3341 ЭИ

Ограничение по максимальной скорости соответствует VMAX= 2VН. Ограничение по сцеплению колеса с рельсом рассчитывается из выражения, кН :

ВМАХ = ψр П m ,

(9.13)

где ψр – коэффициент сцепления в режиме рекуперативного торможения; П – нагрузка на ось (см. задание), кН;

m – количество тяговых двигателей на электровозе (см. задание).

Для рекуперативного торможения:

ψр = 0,8· ψ ,

(9.14)

где ψ – см. (8.2).

Результаты расчетов удобно свести в табл. 9.5.

Таблица 9.5

Расчетные данные ограничения рекуперативного тормоза по сцеплению

V , км/ч	0	5	10	20	40	80	120
ψр
ВМАХ , кН

Ограничения по максимальной скорости и сцеплению колеса с рельсом наносят на рис. 9.4.

10. СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА, ПОРЯДОК РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК

Содержание проекта определяет преподаватель, причем оно может быть как сужено, так и расширено.

Расчеты проводить только по варианту вида электрического торможения (см. задание).

10.1.Характеристики тягового двигателя

1)Номинальный ток. Определяется по (2.1).

2)Сила тяги на ободе колеса в номинальном режиме. Вычисляется по (2.2).

3)Параметры обмоток двигателя. Расчет по формуле (2.3) и табл. 2.1.

4)Удельная ЭДС номинального режима. Определяется по (2.4).

5)Расчет и построение характеристик. Привести примеры расчета V, FK, СVФ; составить табл. 2.2. Построить характеристики V = f(I), FK = f(I), СVФ = f (I) (см. рис. 2.1).

61

10.2.Выбор схемных решений

1)Колесная формула электровоза. В соответствии с заданием и табл. 3.1 выбрать количество секций электровоза и записать колесную формулу.

2)Трансформаторы и выпрямительно-инверторные преобразователи (ВИП). Определить количество трансформаторов и выпрямительных установок. Составить схему компоновки ВИП и тяговых двигателей (см. рис. 3.1).

3)Выпрямитель (или ВИП). В зависимости от вида электрического торможения и количества зон регулирования (см. задание) выбрать схему преобразователя и изобразить

ее(см. рис. 3.2, 3.3).

10.3.Тяговый трансформатор

1)Фондовая мощность. Определяется по формуле (4.4).

2)Напряжение вторичной обмотки. Определяется по формуле (4.12) с учетом (4.11).

3)Количество витков обмоток и коэффициент трансформации. Вычисляются по (4.13), (4.15) и (4.16). Проверяется по (4.14). Составить схему тягового трансформатора (см. рис. 4.1) с учетом количества зон регулирования и вида торможения (см. задание).

10.4.Преобразователи

1)Описание работы схемы. В соответствии со схемой, выбранной в п. 3 раздела 10.2, дать описание ее работы.

2)Параметры возбудителя. По формуле (5.1), (5.2) рассчитать IВ МАХ и UВ МАХ. Из выражения (5.3) определить U2В. Рассчитать количество витков вторичной обмотки трансформатора, питающей возбудитель, по формуле (5.4). Результаты расчетов нанести на рис. 4.1.

10.5.Характеристики преобразователя

1)Исходные данные. В соответствии с п. 6.1 составить табл. 6.1, опираясь на рис. 3.2 или 3.3, а также формулу (6.1).

2)Расчет продолжительности коммутационных процессов в выпрямителе (или в ВИП). По формулам (6.2) и (6.3) рассчитать и занести в табл. 6.2 величины углов коммутации γв (для электровоза с резистивным тормозом) или γв и γи (для электровоза с рекуперативным тормозом).

3)Внешние характеристики выпрямителя (или ВИП). В соответствии с (6.4) и (6.5) рассчитать зависимости выпрямленного напряжения от выпрямленного тока. По формулам (6.6) и (6.7) рассчитать зависимость напряжения инвертора от тока рекуперации (только для электровоза с рекуперативным торможением). Результаты расчетов занести в табл. 6.3. По данным табл. 6.3 построить либо внешнюю характеристику выпрямителя, либо (для электровозов с рекуперацией) как внешнюю характеристику выпрямителя, так и внешнюю характеристику инвертора (см. рис. 6.1 и 6.2).

62

10.6.Характеристики режима тяги

1)Скоростные характеристики. По формуле (7.1) для ряда токов рассчитать значения скорости в разных зонах регулирования напряжения. Результаты расчета занести в табл. 7.1.

2)Тяговые характеристики. По формуле (7.2) для токов, выбранных в п. 1, рассчитать тяговые усилия, которые во всех зонах регулирования будут одинаковы. Результаты расчетов занести в табл. 7.1.

3)Характеристики ослабленного возбуждения. По формулам (7.1), (7.2) с учетом (7.3) определяют V и FК . Результаты расчетов заносятся в табл. 7.2. По данным табл. 7.1

и7.2 построить характеристики режима тяги (см. рис. 7.1).

4)Ограничения характеристик режима тяги. По формуле (8.3) с учетом (8.2), (8.1) и

рис. 2.1 определяют FК МАХ, IМАХ НП и IМАХ ОП3. Результаты заносят в табл. 8.1, по данным которой ограничение по сцеплению наносится на рис. 7.1. Ограничение по максимальной скорости VМАХ = 2 VН (см. задание) также нанести на рис. 7.1.

10.7. Разработка системы резистивного торможения (только для электровоза с резистивным тормозом)

1)Расчет ограничения по углу регулирования. По формуле (9.1) определить αв min .

2)Тормозной резистор. По формуле (9.2) вычислить величину тopмозного резистора.

3)Характеристики режима резистивного тормоза. По формулам (9.5) и (9.6) для ряда значений тормозного тока вычислить V и В. Результаты расчета занести в табл. 9.1,

всоответствии с которой построить характеристики V = f (IT) и B= f (V) (см. рис. 9.2).

4)Ограничения тормозного режима. По формуле (9.8) с учетом (9.9) и (9.6) рассчитать ВМАХ и IМАХ. Результаты занести в табл. 9.2, по данным которой нанести ограничение по сцеплению на рис. 9.2. По формуле (9.10) и (9.6) определить ВМАХ и IМАХ, соответствующие мощности тормозного резистора. Результаты расчета занести в табл. 9.3 и нанести на рис. 9.2. Ограничения по максимальной скорости наносятся на рис. 9.2 в соответствии с VМАХ = 2VН (см. задание).

10.8. Разработка системы рекуперативного торможения (только для электровоза с рекуперативным тормозом)

1)Характеристики режима рекуперативного тормоза для граничных условий. По формулам (9.11) и (9.12) для ряда токов рекуперации и зон регулирования рассчитать V и В. Результаты расчетов занести в табл. 9.4, в соответствии с которой построить характеристики V = f(IР) и В = f(V) (см. рис. 9.4).

2)Ограничения тормозного режима. По формуле (9.13) с учетом (9.14) для ряда скоростей вычислить ВМАХ. Результаты занести в табл. 9.5 и нанести на рис. 9.4. Ограничение по максимальной скорости также нанести на рис. 9.4 в соответствии с

VМАХ = 2VН (см. задание).

63

Заключение

Привести параметры спроектированного электровоза:

-род службы;

-род тока;

-напряжение в контактной сети;

-формула ходовой части;

-номинальная мощность;

-силатяги в номинальном режиме;

-скорость в номинальном режиме;

-тормозное усилие при номинальной скорости.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ЗАЩИТЕ ЧАСТИ 2 КУРСОВОГО ПРОЕКТА (ЭЛЕКТРОВОЗ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА)

1.Какие существуют виды компоновок выпрямительных установок и тяговых двигателей электровоза?

2.Какие существуют схемы плавного многозонного регулирования напряжения на тяговых двигателях? Влияет ли выбор схемы на конструкцию тягового трансформатора?

3.Как осуществляется питание обмоток возбуждения двигателей в режиме электрического торможения?

4.Из чего складывается фондовая мощность тягового трансформатора?

5.Отчегозависитнапряжениевторичнойтяговойобмоткитрансформатораиеечастей?

6.От чего зависит число витков вторичной тяговой обмотки трансформатора и ее

частей?

7.Каковы преимущества и недостатки тиристорно-контакторных и бесконтакторных преобразователей для плавного регулирования напряжения?

8.Что называют внешней характеристикой преобразователя и какой внешней вид она имеет?

9.Как построить внешнюю характеристику преобразователя?

10.Что называют тяговой характеристикой электровоза? Какие исходные данные нужны для ее построения?

11.Какие исходные данные нужны для построения тяговой характеристики при ослабленном возбуждении?

12.Каковы ограничения тяговых характеристик? Какие исходные данные нужны для их определения?

13.Что называют тормозной характеристикой электрического тормоза? Какие исходные данные нужны для ее построения?

14.Каковы ограничения характеристик резистивного тормоза? Какие исходные данные нужны для их определения?

64

15.Каковы ограничения характеристик рекуперативного тормоза? Какие исходные данные нужны для их определения?

16.Будьте готовы рассказать о том, как получены любые численные величины в пояснительной записке Вашего проекта.

17.Умейте рассказать, как построены графики и рисунки в Вашем проекте.

18.Умейте объяснить, как протекают те или иные процессы в электрических схемах, приведенных в Вашем проекте.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Плакс А.В. Системы управления электрическим подвижным составом : учебник для вузов ж.-д. транспорта. – М.: Маршрут, 2005. – 360 с.

2.Проектирование систем управления электроподвижным составом / под ред. Н.А. Ротанова. – М.: Транспорт, 1986. – 327 с.

3.Привалов В.В. Системы управления электроподвижным составом : методические указания к выполнению курсового проекта / В.В. Привалов, А.А. Аватков. – М.: ВЗИИТ, 1987. – 23 с.

4.Привалов В.В. Системы управления электроподвижным составом : программированное задание на курсовой проект / В.В. Привалов, А.А. Аватков. – М.:

ВЗИИТ, 1987. – 12 с.

5.Проектирование систем управления электроподвижным составом / под ред. Н.А. Ротанова. – М.: Транспорт, 1972. – 328 с.

6.Карпов В.Г. Электрический подвижной состав переменного тока с плавным регулированием напряжения на тяговых двигателях: учебное пособие. – М.: ВЗИИТ, 1987. – 60 с.

7.Тихменев Б.Н. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. Теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты / Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахтман. – М.: Транспорт, 1980. – 471 с.

8.Карпов В.Г. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электронная техника и преобразователи». – Самара : СамИИТ, 1991. – 39 с.

9.Плакс Д.В. Расчет систем управления электрическим подвижным составом : учебное пособие / Д.В. Плакс, А.С. Мазнев. – Л.: ЛИИЖТ, 1986. – 74 с.

65

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Соединение секций и относительные сопротивления пускового резистора электровоза ВЛ11 (две группировки двигателей СП и П)

Поз

Соединение секций

λ

1,2

R1+

R2+

R3+

R4+

R5+

R6+

R7+

R8+

R9+

R10+

R11+

R12+

R13+

R14

1,0

3,4

Использ. ОП: поз1-ОП1; поз-ОП2; поз 3-ОП3; 4-ПП

1,0

5

R2+

R3+

R4+

R5+

R6+

R7+

R8+

R9+

R10+

R11+

R12+

R13+

R14

0,884

R2+

R3+

R4+

R5+

R6+

R7+

R9+

R10+

R11+

R12+

R13+

R14

6

0,766

R3+

R4+

R5+

R6+

R7+

R9+

R10+

R11+

R12+

R13+

R14

7

0,707

8

R3+

R4+

R5+

R6+

R7+

R10+

R11+

R12+

R13+

R14

0,654

9

R4+

R5+

R6+

R7+

R10+

R11+

R12+

R13+

R14

0,577

R4+

R5+

R6+

R7+

R11+

R12+

R13+

R14

10

0,506

R5+

R6+

R7+

R11+

R12+

R13+

R14

11

0,441

12

R5+

R6+

R7+

R11+

R12+

R14

0,368

13

R5+

R7+

R11+

R12+

R14

0,312

R5+

R7+

R12+

R14

14

0,258

[(R1+ R2)+ (R3+ R4)+ R5]+

R7+

R12+

R14

15

0,2085

16

[(R1+ R2)+ (R3+ R4)+ R5]+

R7+

[(R8+ R9)+ (R10+ R11)+ R12]+

R14

0,1718

17

[(R1+ R2)+ (R3+ R4)+ R5]+

R7+

[(R8+ R9)+ (R10+ R11)+ R12]

0,1229

[(R1+ R2)+ (R3+ R4)+ R5]+

[(R8+ R9)+ (R10+ R11)+ R12]

18

0,0781

[R2+

(R3+

R4)+

R5]+

[R9+

R11+

R12]

19

0,0179

20

R9+

R11+

R12

0,0197

21

0

(R1+

R2+

R3+

R4+

R5+

R6+

R7)+

(R8+

R9+

R10+

R11+

R12+

R13+

R14)

22

0,248

(R2+

R3+

R4+

R5+

R6+

R7)+

(R8+

R9+

R10+

R11+

R12+

R13+

R14)

23

0,216

24

(R2+

R3+

R4+

R5+

R6+

R7)+

(R9+

R10+

R11+

R12+

R13+

R14)

0,1905

25

(R3+

R4+

R5+

R6+

R7)+

(R9+

R10+

R11+

R12+

R13+

R14)

0,175

(R3+

R4+

R5+

R6+

R7)+

( R10+

R11+

R12+

R13+

R14)

26

0,1625

(R4+

R5+

R6+

R7)+

( R10+

R11+

R12+

R13+

R14)

27

0,142

28

(R4+

R5+

R6+

R7)+

( R11+ R12+

R13+

R14)

0,127

29

(R5+

R6+

R7)+

( R11+ R12+

R13+

R14)

0,1066

(R5+

R6+

R7)+

( R11+ R12+

R14)

30

0,091

(R5+

R7)+

( R11+ R12+

R14)

31

0,0763

32

(R5+

R7)+

( R12+

R14)

0,0642

{[(R1+ R2)+ (R3+ R4)+ R5]+

R7}+

( R12+

R14)

33

0,0505

[( R2+

R4+

R5)+

R7]+{ [(R8+ R9)+

R11+R12]+

R14}

34

0,0356

[( R2+

R4+

R5)+

R7]+ [(R8+ R9)+

R11+ R12]

35

0,0191

36

R2+

R4+

R5+

R9+

R11+

R12+

0,0107

37

0

66

2. Соединение секций и относительные сопротивления пускового резистора электровоза ВЛ10

Поз

Соединение секций

λ

1

R1+

R2+

R3+

R4+

R5+

R6+

R7+

R8+

R9+

R10+

R11+

R12

C использ. ОП: поз1-ОП2, поз2-ПП

2

1,0

R1+

R2+

R3+

R4+

R5+

R6+

R7+

R8+

R9+

R11+

R12

3

0,696

4

R2+

R3+

R4+

R5+

R6+

R7+

R8+

R9+

R11+

R12

0,506

5

R2+

R3+

R5+

R6+

R8+

R9+

R11+

R12

0,4

R3+

R5+

R6+

R8+

R9+

R11+

R12

6

0,32

R3+

R6+

R8+

R9+

R11+

R12

7

0,275

8

R3+

R6+

R9+

R11+

R12

0,231

9

R3+

R6+

R9+

R12

0,2

R3+

(R4+

R5+

R6)+

R9+

R12

10

0,144

R3+

(R4+

R5+

R6)+

(R7+

R8+

R9)+

R12

11

0,128

12

(R1+

R2+

R3)+

(R4+

R5+

R6)+

(R7+

R8+

R9)+

R12

0,0836

13

(R4+

R5+

R6)+

(R7+

R8+

R9)+

R12

0,0621

(R4+

R5+

R6)+

R12

14

0,0461

R12

15

0,0234

16

0

17

(R2+

R3+

R5+

R6)+

(R7+

R8+

R9+

R11+

R12)

0,126

(R3+

R5+

R6)+

(R7+

R8+

R9+

R11+

R12)

18

0,105

(R3+

R5+

R6)+

(R8+

R9+

R11+

R12)

19

0,0779

20

[(R1+

R2+

R3)+

R5+

R6]+

(R8+

R9+

R11+

R12)

0,0697

21

[(R1+

R2+

R3)+

R5+

R6]+

(R9+

R11+

R12)

0,0558

[(R1+

R2+

R3)+

R6]+

(R9+

R11+

R12)

22

0,0521

[(R1+

R2+

R3)+

R6]+

(R9+

R12)

23

0,0361

24

[(R1+

R2+

R3)+

(R4+

R5+

R6)]+

(R7+

R8+

R9)+

R12

0,0214

25

(R4+

R5+

R6)+

[(R7+

R8+

R9)+

R12]

0,0143

(R4+

R5+

R6)+

(R10+

R11+

R12)

26

0,0084

27

0

28

(R1+

R2+

R3)+

(R4+

R5+

R6)+

(R7+

R8+

R9)+

(R10+

R11+

R12)

0,0587

(R2+

R3)+

(R4+

R5+

R6)+

(R7+

R8+

R9)+

(R10+

R11+

R12)

29

0,0515

(R2+

R3)+

(R5+

R6)+

(R7+

R8+

R9)+

(R10+

R11+

R12)

30

0,0425

(R2+

R3)+

R6+

(R7+

R8+

R9)+

(R10+

R11+

R12)

31

0,0352

32

(R2+

R3)+

R6+

(R8+

R9)+

(R10+

R11+

R12)

0,0278

R3+

R6+

(R8+

R9)+

(R10+

R11+

R12)

33

0,0228

R3+

R6+

R9+

(R10+

R11+

R12)

34

0,0162

R3+

R6+

R9+

R12

35

0,0098

36

R1+

R2+

R3+

R4+

R5+

R6+

R7+

R8+

R9+

R10+

R11+

R12

0,0045

37

0

67

68