Рис. 3.1 – Приведений профіль колії

РОЗДІЛ 4 РОЗРАХУНОК МАСИ ПОЇЗДА

4.1 Розрахунок маси состава вантажного поїзда

Маса состава вантажного поїзда в залежності від характеру профілю колії залізничної лінії визначають за умов руху:

−по розрахунковому підйому зі сталою швидкістю;

−по найважчому підйому з несталою швидкістю з використанням кінетичної енергії („живої сили”) поїзда.

Який з підходів до розрахунку маси поїзда доцільно використовувати, визначають на підставі аналізу подовжнього профілю ділянки. У курсовому проекті маса поїзда визначається першим способом.

При русі поїзда по розрахунковому підйому запас його кінетичної енергії вичерпується на початковій частині підйому і швидкість руху досягає сталого значення. При подальшому русі сили опору руху поїзда долаються тільки за рахунок сили тяги електровоза. Таким чином, під розрахунковим підйомом треба розуміти найбільш важкий (крутий) в обраному напрямку руху підйом, довжина якого достатня для того, щоб швидкість поїзда досягла сталого значення.

23

Найбільш крутий підйом приймається за розрахунковий, коли його довжина достатня для досягнення сталої швидкості. Якщо ж самий крутий підйом короткий і розташований за елементами колії з легким профілем колії, які дозволяють підійти до його початку з високою швидкістю, то цей підйом можна подолати за рахунок накопиченої кінетичної енергії поїзда і він не є розрахунковим. У цьому випадку за розрахунковий варто прийняти менш крутий підйом великої довжини.

Маса поїзда, що відповідає реалізації на розрахунковому підйомі (або його частині) параметрів розрахункового режиму електровоза, визначається за формулою

Q =	Fкp − P(w′o + ip )т,	(4.1)
	w′o′ + ip

де Fкp – розрахункова сила тяги, кгс;

Р – маса електровоза, т;

ip – розрахунковий підйом, ‰;

w′o – питомий основний опір руху електровоза під струмом, кгс/т; w′o′ – питомий основний опір руху состава, кгс/т.

Значення опору руху w′o і w′o′ , що входять до (4.1), визначаються при v = vp .

Питомий опір руху електровоза під струмом

w′o =1,9 + 0,01v + 0,0003 v2 , кгс/т.

Питомий основний опір руху состава

′′	′′	′′	′′	, кгс/т	(4.2)
wo = αw04		+βw06	+ γw08

де α, β і γ – виражена в частках одиниці маса відповідно чотирьох-, шестита восьмивісних вагонів у составі (визначаються за даними табл. 1.3);

w′04′ , w′06′ , w′08′ – питомий основний опір руху відповідно чотирьох-, шестита восьмивісних вагонів, який визначається за формулами:

w′′04 = 0,7 + 3 + 0,1v +qо0,0025 v2 кгс/т;

24

w′′06 = 0,7 +			8 + 0,1v + 0,0025 v2	кгс/т;
			qо
w′′08	=0,7 +	6 + 0,038 v + 0,0021v2			кгс/т,
			qо

де v – швидкість руху, км/год;

qo – маса, яка приходиться на одну вісь вагона даного типу, т. Маса вагонів кожного типу вибирається з табл. 1.3. Розрахована за (4.1) маса поїзда округляється до 50 т.

4.2 Перевірка маси поїзда на можливість зрушування з місця і по довжині приймально-відправних колій станцій.

Перевірка маси поїзда на зрушування з місця виконується за формулою

[1]

Qтр =	Fктр	− Р,	(4.3)
	w тр −iтр

де ітр – ухил елемента профілю, для якого виконується перевірка на

зрушування;

Qтр – маса складу, який може бути узятий з місця, т;

Fк тр – сила електровоза при зрушуванні, яка визначається обмеженнями

тягової характеристики при v = 0 (точки С на рис. 2.2 і 2.3);

w тр – питомий опір руху поїзда при зрушуванні з місця, кгс/т.

Для рухомого складу на підшипниках кочення [1]

	w тр =	28	.
		qo + 7

Якщо в составі є вагони, що відрізняються значеннями qo , питомий опір поїзда при зрушуванні визначається як середньозважена величина за формулою (4.2).

Розрахована за (4.3) маса Qтр повинна бути більше маси складу, визначеної за формулою (4.1), тобто необхідно, щоб виконувалося співвідношення

Qтр >Q .

(4.4)

25

У противному випадку поїзд не можна зрушити з місця і його маса повинна бути обмежена величиною Qтр.

Правила тягових розрахунків передбачають перевірку на зрушування з місця тільки на зупинних пунктах, тому в курсовому проекті, як випливає з даних табл. 1.4, необхідно прийняти iтр = 0.

Перевірка маси поїзда по довжині приймально-відправних колій

станцій полягає в перевірці виконання умови
lп ≤lпв ,	(4.5)

де lп– довжина поїзда з урахуванням допуску 10 м на його установку;

lпв – довжина приймально-відправних колій станцій на ділянці обертання даного поїзда (у проекті приймається lпв= 850 м).

Довжина поїзда визначається як

lп =lс + mлlл +10 ,

де lл – довжина локомотива (приймається за даними табл. 1.1); mл – число локомотивів;

lс – довжина состава, м. Довжина поїзда

	k
	lс = ∑nili , i =	1,k	,
	i=1
де k – кількість типів вагонів у составі;
ni	– кількість вагонів i-го типу в составі;
li	– довжина вагона i-го типу.
	Число однотипних вагонів у составі визначається за формулою

n =	piQ	,	(4.6)
i	qi

де pi – частка (по масі) поїзда, що приходиться на групи однотипних вагонів (тобто α, β і γ у формулі (4.2);

qi – маса вагона i-го типу (див. табл. 1.3).

Довжина вагонів li для всіх типів рухомого складу залізниць наведена в [1] (табл. 12). У курсовому проекті можна прийняти:

l4 = 14 м; l6 = 17 м; l8 = 20 м.

26

Визначене за (4.6) значення ni округляється до цілого числа у більшу сторону.

Довжина поїзда не повинна перевищувати корисну довжину приймально-відправних колій станцій. При невиконанні цієї умови довжина поїзда повинна бути зменшена за рахунок відчеплення необхідної кількості вагонів.

РОЗДІЛ 5 РОЗРАХУНОК ТА ПОБУДОВА ДІАГРАМ ПИТОМИХ РІВНОДІЮЧИХ СИЛ ПРИ РУХОВІ ПОЇЗДА НА ПЛОЩАДЦІ

Діаграми питомих рівнодіючих сил fд(v), необхідні для побудови кривих руху, розраховують для трьох основних режимів ведення поїзда (тяга, вибіг, гальмування).

У режимі вибігу на площадці (i = 0‰) на поїзд діє сила основного опору руху поїзда

wох = Рw x + Q w′o′ ,

Р+ Q

де основний опір руху електровоза на вибігу wх згідно з [1] визначається за емпіричною формулою

wх = 2,4 + 0,011v + 0,00035 v2 кгс/т,

апитомий опір руху состава w′o′ визначається за формулами, які наведені у

розділі 4. При цьому необхідно мати на увазі, що за наведеними у [1] емпіричними формулами основний опір руху поїзда визначається для швидкостей v ≥ 10 км/год. Опір руху при 0 ≤ v <10 км/год приймають рівним опору руху при v = 10 км/год.

Розрахунки виконують на інтервалі 0 ≤ v ≤ vк з кроком 10 км/год. Дані розрахунків наводять у вигляді табл. 5.1.

Таблиця 5.1 – Питомий основний опір руху поїзда в режимі вибігу

v, км/год

w′′

, кгс/т

w′′

, кгс/т

′′

, кгс/т

w′′

, кгс/т

w x , кгс/т

w

ox

, кгс/т

04

06

w 08

o

1

2

3

4

5

6

7

Питома рівнодіюча сила в режимі тяги fy = fк − wo ,

27

де питома сила тяги fк і основний питомий опір руху в режимі тяги wo визначаються за формулами:

fк =	Fк	;	wо =	Рw′о + Qw′o′	.
	Р + Q
				Р + Q

Розрахунок виконується для характеристик усіх режимів збудження тягових двигунів (ПЗ або НЗ, ОЗ1, ОЗ2 і ОЗ3). Залежність fy(v) для характеристики ПЗ (НЗ) розраховується на інтервалі [0, vк]. Крок по швидкості в області v ≤ vр не повинен перевищувати 10 км/год, а сила тяги приймається найбільшою з урахуванням обмежень тягової характеристики. На ділянці v > vр крок по швидкості не повинен перевищувати 5 км/год, а сила тяги вибирається по залежності Fк(v) для режиму ПЗ (НЗ).

Для характеристик ослабленого збудження залежності fy(v) розраховуються на інтервалах від швидкості переходу на дану характеристику (v1, v2 або v3) до конструкційної швидкості vк із кроком, що не перевищує 5 км/год.

При складанні табл. 5.1 у графу швидкості обов'язково повинна бути внесена швидкість розрахункового режиму vр і швидкості переходів v1, v2 і v3. Для з'єднань С и СП електровозів постійного струму, а також позиції № 9 електровоза змінного струму питомі рівнодіючі сили не розраховуються.

Результати розрахунків слід навести у вигляді табл. 5.2.

Таблиця 5.2 – Питомі рівнодіючі сили в режимі тяги

v,

w′o ,

w′′

,

w

o

,

ПЗ (НЗ)

ОЗ1

ОЗ2

ОЗ3

fк,

fк-wо,

fк,

fк-wо,

fк,

fк-wо,

fк,

fк-wо,

км

кгс

o

кгсFк,

Fк,

Fк,

Fк,

кгс

кгс

кгс

кгс

кгс

кгс

кгс

кгс

кгс

кгс

год

т

т

т

кгс

кгс

кгс

т

т

т

т

т

т

т

т

У режимі екстреного гальмування питома рівнодіюча сила дорівнює

− fу =bк + wox .

Питома гальмова сила при екстреному гальмуванні bк визначається як

bк =1000νрϕкр,

де νр – розрахунковий гальмовий коефіцієнт поїзда; φкр – розрахунковий коефіцієнт тертя колодки об бандаж, який

визначається за емпіричною формулою [1]

28

ϕкр =0,27	v +100	.
	5v +100

Розрахунковий гальмовий коефіцієнт поїзда в загальному випадку визначається як

		m
		∑ni K p i
	νр =	i=1	, i =		,
				1,m
		Р + Q

де m – число типів рухомого складу в поїзді, які відрізняються величиною розрахункової сили натиснення на гальмові осі;

ni – число осей рухомого складу i-го типу в поїзді;

Кpi – розрахункова сила натиснення на гальмову вісь рухомого складу i-го типу, тс.

Значення Кpi для всіх типів рухомого складу залізниць наведені в [1]. У курсовому проекті варто прийняти:

−для вагонів усіх типів Кp = 7,0 тс;

−для електровозів Кp = 14,0 тс.

Екстрене гальмування застосовується тільки в випадках, коли виникає загроза безпеці руху поїзда, тому в курсовому проекті воно використовується тільки при розв’язку гальмової задачі (розділ 6).

Для передбачених розкладом руху зупинок на станціях або роздільних пунктах застосовується зупиночне гальмування, якому відповідає гальмова сила 0,5bк, тобто в цьому випадку питома рівнодіюча сила

− fу =0,5bк + wox ,

Залежності f у(v) для режимів гальмування розраховуються на

інтервалі швидкості [0, vк] із кроком 10 км/год. Результати розрахунку зводяться до табл. 5.3.

Таблиця 5.3 – Питомі рівнодіючі сили при гальмуванні

v, км/год	wох, кгс/т	ϕкр	bк, кгс/т	0,5 bк, кгс/т	bк + wох, кгс/т	0,5 bк + wох, кгс/т

За даними табл. 5.1-5.3 з використанням масштабів, наведених у табл. 3.2, будуються залежності питомих рівнодіючих сил для вибігу, тяги та зупиночного гальмування, тобто залежності fк − w ox , wox і 0,5bк + wox від

29

швидкості, причому перші дві залежності зображують на одному графіку

(рис. 5.1).

Рис. 5.1 – Діаграми питомих рівнодіючих сил

РОЗДІЛ 6 РОЗВ’ЯЗОК ГАЛЬМОВОЇ ЗАДАЧІ

Максимальна швидкість руху поїзда на ділянці обмежується або конструкційною швидкістю рухомого складу, або умовами безпеки руху.

За умовами безпеки руху потрібно забезпечити можливість зупинки поїзда екстреним гальмуванням у межах заданої довжини гальмового шляху на будь-якому елементі профілю ділянки.

Розв'язувана в проекті гальмова задача ставить метою визначення залежності припустимої за умовами безпеки швидкості руху від ухилу профілю колії при фіксованій довжині гальмового шляху (вибирається за даними останнього рядка табл. 1.3).

Допустима швидкість руху визначається графічним способом для площадки (i = 0) і спусків, близьких до найбільш крутого (i = –imax) і середнього по крутості (i = –iср).

Заданий гальмовий шлях Sт при розрахунках умовно приймають рівним сумі підготовчого (передгальмового) шляху Sп і дійсного шляху гальмування Sд: Sт = Sп + Sд. Такий розподіл гальмового шляху використано для

спрощення розрахунків у період несталої дії гальмової сили. Приймається, що після переводу ручки крана машиніста в гальмове положення під час проходження підготовчого шляху гальма не приводяться в дію, а після проходження підготовчого шляху гальмова сила миттєво досягає свого розрахункового значення.

30

Для спрощення розрахунків швидкість руху поїзда на підготовчому шляху приймають незмінною і рівною швидкості початку гальмування vпг. Таке допущення значно спрощує розрахунки. У цьому разі підготовчий шлях

	Sп = 0,278vпгtп,						(6.1)
	де tп – час підготовки гальм, який визначається за формулами [1], с:
	− для поїзда довжиною 200 осей і менше
	tп = 7 −		10i		;		(6.2)
		1000νрϕкр
	− для поїзда довжиною більше 200 осей
	tп =10 −		15i			,	(6.3)
		1000νрϕкр

де i – алгебраїчна величина крутості ухилу, для якого визначається Sп.

У приведених емпіричних формулах складові, які містять величину ухилу i, уведені для компенсації погрішностей розрахунку підготовчого шляху, обумовлених припущенням про сталість швидкості руху під час підготовки гальм до дії.

Розв’язок гальмової задачі виконується в такій послідовності. Використовуючи масштаби для гальмових розрахунків, наведені в табл.

3.2, будують діаграму питомих рівнодіючих сил для екстреного гальмування (рис. 6.1) і графічним методом будують залежності Sд(v) для трьох ділянок

колії: площадки (i = 0) і двох спусків, які за ухилом близькі до самого крутого (−imax ) і середнього (−iср) на ділянці. Потім для тих же значень

ухилів колії, прийнявши швидкість початку vпг гальмування рівною конструкційній швидкості і використовуючи формули (6.1)-(6.3), визначають величину підготовчого шляху і будують залежності Sп(v) у вигляді променів, що проходять через точку v = 0 на початку гальмового шляху (рис. 6.1) і точку з координатами vпг і Sп.

Перетин кривих Sд(v) і Sп(v) для даного значення ухилу дає шукану

допустиму швидкість на цьому ухилі. За отриманими таким чином трьома точками будується залежність vmax (i).

31

Рис. 6.1 – Рішення гальмової задачі

РОЗДІЛ 7 ПОБУДОВА КРИВИХ РУХУ

У курсовому проекті розв’язок рівняння руху поїзда виконується графічним методом [2]. Порядок побудови кривих швидкості v(S ) і часу t(S ) викладений у рекомендованій літературі [1-3].

При побудові кривих руху потрібно дотримувати наступних вимог:

1.Криві руху будуються в обраному масштабі з урахуванням спрямленого

іприведеного профілю заданої ділянки.

2.Крива швидкості будується від осі початкової до осі кінцевої на заданій ділянці станції в двох варіантах: із зупинками і без зупинок на проміжних станціях.

3.Швидкість руху не повинна перевищувати максимально припустиму швидкість за умовами безпеки руху і конструкційну швидкість рухомого складу.

4.При побудові кривої v(S ) на елементах з обмеженою швидкістю руху

слід враховувати, що по таких елементах не тільки центр ваги, але й головна і хвостова частини поїзда повинні проїхати без перевищення допустимої швидкості.

5.У режимі гальмування крива швидкості будується в зворотному порядку, тобто від місця зупинки до перетину з кривою швидкості, що описує рух поїзда перед зупинкою.

6.Прирости швидкості, прийняті при побудові кривої v(S ), не повинні

перевищувати: на вибігу – 10 км/год; у режимі гальмування при швидкостях від 0 до 50 км/год – 5 км/год, а при більших швидкостях руху – 10 км/год;

32

при русі під струмом у період пуску – 10 км/год, а при роботі на характеристиках останнього ступеня регулювання – 5 км/год.

7. У місцях зміни режиму ведення поїзда (вибіг, гальмування, а також у режимі тяги – зміна з'єднання двигунів (С, СП, П), вихід на характеристику вищого ступеня регулювання (ПЗ чи НЗ), перехід на характеристики ослабленого збудження (ОЗ1, ОЗ2, ОЗ3) і т.д.) позначають відповідними буквами, як показано на рис. 7.1.

Рис. 7.1 – Криві руху

РОЗДІЛ 8 ПОБУДОВА КРИВИХ СТРУМУ

Для визначення витрати електроенергії на тягу і перевірки маси поїзда по нагріванню електроустаткування на планшеті з побудованими кривими v(S) і t(S) для електровозів постійного струму будують залежність струму, що споживається з контактної мережі, від відстані Іе(S ). При електричній тязі

на змінному струмі будують дві криві –	активної	складової струму
електровоза Іеа(S ) і струму тягового двигуна	Ід(S ). За	величиною струму

двигуна і тривалістю протікання його по обмотках визначається температура нагрівання обмоток, за величиною якої оцінюють ступінь використання

33

потужності електровоза. Крива активної складової струму електровоза Іеа(S ) є основою для визначення витрати електроенергії на тягу поїздів.

Для електровозів постійного струму будується тільки крива струму електровоза Іе(S ) (див. рис. 8.1), оскільки вона являє собою також криву струму двигуна, накреслену в іншому масштабі (у залежності від схеми з'єднання тягових двигунів). Криві струму будуються по кривій швидкості v(S ) за допомогою струмових характеристик електровоза Іеа(S ) або Іе(S ).

Рис. 8.1 – Струмові характеристики електровоза постійного струму

Розрахунок струмових характеристик електровоза постійного струму виконують на основі швидкісних характеристик v(I ) (див. табл. 2.1), враховуючи, що струм електровоза

Iе = m Iд,

(8.1)

де m – число паралельних кіл тягових двигунів, яке визначається схемою їх з’єднання і кількістю рушійних осей електровоза. Значення m відповідають даним табл. 8.1.

34

Таблиця 8.1 – Число паралельних кіл тягових двигунів у залежності від схеми їх з'єднання і кількості рушійних осей електровоза n

З’єднання тягових		Число паралельних кіл m
двигунів	n = 4	n = 6	n = 8	n = 12
С	1	1	1	1
СП	–	2	2	3
П	2	3	4	6

Результати розрахунків доцільно навести у вигляді табл. 8.2.

Таблиця 8.2 – Розрахунок струмової характеристики електровоза постійного струму

С, ПЗ

С, ПЗ

П

ПЗ

ОЗ1

ОЗ2

ОЗ3

Iе, А

v,

Iе, А

v,

Iе, А

v,

Iе, А

v,

Iе, А

v,

Iе, А

v,

км/год

км/год

км/год

км/год

км/год

км/год

На побудованих за даними табл. 8.2 залежностях Іе(S ) (рис. 8.2) показують значення струму електровоза, які відповідають обмеженням тягової характеристики. Для періоду розгону ці значення струму визначають залежність пускового струму (середнього значення) від швидкості Іеп(v), а також максимально допустимі значення струму електровоза для режимів ослабленого збудження.

Увипадку обмеження сили тяги по струму тягових двигунів залежність

Іеп(v) являє собою горизонтальні лінії, положення яких визначається

величиною струму Iдп і числом паралельних гілок у схемі силових кіл

електровоза на кожному з з'єднань тягових двигунів, що використовуються при розгоні (відрізки сс1 на послідовному, с2с3 – на послідовнопаралельному і с4 а – на паралельному з'єднаннях). При переході на позиції ослабленого збудження кидки струму електровоза повинні досягати значень, які відповідають максимально допустимому струму двигунів Iдmax (див.

точки k, h, m на рис. 8.1, а).

35

а)	б)

Рис. 8.2 – Залежність максимальних допустимих значень струму двигуна від швидкості

При обмеженні сили тяги по зчепленню (див. рис. 2.2) середнє значення струму електровоза повинне відповідати гранично припустимому значенню сили тяги електровоза. Ці значення струму визначають у такий спосіб.

По тяговій характеристиці Fк(v) визначають силу тяги електровоза, яка відповідає обмеженню по зчепленню (точки С, С1, С2, А, К, Н, М). Далі для кожної з обраних точок визначають силу тяги двигуна і за допомогою кривих Fкд(Iд)знаходять струми двигуна та визначають відповідні значення струму

електровоза. Розрахунок наводять у формі табл. 8.3.

Таблиця 8.3 – Розрахунок обмежень струмової характеристики електровоза постійного струму

Точка на Fк(v)	С	С1	С2	А	К	Н	М
З’єднання тягових двигунів	С	С→СП	СП→П	П	П	П	П
Число паралельних кіл	1	1→2	2→4	4	4	4	4
Fк, кгс
Fкд, кгс
Режим збудження	ПЗ	ПЗ	ПЗ	ПЗ	ОЗ1	ОЗ2	ОЗ3
Iд, А
Iе, А
		36

Точка на Iе(v)

с

с1→с2

с3→с4

а

k

h

m

У таблиці 8.3 назви з'єднань тягових двигунів і число паралельних кіл наведено для восьмивісного електровоза. Горизонтальними стрілками показані точки, які відповідають зміні схеми з'єднання тягових двигунів. Для таких точок визначають два значення струму електровоза (для кожної схеми з'єднань).

За даними табл. 8.3 на струмову характеристику наносять обмежуючу лінію, як показано на рис. 8.1, б.

В описаний вище спосіб характерні точки обмежуючих ліній тягових характеристик визначають також у випадку, коли обмеження по струму і по зчепленню перетинаються (див. рис. 2.3, б).

При побудові обмежуючих ліній визначаються також швидкості переходів на струмовій характеристиці. Їхній збіг зі швидкостями переходів, здобутими на тяговій характеристиці, служить досить надійною гарантією правильності розрахунку і побудови струмових характеристик.

Для електровозів змінного струму крива струму двигуна Iд(S) будується за допомогою швидкісних характеристик v(I) двигуна (див. рис. 2.1, б), на які попередньо слід нанести лінії, що відповідають обмеженням тягової характеристики. З цією метою для характерних точок обмеження сили тяги (наприклад, для тягової характеристики, зображеної на рис. 2.3, а, це точки С, В, А, К, Н і М) визначають силу тяги електровоза Fк, а потім – силу тяги і струм тягового двигуна. Результати розрахунку оформляються у вигляді табл. 8.4. (Тут табл. 8.4 побудована відповідно до тягової характеристики, зображеної на рис. 2.3, а).

Таблиця 8.4 – Розрахунок максимальних значень струму двигуна електровоза змінного струму

Точка на Fк(v)	C	B	S	A	K	H	М
Сила тяги електровоза Fк, кгс
Сила тяги двигуна Fкд, кгс
Струм двигуна Iд, А

Відклавши на відповідних характеристиках v(Iд) знайдені значення Iд, отримані точки з'єднують лінією, як показано на рис. 8.2, а, і таким чином одержують залежність від швидкості струму двигуна, яка зумовлена обмеженням тягової характеристики.

37

Рис. 8.2, а відповідає випадку, коли сила тяги електровоза обмежена за умов комутації тягових двигунів (див. рис. 2.3, а). Якщо ж сила тяги обмежена зчепленням коліс з рейками (див. рис. 2.3, б), то обмежуючі лінії будуть мати вигляд, показаний на рис. 8.2, б.

При виконанні проекту розглянуті вище обмежуючі лінії будуються на електротягових характеристиках двигуна, тобто на графіках рис. 2.1, б.

Струмові характеристики електровоза змінного струму розраховують, виходячи з того, що струм, який споживає електровоз з контактної мережі, визначається як

Iе =	1	Iдmkеф,	(8.2)
	kт

де Iд – струм тягового двигуна;

m – число паралельно з'єднаних тягових двигунів;

kеф – коефіцієнт ефективності змінного струму (для розрахунків у курсовому проекті варто прийняти kеф = 0,97);

kт – коефіцієнт трансформації тягового трансформатора для заданої позиції регулювання напруги на двигуні.

Коефіцієнт трансформації визначається для 9-ї і 33-ї позицій регулювання за формулою

kт = 0,9 Uм Uво ,

(8.3)

де Uм – напруга в контактній мережі;

Uво – напруга холостого ходу перетворювача струму на заданій позиції регулювання (вибирається з табл. 1.12).

Активна складова струму електровоза

Iеа = Iе x ,

(8.4)

де х – коефіцієнт потужності електровоза.

Без врахування струму холостого ходу трансформатора коефіцієнт потужності можна визначити за формулою

х =	0,9 [Uво − (Zе − Rоб )]	,	(8.5)
	kефUво

де Zе і Rоб – еквівалентний і загальний активний опори кола перетворювача, приведені до одного тягового двигуна (табл.1.12).

38

На підставі формул (8.2)-(8.5) для кожного значення струму двигуна і відповідної йому швидкості, наведених у табл. 1.6 і 1.7 завдання, розраховують коефіцієнт потужності х, струм електровоза Iе і його активну складову Iеа.

Розрахунки виконують для всіх ступіней регулювання збудження на 33-й позиції і для НЗ 9-ї позиції. Для 33-ї позиції у графу Iд крім струмів, наведених у завданні, тобто в табл. 1.6 і 1.7, необхідно на підставі даних таблиці 8.3 внести струми двигуна, які відповідають обмеженню сили тяги, тобто струми, які відповідають точкам А, К, Н і М тягової характеристики.

Результати розрахунків наводять у формі табл. 8.5 і будують струмові характеристики Iеа(v) у вигляді графіків, зображених на рис. 8.3.

Таблиця 8.5 – Розрахунок струмових характеристик електровоза змінного струму

	Iд, А		v, км/год			Iе, А	x	Iеа, А
		НЗ	ОЗ1	ОЗ2	ОЗ3

Позиція № 33

Позиція № 9

На струмових характеристиках електровоза будують залежність середнього значення струму електровоза від швидкості Iеп(v) у період розгону (лінія as). Ця залежність при будь-якому характері обмежень тягової характеристики, не впливаючи на точність подальших розрахунків, зображується прямою лінією.

Точка s на характеристиці Iеа(v) для 9-ї позиції визначається по швидкості vs, яка відповідає обмеженню сили тяги на 9-й позиції і знаходиться з графіків рис. 2.3 або 8.2.

Криві струму електровоза і двигуна (Iеа(S) і Iд(S)) будують по кривій швидкості v(S). Їх наносять на планшет з побудованими кривими швидкості і часу. Порядок побудови цих кривих викладений у [1] та [2].

Координати кривих струму визначають для тих точок кривої швидкості, що відповідають границям інтервалів швидкості, прийнятих при побудові v(S), тобто для швидкостей: при розгоні v = 0, 10, 20 і т.д. км/год; розрахункового режиму; відповідних зміні схеми з'єднання або режиму збудження двигунів і, крім того, для кожної точки зламу v(S).

39

а)	б)

Рис. 8.3 – Струмові характеристики електровоза змінного струму:

а – випадок обмеження сили тяги по струму двигуна;

б – випадок обмеження сили тяги по зчепленню.

Для точок, що відповідають зміні схеми з’єднання або режиму збудження тягових двигунів, струми визначають для двох режимів – попереднього і наступного. При цьому приймається, що зміна струмів відбувається миттєво.

Масштаб побудови кривих струму – довільний.

Координати кривої струму наносять на планшет, нумерують для зручності виконання подальших розрахунків і з'єднують прямими лініями, представляючи, таким чином, криві струму у вигляді графіків кусочнолінійних функцій.

40