенному нагреву от импульсных токов и мех.колебания под действием импульсных же электромагнитных сил. Тут же у нас повышенная нагрузка, то есть работа на максимальных и быстроменяющихся токах (срыв в боксование, проскальзывание) - это ускоренный износ изоляции обмоток, термический, механический и от воздействия импульсов повышенного напряжения

То есть, защита (или хотя бы контроль) по току не даёт гарантий, что АТЭД не перегреется?

А в статоре АТЭД не ставят термодатчики?

[Sancio]

Ставят термодатчик. Но он дает среднюю температуру по больничке. Даже если стоит в обмотке - это температура в этой точке, что не гарантирует, что в других частях обмотки температура градусов на 5 выше-ниже.
АТП в принципе работает с токами, так что перегрузки не допустит. При одном исключении. Любой ТД имет длительный режим и часовой режим, а в АТП есть ещё минутные (2-10) режимы работы с кратной (1,5-2) перегрузкой. При этом температура обмоток выше рабочей, но меньше предельно допустимой. Есть простое эмпирическое правило, гласящее, что срок службы изоляции уменьшается вдвое при увеличении рабочей температуры на 8 - 10 °С. За счет термической деградации материала изоляции. Вот получили, что 10мин штатной перегрузки дают "-20"мин ресурса. Боксование - постоянная работа перегрузка-недогрузка. Средняя температура-то в норме, но за счет перегрузок-недогрузок. Первый вклад в уменьшение срока сделан.
Второе - коэффициент расширения меди обмотки и материалов лаковой изоляции и пропитки - разный, хоть его и стараются сделать схожим. Получаем при постоянном нагреве-охлаждении ускоренное отслоение и разрушения изоляции и пропитки. Вот ещё вклад в ускоренное старение.
Ну и мелочи:
третье - при работе от ЧП движок звенит. То есть происходит постоянная вибрация обмоток под действием электромагнитного воздействия импульсов тока. Это тоже ускоренное механическое разрушение изоляции. А ещё толчки от скольжения - тоже усиленная вибрация конструкции ТД.
Конечно всё это есть и при нормальной эксплуатации, но на максимальных нагрузках тепловоз работает не всё время, а какой-то % времени. Опять же это пусть максимальная, но без постоянного боксования, то есть работа в установившемся тепловом режиме. На это ТД и расчитан. При перегрузке тепловоза (а боксование есть перегрузка) это процент запаса ускоренно съедается.

[Olhan]

Сообщение от Sancio

третье - при работе от ЧП движок звенит. То есть происходит постоянная вибрация обмоток под действием электромагнитного воздействия импульсов тока. Это тоже ускоренное механическое разрушение изоляции.

Я правильно понимаю, что скорость разрушения изоляции тем больше, чем ближе частота импульсов (при прочих равных - мощности, скважности...) к резонансной частоте обмотки? То есть, рабочие частоты стараются по максимуму отдалить от резонансных? (я понимаю, что есть и другие факторы, и что при увеличении частоты увеличиваются разные потери...)

[TRam_]

Olhan, обычно обмотки очень жёстко навиты на полюса, поэтому насчёт выхода в резонанс речь тут не идет. Просто термическая и механическая (под действием периодического нагружения) деградация лаковой изолирующей плёнки проводов обмоток и лака, скрепляющего провода обмотки.

[dizelbaum]

Сообщение от TRam_

2ТЭ25К изначально был специально спроектирован ...

Руки бы вырвать этим проектировщикам.
И головы...
У нас и машинисты и слесаря перекрестились, когда их забрали в Лихоборы...

[TRam_]

по поводу звона - это собственная частота магнитопровода полюса, но он как известно почти не подвержен разрушению

[орел]

Сообщение от dizelbaum

Руки бы вырвать этим проектировщикам.
И головы...
У нас и машинисты и слесаря перекрестились, когда их забрали в Лихоборы...

в крахоборах их нет