2.1 Расчет и выбор электроприводов вагонных механизмов

2.1.1 Определяем нагрузку на валу электрического двигателя:

а) электропривода вентиляционного агрегата:

Рв = К ₃· Q · H / 1000·ŋ_в кВт,

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3);

Q – производительность вентилятора, м³/c; определяется произведением нормы

воздуха 25^м/_ч на одного пассажира и количества пассажиров ;

H – аэродинамическое сопротивление (суммарный напор) системы вентиляции, Па;

определяется как сумма аэродинамических сопротивлений: воздуховода –

350…500Па, калориферов отопления – 200Па (основного) и 100Па

(дополнительного), а также охладителя кондиционера – 150…200Па;

η_в – кпд вентилятора (0,4…0,6).

б) электропривода центробежного водяного насоса системы жидкостного отопления:

Р_н = К₃ · Q · H / 1000 · η_н кВт,

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3);

Q – производительность насоса, м³/c; для системы водяного отопления вагона –

0,001…003м³/c;

Н - высота напора, равная сумме высот всасывания и нагнетания, м; для системы

водяного отопления вагона Н=2,8м;

η_н – КПД насоса; центробежный насос при напоре менее 40м имеет КПД – 0,3…0,6.

в) электропривода компрессора холодильной установки:

Р_к = К_з · К_р · ΔР_охл / 1000 · η_i · η_к кВт,

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3);

Кр – коэффициент режима, учитывающий прерывистый характер работы компрессора

(0,4…0,6);

η_i = 0,75 - индикаторный КПД холодильной установки;

η_к = 0,6…0,85 - КПД компрессора;

ΔР_охл – мощность теплового потока воздуха, которая должна быть затрачена

холодильной установкой кондиционера на охлаждение, Вт:

ΔР_охл = 1,2 · F_пв · К_т · Ө_р + 0,08 · N_пас.,

где F_пв = 250…350м² – общая поверхность ограждения вагона,

К_т = 1,1…2,0 – приведенный коэффициент теплопередачи ограждения вагона,

Ө_р = (t_н.в – t_в.в)_расч. – разность между температурой наружная воздуха и температурой

внутри вагона; для установок кондиционирования расчетная разность

температур (перегрев) принимается в диапазоне 10…15ºC;

N_пас – количество пассажиров в вагоне.

г) электропривода вентилятора охладителя конденсатора холодильной установки:

Р_в = К ₃· Q · H / 1000·ŋ_в , кВт,

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3);

Q = 3,0…4,5 - производительность вентилятора, м³/c;

H = 150…350 - аэродинамическое сопротивление (напор) конденсатора холодильной

установки, Па;

η_в = 0,6…0,8 - КПД вентилятора.

2.1.2 Определяем расчетное значение мощности электродвигателя:

После определения нагрузки на валу электродвигателя необходимо учесть режим работы электропривода, что позволяет снизить установленную мощность двигателя в некоторых случаях, а, значит, и его габаритные размеры, массу и стоимость:

а) длительный режим:

Р_д.расч. ≥ Р ,

где Р – мощность нагрузки на валу;

б) кратковременный режим:

Р_д.расч. ≥ Р / λ ,

где λ = М_макс/ М_н - коэффициент перегрузочной способности (для двигателя постоянного тока λ = 2…2,5; для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором λ = 1,5…1,7; для кранового асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором λ = 2,5…2,7; для синхронного двигателя λ = 2,5…3,0).

в) повторно-кратковременный режим:

Р·ПВ%

Р_д.расч. ≥ 100

где ПВ% = Т_вкл / (Т_вкл + Т_п) – относительная продолжительность включения (Т_вкл – время

включенного состояния, Т_п – время паузы между включениями).

Примечание:

1). Продолжительность цикла между включениями должно быть не более (Т_вкл + Т_п)≤ 10мин.

2). ГОСТ устанавливает, что ПВ% указывается на щитке (паспорте) машины и может составлять 15%, 25%; 40% и 60% (двигателю, предназначенному для работы в длительном режиме, присваивается ПВ% = 100%, но на щитке (или в паспорте) машины указывается режим - «длительный»).

3) Для электроприводов вентиляционных установок вагонов режим работы следует принимать длительным, для насосов и компрессоров – повторно-кратковременным с ПВ%=60%, для приводов дверей и заслонок в системе вентиляции – кратковременным.