- •1. Методика расчета основных параметров тягового электродвигателя
- •2. Силовая электрическая цепь электровоза постоянного тока
- •2.2. Расчет сопротивления секций реостата и шунтирующих резисторов
- •2.3. Таблица замыкания контакторов
- •3. Семейство скоростных характеристик электровоза
- •3.1. Расчет и построение скоростных и электротяговых характеристик электровоза постоянного тока при реостатном регулировании на последовательном
- •3.2. Расчет и построение скоростных и электротяговых характеристик электровоза при регулировании возбуждения (позиции 12 и i3)
- •3.3. Построение пусковой диаграммы электровоза постоянного тока
- •4. Расчет массы поезда
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
(СамГУПС)
Кафедра «Электрический железнодорожный транспорт»
Курсовая работа
По дисциплине: Электрические Железные дороги
Вариант 26
Выполнил: студент 402 группы
Турчанинов А. А.
Проверил: доцент
Попугаева Т. А.
Самара 2012
Содержание:
Исходные данные 3
1. Подготовка исходных характеристик 4
2. Силовая электрическая цепь электровоза постоянного тока; 6
3. Семейство скоростных характеристик электровоза и пусковая диаграмма. Электротяговая характеристика электровоза; 10
4. Расчет массы поезда; 15
5. Анализ работы системы управления электровозом при разгоне поезда. 17
6. Определение расхода электрической энергии, необходимой для
разгона поезда 20
7. Библиографический список 22
Общие исходные данные:
Номинальное напряжение электрического тягового двигателя (ТЭД) UДН = 1 500 В;
Номинальный КПД ТЭД ηД = 0,94;
Коэффициент потерь силы тяги в процессе реализации тягового усилия ηF = 0,95;
Напряжение в контактной сети постоянного тока UС = 3000 В;
Коэффициент регулирования возбуждения ТЭД первой ступени β1 = 0,62;
Коэффициент регулирования возбуждения ТЭД второй ступени β2 = 0,40.
Номинальная мощность тягового двигателя РДН = 740 кВт
Руководящий подъем i = 8 ‰
1. Методика расчета основных параметров тягового электродвигателя
Тяговый электрический двигатель (ТЭД) является электромеханическим преобразователем.
В зависимости от режима работы, который реализуется соответствующим управлением, он преобразует или электрическую энергию в механическую работу (двигательный режим), или механическую энергию в электрическую (генераторный режим).
В основе такого преобразования энергии лежат четыре фундаментальных закона физики - Фарадея, Ампера, Ома, Ньютона.
На основании этих законов можно составить систему уравнений, характеризующих состояние поезда с электровозом в любой момент времени.
Е = CV · Ф · V (на основании закона Фарадея); (1.1)
FКД = 3,6 · CV · Ф · I (на основании закона Ампера); (1.2)
U – E = I · Σ r (на основании закона Ома); (1.3)
FК – W = M · (второй закон Ньютона), (1.4)
где Е - электродвижущая сила (ЭДС) обмотки якоря, В;
FКД - тяговое усилие, развиваемое одним ТЭД, Н;
CV - конструктивная постоянная, зависящая от конструкции ТЭД и параметров тяговой передачи электровоза;
V - скорость движения электровоза, км/ч;
I - ток обмотки якоря, А;
Σ r - суммарное сопротивление всех участков силовой цепи, Ом;
U - напряжение питания, В;
FК - сила тяги электровоза, кН;
W - сумма сил сопротивлений, действующих на поезд, кН;
M – масса поезда, т;
- ускорение движения поезда, м/с.
Подставив значение Е из уравнения (1.1) в уравнение (1.3) и заменив Σ r через
Σ r = rд + RП , (1.5)
где rд - суммарное сопротивление обмоток ТЭД;
RП - сопротивление пускового резистора,
получим уравнение, характеризующее состояние электрической цепи ТЭД:
U – CV · Ф · V = I · (rд + RП) (1.6)
или
U – I · (rд + RП) = CV · Ф · V
Заменив U – I · (rд + RП) на Е и разделив на V, получим
E / V = CV · Ф.
Это удельная ЭДС, т.е. ЭДС, приходящаяся на единицу скорости движения, измеряемая в .
Исходными характеристиками для последующих расчетов являются характеристика намагничивания Ф (IВ) и электротяговая характеристика ТЭД FКД (I).
Характер их изменения для всех ТЭД идентичен и показан в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Исходные данные для расчета параметров ТЭД
Ток двигателя I, % |
25 |
50 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
Удельная ЭДС, |
15,2 |
23,0 |
27,3 |
30,3 |
32,1 |
33,7 |
34,9 |
, (1.7)
где ηД = 0,94 – номинальный КПД ТЭД.
Пересчитать токи табл. 1.1 из относительных в абсолютные значения и рассчитать силу тяги ТЭД в номинальном режиме с точностью до целых чисел, кН:
FКД Н = 3,6 · CV · Ф · I · ηF · 10-3,
Fкдн(25) = 3,6 *15,2 * 131,25 * 0,95 * 10-3 = 7
Аналогично рассчитываем остальные силы тяги ТЭД.
где ηF = 0,95 – коэффициент потерь силы тяги в процессе реализации тягового усилия.
Расчетная формула записывается один раз для одного вычисления, последующие результаты расчета заносят в расчетную таблицу по форме табл. 1.2.
Таблица 1.2
таблица 1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
расчёт параметров ТЭД |
||||||||
ток двигателя, I % |
25 |
50 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
|
ток двигателя, Iдв А |
138 |
276 |
413 |
551 |
689 |
827 |
964 |
|
удельная ЭДС |
15,2 |
23 |
27,3 |
30,3 |
32,1 |
33,7 |
34,9 |
|
сила тяги ТЭД Fкд, кН |
7 |
22 |
39 |
57 |
76 |
95 |
115 |
Пересчет тока ТЭД ведется по формуле: .
I1 = 25*551 /100 = 137,75 А;
Также рассчитываем остальные токи.
Результаты заносим в таблицу 1.2
Зависимость силы тяги ТЭД от тока(7стр)