- •1. Цель, задачи и исходные данные
- •1.1 Цель
- •1.2 Задачи проектирования
- •1.3 Исходные данные
- •2. Энергетические установки, системы и элементы передачи мощности тепловозов
- •2.1. Устройство тепловоза
- •2.2. Энергетическая установка
- •2.3. Система передачи мощности
- •2.4. Выбор оборудования системы передачи мощности
- •3. Решение тяговой задачи
- •3.1. Исходные положения
- •3.2. Анализ профиля пути
- •3.3. Определение энергетических характеристик системы передачи мощности тепловоза
- •3.4. Расчет режимов работы асинхронного тягового двигателя
- •4. Описание программно-алгоритмического комплекса
- •4.1. Структура программно-алгоритмического комплекса
- •4.2. Программа pSchet. Описание переменных, структура, алгоритм
- •4.3. Программа Pusk. Описание переменных, структура, алгоритм
- •4.4. Программа Raschet. Описание переменных, структура, алгоритм
- •4.5. Программа Poezd. Описание переменных, структура, алгоритм
- •5. Тяговые передачи подвижного состава
- •5.1. Типы тяговых передач
- •5.2. Выбор типа и параметров тяговой передачи
- •5.3. Расчет геометрических параметров зубчатого зацепления
- •Параметры исходного контура
- •Значения коэффициентов смещения для повышения изгибной прочности зубьев
- •Расчет геометрических параметров цилиндрической зубчатой передачи с прямыми зубьями
- •5.4. Проверочный расчет зубьев на выносливость при изгибе и на контактную выносливость
- •6. Расчет прочности рамы тележки
- •6.1. Исходные положения
- •6.2. Основные положения метода конечных элементов
- •6.3. Расчет рамы тележки на прочность в среде cosmos Design star
4.3. Программа Pusk. Описание переменных, структура, алгоритм
p − число пар полюсов тягового асинхронного двигателя;
Wvf − число витков фазы асинхронного двигателя;
Ns − число пазов статора асинхронного двигателя;
m1 − число фаз асинхронного двигателя;
Kdv − количество двигателей одной секции тепловоза;
Vag4 − количество четырехосных вагонов в составе поезда;
Vag8 − количество восмиосных вагонов в составе поезда;
ObKolVag − общее количество вагонов в составе;
Rs, Xs − активное и реактивное сопротивления фазы статора асинхронного двигателя;
Rrp, Xrp − активное и реактивное приведенные сопротивления фазы ротора асинхронного двигателя;
Xø − реактивное сопротивление контура намагничивания асинхронного двигателя;
Unl − номинальное линейное напряжение питания асинхронного двигателя;
fn − номинальная частота питающего напряжения асинхронного двигателя;
Kob − коэффициент заполнения паза статора медью;
f2n − номинальная частота ЭДС ротора асинхронного двигателя;
Dsr − диаметр расточки статора;
lsras − расчетная длина статора;
Kst − коэффициент заполнения сталью магнитопровода асинхронного двигателя;
delta − рабочий зазор асинхронного двигателя;
Kdelta − коэффициент Картера;
Kpd − кпд асинхронного двигателя номинальное;
Krrp − кпд инвертора электропередачи мощности;
Dk − диаметр колеса тепловоза;
LokMas − масса локомотива;
MasSos − масса состава;
Mn − номинальный момент на валу асинхронного двигателя;
Ifn − ток фазы асинхронного двигателя;
bzub − ширина коронки зубца статора асинхронного двигателя;
Pst − мощность потерь в стали асинхронного двигателя;
mu − передаточное отношение тягового редуктора локомотива;
bs, cs, ds, es − переменные промежуточных вычислений;
PotokN − номинальный поток в магнитопроводе асинхронного двигателя;
f1 − частота тока статора асинхронного двигателя;
Idv − ток тягового асинхронного электродвигателя локомотива;
Iel − ток тягового генератора локомотива;
cofi − коэффициент мощности асинхронного двигателя;
Skor − скорость движения поезда;
f2k − частота тока ротора критическая;
Put − путь пройденный поездом;
U − напряжение тягового генератора;
Pdv − мощность асинхронного тягового электродвигателя;
UnStr − переменная промежуточных вычислений;
Imun − номинальный ток намагничивания асинхронного двигателя;
bettaR − относительная частота тока ротора;
chis1, chis2, znam1, znam2 − переменные промежуточных вычислений;
Potok − магнитный поток асинхронного двигателя;
Mdrn − номинальный момент на валу асинхронного двигателя;
Bd − магнитная индукция в зубце статора асинхронного двигателя;
Bz − магнитная индукция в зазоре асинхронного двигателя;
Hd − намагничивающая сила;
Fdel − магнитное напряжение в рабочем зазоре асинхронного двигателя;
SumF − МДС обмотки статора асинхронного двигателя на пару полюсов;
kmu − коэффициент насыщения стали асинхронного двигателя;
Md − текущее значение момента на валу асинхронного двигателя;
Irp − ток ротора приведенный;
Ia − активная составляющая тока асинхронного двигателя;
Ix − реактивная составляющая тока асинхронного двигателя;
Sn − скольжение ротора номинальное;
Tau1 − коэффициент рассеяния статора асинхронного двигателя;
Tau2 − коэффициент рассеяния ротора асинхронного двигателя;
Tau − общий коэффициент рассеяния статора и ротора асинхронного двигателя;
bettaN − номинальная относительная частота тока ротора;
bettak − критическая относительная частота тока ротора;
alpha − относительная частота тока статора;
Un − номинальное фазное напряжение питания асинхронного электродвигателя;
Tyaga − текущее значение силы тяги локомотива;
UdTyaga − текущее удельное значение силы тяги локомотива;
UdSopLoc − удельное сопротивление движению локомотива;
OsUdSoVa − удельное сопротивление движению состава;
SopLoc − сопротивление движению локомотива;
SopSos − сопротивление движению состава;
SopPo − сопротивление движению поезда;
Imu − ток намагничивания асинхронного двигателя;
ksi − коэффициент сцепления колеса локомотива с рельсом;
UdTyagaPr − предельная удельная сила тяги локомотива по сцеплению.
Структура программы Pusk приведена в табл. 4.2.
Таблица 4.2
Структура программы Pusk
Элементы алгоритма |
Выполняемые действия |
1 |
2 |
1 |
Описание локальных переменных подпрограммы Pusk |
2-13 |
Расчет вспомогательных переменных асинхронного тягового двигателя |
14 |
Расчет номинального магнитного потока АД |
15 |
Расчет номинальной относительной частоты ротора |
16 |
Расчет номинального момента на валу АД |
17-18 |
Установление промежуточных величин |
19 |
Расчет критической относительной частоты ротора АД |
20 |
Расчет критической частоты ротора АД |
21 |
Проверка текущего значения тока АД |
22 |
Установка нулевой скорости движения |
23 |
Расчет номинальной относительной частоты статора АД |
24, 25 |
Расчет вспомогательных величин |
26-29 |
Расчет пусковых значений напряжения питания, магнитного потока индукции в зубце статора и индукции в рабочем зазоре АД |
30-34 |
Расчет МДС асинхронного двигателя |
35-46 |
Расчет коэффициента насыщения стали, магнитного напряжения, тока намагничивания, частоты тока ротора, момента на валу АД, тока АД, cosφ1 |
47 |
Расчет тока тягового генератора |
48 |
Расчет силы тяги тепловоза |
49-57 |
Расчет значений удельной силы тяги, удельного сопротивлению при трогании поезда, расчет предельной силы тяги поезда по сцеплению |
58-59 |
Сравнение текущей удельной силы тяги с допустимыми значениями, уменьшение напряжения питания АД при превышении допустимых значений |
60 |
Расчет скорости движения поезда |
61 |
Расчет текущей мощности АД |
62 |
Сравнение частоты тока ротора АД с критической частотой ротора |
63-64 |
Инкремент частоты тока статора и ротора |
65 |
Обнуление значений переменных скорости и пройденного пути |
Алгоритм программы Pusk