- •1.Виды тяги и их технико-экономическое сравнение.
- •2. Принципиальная схема электроснабжения.
- •3. Внешнее электроснабжение.
- •4. Общие сведения о тяговом электроснабжении.
- •5. Система постоянного тока.
- •6. Система переменного (однофазно-постоянного) тока.
- •7.Система электроснабжения 2х25 кВ на переменном токе.
- •8. Общие сведения о конструкции контактной сети.
- •8.1. Виды контактных подвесок.
- •8.2.Анкеровка и секционирование контактной сети.
- •8.3.Опоры контактной сети.
- •8.4.Провода контактной сети.
- •8.5.Изоляторы.
- •8.6.Рельсовые цепи.
- •9.К.П.Д. Тяговой сети и системы электроснабжения.
- •10.Электрическое сопротивление тяговой сети.
- •11. Общее устройство электродвигателя постоянного тока
- •12. Параметры двигателя постоянного тока :
- •13. Свойства двигателя постоянного тока:
- •14. Сущность электрического торможения.
- •15. Электромеханические характеристики
- •15.1. Электродвигателя с параллельным возбуждением.
- •16. Преимущества и недостатки электродвигателя
- •17. Образование электрической тяги.
- •17. Перерасчет электромеханических характеристик на электротяговые характеристики.
- •19. Влияние изменения передаточного отношения зубчатой передачи
- •20. Образование силы торможения.
- •21. Сопротивления движению поезда.
- •22. Уравнение движения поезда.
- •23. Анализ уравнения движения поезда.
- •24. Методы решения уравнения движения поезда.
- •24.1.Аналитический метод.
- •24.2.Метод установившихся скоростей.
- •24.3.Графический метод.
- •25. Основные параметры эпс постоянного тока и переменного тока.
- •26.Упрощенная схема силовой цепи эпс постоянного тока.
- •20.3.1.Электромагнитные контакторы
- •20.3.2.Электропневматичекие контакторы
- •20.3.3. Реверсор
- •21. Требования к расположению электрического оборудования
- •22. Особенности пуска двигателя постоянного тока.
- •Регулирование скоростей движения на эпс постоянного тока
- •23. Расчет ступеней пускового реостата. Пусковая диаграмма.
- •24. Процессы при изменении напряжения на двигателях
- •25. Применение ослабления возбуждения
- •25.1 Перерасчет характеристик полного поля на характеристики при ослаблении возбуждения:
- •26. Внешняя характеристика преобразовательной установки
- •27. Способы регулирования скорости движения на эпс переменного тока.
- •28. Осевые формулы эпс
16. Преимущества и недостатки электродвигателя
с последовательным возбуждением.
Преимущества:
1. Позволяют брать с места поезда большего веса, т.к. вращающий момент зависит не просто от тока нагрузки, а от тока в квадрате, величина которого при пуске большая.
2. Позволяют брать плавно поезда с места, т.к. при большой величине пускового тока частота вращения якоря небольшая.
3. Позволяет водить поезда без перегрузки тяговых двигателей, т.к. при изменении момента сопротивления одна величина увеличивается, другая величина уменьшается, а их произведение остается почти неизменным.
(Мощность )
4. Не переходят автоматически в генераторный режим, что позволяет перед подъемом раньше включиться в режим тяги и вместе с запасенной кинетической энергией поезда легче преодолеть подъем.
5. Не происходит перегрузки двигателей, расположенных на колесных парах с большими диаметрами бандажей колесных пар (не требуется точного подбора колесных пар по их диаметру).
|
|
6. Колебания напряжения в контактной сети не вызывают резких толчков в поезде (не происходит большого броска тока нагрузки).
|
|
7. Обмотка возбуждения проще по конструкции – для создания необходимого магнитного потока при небольших токах возбуждения, равным токам нагрузки, требуется меньшее число витков обмотки возбуждения; сечение «меди» обмотки возбуждения больше и из-за малого электрического сопротивления обмотки возбуждения не требуется усиленной межвитковой изоляции.
Недостатком электродвигателей с последовательным возбуждением является их склонность к боксованию (при резком уменьшении Мсопр частота вращения якоря резко возрастает), что объясняется мягкостью скоростной характеристики.
17. Образование электрической тяги.
При подаче U на обмотки тягового двигателя по его обмотках течет ток. Образуется вращающий момент. Якорь тягового двигателя вращается и через зубчатую передачу вращающий момент передается на колесную пару Мк. Колесо колесной пары прижато к рельсу с силой Р0. Вращающий момент Мк можно заменить парой сил F1 и F2. Сила F1 приложена к центру колеса О, а сила F2 – к ободу колеса в точке А касания его с рельсом. Рельс закреплен! Под действием сил F2 и Р0 возникнут равные им и противоположно направленные реакции со стороны рельса, выраженные силами Fк и R, которые являются внешними силами. Сила R направлена вертикально и не влияет характер движения. Сила реакции рельса Fк и является силой тяги. За счет сцепления колеса с рельсом возникает необходимый упор. При этом силы F2 и Fк уравновешиваются. Под действием силы F1 колеса поворачиваются относительно точки А, как мгновенного центра вращения. Так как мгновенный центр вращения при этом перемещается по поверхности головки рельса слева направо, то и центр колеса (точка О) поступательно движется в том же направлении.
Сумма сил Fк всех движущих колесных пар локомотива называется силой тяги локомотива.
Сила тяги Fк не должна превышать силу сцепления колеса с рельсом. тягового двигателя. Fк ≤Fк сцеп. В противном случае колесо теряет упор и начнется проскальзывание - боксование. Сила сцепления определяется произведением силы Р0 на коэффициент сцепления колеса с рельсом – Fсцеп = P0 x ψ.
Для локомотива Fсцеп = mл x g x ψ, где mл - масса локомотива, g – 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения, ψ – коэффициент сцепления.
Коэффициент сцепления зависит от материала рельса и колес, состояния их поверхностей, от скорости движения.
Расчетный коэффициент сцепления локомотива ψк определяют по эмпирическим формулам для различных типов локомотивов и отдельно в кривых малого радиуса R менее 500 м, например для электровозов переменного тока:
Природу силы сцепления часто объясняют наличием шероховатостей на поверхностях колеса и рельса. При таком рассуждении можно считать, что при наличии отшлифованных поверхностей сила сцепления меньше. Однако практика доказывает, что при чистых и хорошо обработанных поверхностях сила сцепления выше. Сцепление колес с рельсами объясняется молекулярным сцеплением. Для увеличения сцепления колес с рельсами используют сухой кварцевый песок, который разрушает поверхностные пленки и твердые частицы внедряются в контактируемые поверхности.
Под каждое колесо электровоза нужно подавать песок 400-700 г/мин летом и 900-1500 г/мин зимой.
Склонность колесных пар к боксованию возрастает с увеличением проката бандажей свыше 3÷4 мм и износа рельсов вследствие изменения формы и размеров площадки, по которой соприкасаются колесо и рельс.
Вращающий момент, действующий на колесо Мк = М х μ x ηn, где М – вращающий момент на валу якоря тягового двигателя, μ - передаточное отношение зубчатой передачи, которое определяется отношением числа зубьев зубчатого колеса к числу зубьев шестерни μ= Zk / Zш , ηn – К.П.Д. зубчатой передачи и моторно-осевых подшипников, который принимается равным 0,975.
Сила F1 действует на буксу и по III закону Ньютона букса на колесо действует с силой F3. Пара сил F3 и Fк определяют момент. Для условия равновесия колеса Fк х Dк / 2 = Мк, отсюда Fк = 2 Мк / Dк, или
Мощность электродвигателя Pдв = Uдв х Iн х ηn, а так же Pдв = Fк х V (H х км/ч), переводим км/ч в м/с - 1000/(60х60) = 1/3,6
Pдв = Fк х V / 3,6, отсюда ;
Сила тяги электровоза:
, где N – число двигателей электровоза.