Для тягових двигунів характеристика сФi= f(I) не має точного аналітичного виразу, тому за основу нелінійної математичної моделі приймаємо функцію, що легко диференціюється і забезпечує точну апроксимацію:
(6.1)
де F - намагнічуюча сила головних полюсів, А·вит.;
а і b - коефіцієнти апроксимації, які знаходять за електромеханічними характеристиками. Для цього за двома відомими електромеханічними характеристиками (як правило, для повного і ослабленого поля) знаходимо 6 значень сФ для обраних струмів:
I1 = 100 A, I2 = 200 A, I3 =300 A.
Далі знаходимо швидкості за електромеханічними характеристиками для заданих струмів:
V11 = 38 км/год, V12 = 28 км/год, V13 = 23,5 км/год - для повного поля
V21 = 73,5 км/год, V22 = 45 км/год, V23 = 36,5 км/год - для ослабленного поля
Магнітні потоки для даних швидкостей відповідно до обраного струму, знаходимо за формулами, Вб:
, (6.2)
, (6.3)
, (6.4)
, (6.5)
, (6.6)
(6.7)
Намагнічуючи сили для відповідних струмів знаходимо, А×вит :
, (6.8)
де a - коефіцієнт ослаблення поля;
Wс - кількість витків серієсної обмотки (див. додаток 2);
Wш - кількість витків шунтової обмотки (див. додаток 2);
Iш - струм шунтової обмотки (для рухомого складу, що має ТЕД змішаного збудження: для повного поля Iш = 2 А; для ослабленого поля Iш = 0,715 А.
За визначеними параметрами знаходимо коефіцієнти апроксимації:
, (6.9)
, (6.10)
, (6.11)
, (6.12)
, (6.13)
, (6.14)
де перший індекс у F, cФ означає номер електромеханічної характеристики, а другий співпадає з індексом струму.
У результаті розв'язання системи рівнянь отримається:
, (6.15)
, (6.16)
, (6.17)
, (6.18)
, (6.19)
, (6.20)
Отримані значення підставляємо до формули (6.1).
Розрахунки порівнюємо зі значеннями сФi , розрахованими за формулами (6.2)-(6.7). При відсутності похибки ці значення повинні співпадати.