МЕТОДА Практичні роботи ТЯГА_Гребенюк (2)

Рисунок 5.4 – Визначення моменту переходу в режим гальмування

5. Висновок У висновку до роботи необхідно визначити дільничну і технічну

швидкості руху. У випадку, якщо швидкість руху поїзда, з визначеною масою, по розрахунковому підйомі не знизилась до розрахункової Vр, дати пояснення щодо причин не досягнення Vр та правильності розрахунку маси состава.

Практична робота № 6

ТЕМА: Побудова кривих часу руху поїзда t=f(S) графічним методом

МЕТА роботи:

-Розв’язувати рівняння руху поїзда графічно знаходячи час руху поїзда по перегонам;

-Навчитися будувати криву часу графічним методом, визначати час руху поїзда в режимах тяги, вибігу і гальмування;

-Закріпити знання з основних прийомів ведення поїздів;

-Знати основні принципи раціонального ведення поїздів з економією ресурсів та повним використанням тягових властивостей локомотивів;

-Творчо сприймати навчальний матеріал і його осмислювати.

Короткі теоретичні відомості

Криву часу в залежності від шляху t=f(S) будують по побудованій раніше кривій швидкості V=f(S), яка складається з відрізків де яких швидкість змінюється прямолінійно.

При побудові кривої часу варто мати на увазі, що ця крива зростаюча.

41

Тому, щоб не мати справи з дуже великим листом паперу, при досягненні значення кривої 10 хвилин, криву часу варто обірвати, точку обриву знести по вертикалі вниз на вісь абсцис і продовжувати побудову кривої часу знову від нуля. Таким чином, крива часу через кожні 10 хв обривається.

Порядок виконання роботи

1. Підготовка до побудови кривої часу складається з проведення додаткової вертикальної осі координат на відстані (обираємо з таблиці 2.3 відповідно до прийнятого масштабу) ліворуч від точки початку координат «О». Вісь часу позначають в масштабі.

2. Для побудови першого відрізка кривої часу t=f(s), на кривій швидкості вибирають перший лінійний відрізок V1 (0-1) і знаходять на ньому середню швидкість Vс1 (рисунок 6.1). Переносять цю точку Vс1 на додаткову вісь часу t (точка «с»). Далі прикладають лінійку до знайденої точки «с» та початку координат «О» і за допомогою прямокутного трикутника проводять відрізок O-G кривої часу t(s), який знаходиться в межах вибраного відрізку швидкості 0-1.

Потім задаються другим прямолінійним відрізком приросту швидкості 1-2, за який швидкість зросте на V2. Знайдену середню швидкість інтервалу Vс2 переносимо на допоміжну вісь в точку «g», до якої прикладемо лінійку від початку координат «О». І за допомогою трикутника проведемо перпендикулярний відрізок кривої часу G-F в межах відрізку швидкості 1-2. Подальша побудова виконується аналогічно.

Рисунок 6.1 – Побудова кривої часу методом МШС (інж. Лебедєва)

42

3. Криву часу t=f(s) будують як правило в межах 10 хв, які відкладають по осі ординат. Крива часу t=f(s) наростаюча, але при досягненні ординати 10 хвилин, криву t=f(s) треба обірвати (спустити на нуль) і продовжити побудову кривої t=f(s) знову, з нуля. Таким чином крива часу обривається через кожні 10 хвилин.

Дивись підручник, Осипов стор. 198. 4. Висновок

Виконавши побудову кривих необхідно визначити час руху по перегону, гальмівний шлях перед зупинкою на станції та час гальмування про що зробити напис на планшеті поряд з графічною побудовою.

Практична робота № 7

ТЕМА: Побудова кривої струму електровозу чи кривої струму тягового генератора тепловозу

МЕТА роботи:

-Закріпити знання струмових характеристик локомотива;

-Навчитися користуватися струмовими характеристиками ТРС при побудові кривих струму в тягових розрахунках;

-Творчо сприймати навчальний матеріал і його осмислювати.

Короткі теоретичні відомості

Струмові характеристики електровозів виражають залежність струму електровоза від швидкості руху. Струмова характеристика тепловоза –

залежність струму тягового генератора від швидкості руху.

Для визначення витрат електроенергії на тягу поїздів 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 електровозом, від шляху 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 двигуна визначається температура нагрівання обмоток, за величиною якої оцінюють ступінь використання потужності електровоза. Крива активної складової струму електровоза Іеа S є основою для визначення витрати

електроенергії на тягу поїздів. При тепловозній тязі, будують залежність струму тягового генератора Іг S від відстані, за якою визначатимуть струми ТЕД для перевірки їх на нагрівання.

43

Крива струму будується на планшеті по значеннях струму отриманих з струмової характеристики електровоза, тягового генератора тепловоза при швидкості руху поїзда в відповідній точці шляху ділянки.

У місцях виключення струму криву обривають і проводять вертикально вниз до нуля. Включення струму показується вертикальною лінією від нуля до значення струму, яке відповідає швидкості руху поїзда в даній точці шляху.

Струмові характеристики електровозів постійного струму (рисунок

7.1) будують по швидкісних характеристиках тягових електродвигунів. При цьому потрібно враховувати, що струм електровоза при визначеній швидкості руху складається зі струмів, що проходять по паралельних колах тягових електродвигунів:

Іе = а Ід ,

(7.1)

де а – кількість паралельних гілок тягових двигунів, що визначається схемою їх з’єднання.

Таким чином, при перемиканні схеми з'єднання тягових електродвигунів під час розгону електровоза, з послідовного на послідовнопаралельне і далі на паралельне з'єднання, струм електровоза (наприклад, шестивісного) буде збільшуватися в 2, а потім у 3 рази відповідно. Для всіх випадків значення «а» з формули (7.1) буде відповідати значенням з таблиці

7.1.

Таблиця 7.1 – Число паралельних кіл тягових двигунів у залежності від схеми їх з'єднання і кількості рушійних осей електровоза n

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

44

Рисунок 7.1 – Струмові характеристики електровозів постійного струму а) обмеження по струму; б) обмеження по зчепленню

На електровозах змінного (однофазно-постійного) струму всі тягові двигуни постійно включені за паралельною схемою. Тому, якщо електровоз має n паралельно з'єднаних двигунів, то струм (випрямлений), споживаний електровозом з контактної мережі, з урахуванням перетворювача, визначається за формулою:

(7.2)

де n- кількість паралельних кіл тягових електродвигунів;

kт - коефіцієнт трансформації трансформатора на визначеній ходовій

позиції;

kеф- коефіцієнт ефективності випрямленого струму; Uво- напруга холостого ходу перетворювача, В;

Uс - напруга контактної мережі, В; Ід- струм тягового двигуна, А.

Струмові характеристики такого електровозу будують на основі електромеханічних характеристик тягового електродвигуна.

Оскільки для розрахунку витрат електроенергії приймається тільки активна споживана потужність, то необхідно виділяти з випрямленого струму електровозу активну складову. Активна складова повного (випрямленого) струму електровоза визначається формулою:

(7.3)

45

де Іda - активна складова повного струму електровоза, А;

Z'e - еквівалентний опір кола перетворювача, приведений до одного тягового двигуна, Ом;

R'об – загальний активний опір кола перетворювача, приведений до одного тягового двигуна, Ом.

Характеристика активного струму електровоза будується по електромеханічній характеристиці тягового двигуна з використанням формули (7.3) при заданих значеннях R'об і Z'e (рисунок 7.2).

На тепловозах при електричній передачі постійного струму і паралельному з’єднанні ТЕД струм генератора розподіляється між ТЕД рівномірно, відповідності до кількості паралельних гілок (ТЕД) кола, тобто

Іг = а Ід ,

(7.4)

На тепловозах з електричною передачею змінного (однофазнопостійного) струму ТЕД під’єднуються до синхронного генератора через випрямляч аналогічно електровозам змінного струму.

Залежність струму генератора від швидкості руху тепловоза показана на рисунку 7.3. По характеристикам видно, що струм генератора (а значить і двигуна) змінюється плавно, зменшуючись зі збільшенням швидкості. При переході з однієї характеристики на іншу, при незмінній швидкості, з’являються кидки струму. При розрахунках, при переході характеристик, обирають середнє між ними значення струму.

Рисунок 7.2 – Струмові характеристики електровоза змінного струму а) обмеження по струму двигуна; б) обмеження по зчепленню

46

Рисунок 7.3 – Залежність струму тягового генератора від швидкості тепловозу 2ТЭ116

Порядок виконання роботи

1. Розрахунок і побудова кривої струму електровоза

1.1 Електровоз постійного струму

1.1.1Користуючись струмовими характеристиками електровозів, які наведено в ПТР, визначаємо значення струмів електровозу для точок зламу кривої швидкості V(S), спочатку по обмеженню сили тяги (з урахуванням переходів на з’єднання ТЕД), а потім і для ходової характеристики, на якій виконується рух (в нашому випадку для «П» з’єднання).

Для спрощення розрахунку приймемо, що в електровозах постійного струму переходи на відповідні схеми з’єднань ТЕД відбуваються при таких швидкостях:

- для електровозів ВЛ8, ВЛ10, 2ЕЛ4, ДЕ1 від 0 до 10 км/год – «С» з’єднання; від 10 до 20 км/год – «СП»; більше 20 км/год – «П».

- для електровозів ВЛ11 від 0 до 20 км/год – «СП» з’єднання;

більше 20 км/год – «П».

- для електровозів ВЛ82М, ВЛ82 від 0 до 20 км/год – «С» з’єднання; більше 20 км/год – «П».

1.1.2Відкладаємо отримані значення струмів електровозу в довільному масштабі в точках шляху, відповідним точкам зламу кривої швидкості.

47

1.1.3 З'єднуємо отримані точки відрізками прямих ліній і одержуємо залежність Iе(S) (рисунок 7.1). Точки зміни струму нумерують аналогічно точкам зламу кривої швидкості.

Рисунок 7.1 – Побудова кривої струму електровоза постійного струму

1.2 Електровоз змінного струму

1.2.1Визначаємо струми ТЕД Iд і активної складової струму електровозу Iеа для значень швидкості, що відповідають точкам зламу кривої швидкості V(S) з відповідних характеристик що наведені в ПТР, спочатку по кривій обмеження по зчепленню, а потім на 33-й позиції контролера машиніста для НП.

1.2.2Відкладаємо отримані значення струмів електровозу в довільному масштабі в точках шляху, відповідним точкам зламу кривої швидкості.

1.2.3З'єднавши отримані точки, відрізками прямих ліній, одержуємо

залежності Iеа(S) і Iд(S) (рисунок 7.2). Точки зміни струму нумерують аналогічно точкам зламу кривої швидкості.

Рисунок 7.2 – Побудова кривих струму електровоза змінного струму

48

2. Розрахунок і побудова кривої струму тепловозу

2.1.Для кожної точки зламу швидкості кривої V(S) визначаємо

значення струму генератора по характеристиці Іг(V) яка наведена в ПТР спочатку по кривій обмеження по зчепленню, а потім по ходовій характеристиці (15 позиція, НЗ, ОЗ1, ОЗ2, ОЗ3).

При швидкостях, що відповідають переходу з одного режиму роботи ТЕД на інший, необхідно визначити два значення струму (для обох режимів роботи) і обидва значення нанести на планшет (у цих місцях, тобто при

швидкостях, при яких відбуваються зміна режимів роботи, на кривій Іг(S) струм буде змінюється «стрибком»).

2.2.Отримані точки з’єднуємо прямими лініями і отримуємо криву Іг(S) (рисунок 7.3).

2.3. Поряд кожної із отримаих точок ставимо умовну позначку режиму роботи тягових двигунів (ПП, ОП1, ОП2,ОП3).

Рисунок 7.3 – Крива струму тепловозу

3. Висновок Вкінці роботи необхідно надати короткий висновок щодо призначення

кривих струму локомотива та особливостей побудови кривих для різних типів локомотивів. Пояснити, чому під час розгону локомотива, застосуванні ослаблення збудження ТЕД відбуваються кидки струму.

49

Практична робота № 8

ТЕМА: Перевірка вибраної маси поїзда за умов нагрівання тягових електричних машин локомотива

МЕТА роботи:

-закріпити отримані знання з фізики нагрівання електричних машин локомотивів;

-виконати перевірку вибраної маси поїзда по нагріву ТЕД;

-визначати перебільшення температури тягових електричних машин;

-виявити заходи по зниженню нагрівання ТЕД, раціональні режими ведення поїздів з огляду на перегрів двигунів.

Короткі теоретичні відомості

Під час проходження поїздами деяких ділянок струмові навантаження тягових двигунів, тягового генератору можуть перевищувати значення, які відповідають потужності тривалого режиму. Це викликає нагрівання обмоток машин до температур, які перевищують допустимі значення. Перегрівання обмоток викликає передчасне старіння ізоляції, підвищує імовірність її пошкодження. Нагрівання електричної машини залежить від струму, що проходить по її обмотках, часу проходження струму та інтенсивності охолодження.

При виконанні тягових розрахунків передбачено виконання перевірки встановленої маси поїзда по допустимому нагріванню тягових двигунів або головних генераторів. Мета цієї перевірки полягає у визначенні найбільшої температури обмотки, яка обмежує тривалість перевантаження двигуна, а також визначення режиму руху і місця на ділянці, де ця температура досягається. Для електровозів та тепловозів (окрім ТЭ3) перевіряється, як правило, обмотка якоря (головних полюсів) ТЕД, якщо інше не вказано в паспорті машини.

Розрахунок перегріву обмоток тягових електродвигунів (генератора) у режимі тяги виконується за формулою:

(8.1)

де - перевищення температури обмотки, °С;

- стале перевищення температури обмотки, яке відповідає середньому значенню струму, що протікає в двигуні Iдс , °С;

t- інтервал часу в хвилинах, протягом якого протікає середній

струм Iдс .

Т - постійна теплова часу, хв;

50