Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

__________________________________________________________

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Курсовая работа

По дисциплине:

Электрические машины и электропривод в вагонах

Выполнил: студент 4 курса

заочного отделения

Бекарюк А.В.

Уч. шифр: 03-В^К-410

Преподаватель:

Санкт-Петербург

2007 г.

	Содержание
	Введение	3
	Исходные данные для расчета	4
1	Краткая характеристика вагона и его электрооборудования	4
1.1	Предварительное размещение электрооборудования в вагоне	4
1.2	Перечень потребителей электрической энергии и их основных показателей	5
1.3	Вариант электроснабжения вагона	7
2	Расчёт и выбор основного электрооборудования	7
2.1	Расчёт и выбор электроприводов вагонных механизмов	8
2.2	Расчёт и выбор электроосвещения помещений вагона	9
2.3	Расчёт и выбор электронагревательных устройств вагона	11
3	Определение потоков и расчёт мощности электрической энергии, потребляемой в вагоне	12
3.1	Определение потока энергии от ВПМ 3000 В	12
3.2	Определение потока энергии от генератора	12
3.3	Определение потока энергии от аккумуляторной батареи	13
3.4	Определение наибольшей мощности электрической энергии, потребляемой от «штатных» источников	14
3.5	Определение расчетных значений мощности источников электрической энергии	15
4	Расчёт и выбор источников электроэнергии вагона	15
4.1	Расчет и выбор аккумуляторной батареи	15
4.2	Расчет и выбор электромашинного генератора	16
4.3	Расчет и выбор выпрямительной установки электромашинного генератора	16
5	Определение годового объема и стоимости израсходованной электрической энергии в пассажирском вагоне	18
5.1	Определение годового объема израсходованной электрической энергии	18
5.2	Определение затрат на электроэнергию	18
6	Расчёт и выбор проводов и кабелей, коммутационной и защитной аппаратуры при подключении электротехнических устройств	18
6.1	Общие положения	18
6.2	Расчёт и выбор проводов (кабелей) подключения основного источника	19
6.3	Расчет и выбор коммутационной аппаратуры электропривода вентиляционного агрегата вагона	20
6.4	Расчет и выбор защитной аппаратуры вагонной аккумуляторной батареи	20
7	Принципиальная электрическая схема электрооборудования	21
8	Размещение электрооборудования в вагоне	22
	Список использованной литературы	25

Введение:

По назначению вагонное оборудование можно разделить на следующие основные группы: источники электрической энергии, преобразователи, изменяющие величину напряжения тока, либо преобразующие один род тока в другой, устройства для электрического освещения вагонов с лампами накаливания и люминесцентными лампами, электрические приводы вентиляторов, насосов, компрессоров и др., электронагревательные приборы, аппаратура автоматического регулирования источников электрической энергии, пускорегулирующая аппаратура для включения и отключения потребителей электроэнергии, пуска электрических двигателей и т.д., аппаратура автоматического контроля и регулирования работы потребителей, радиоаппаратура, устройства для защиты источников электроэнергии и потребителей, а также сигнальные устройства, электроизмерительные приборы, вагонная электрическая сеть.

Всё электрооборудование пассажирских вагонов разделяется на внутривагонное и подвагонное. Внутри вагона устанавливаются потребители электроэнергии, аппаратура управления, защиты, контроля и сигнализации, которыми пользуются обслуживающий персонал и пассажиры в пути следования.

Под вагоном размещаются источники электрической энергии, а также все потребители, коммутационная и защитная аппаратура, которые по своим габаритным размерам, условиям работы, уровню производимых шумов и обеспечению безопасности не могут быть установлены внутри вагона. Кроме того, под вагоном монтируются низковольтная магистраль напряжением 50В, высоковольтная –3000В, магистраль электропневматического тормоза и их межвагонные соединения.

Электрическое оборудование пассажирского вагона сложно по устройству и эксплуатируется в тяжёлых условиях. В процессе эксплуатации на него действуют значительные динамические усилия, возникающие в результате вибраций и толчков, особенно при больших скоростях движения. Электрическое оборудование, расположенное вне кузова вагона, подвержено атмосферным воздействиям. В зимнее время при низких температурах снижается механическая прочность отдельных деталей электрических машин, аппаратов и приборов. Вследствие замерзания смазки создаются большие моменты сопротивления, затрудняющие работу электрических машин и снижающие их коэффициент полезного действия. При низких температурах многие изоляционные материалы становятся хрупкими, в них появляются трещины, ёмкость аккумуляторных батарей уменьшается. Летом при повышенных температурах работа электрооборудования также затруднена: ухудшаются условия его охлаждения, увеличивается коррозия металлических деталей.

Значительно затрудняет работу оборудования действие влаги и грязи. Оборудование, установленное снаружи кузова, при движении обдувается потоком воздуха, который содержит частицы пыли, обладающие абразивным действием. Эти частицы разрушают изоляцию электрических машин. Аппаратов и приборов. Внутривагонное электрическое оборудование также может находиться в неблагоприятных климатических условиях во время длительного отстоя вагонов.

В связи с этим к электрооборудованию предъявляются повышенные требования. Электрооборудование должно надёжно работать при изменениях температуры окружающей среды от 40 до -50º С и относительной влажности до 90%, а также обладать высокой механической прочностью и не выходить из строя при динамических перегрузках вследствие вибраций, соударений при манёврах и действиях инерциональных сил, возникающих при торможениях.

Так как абсолютное большинство вагонов имеет двухпроводную систему электроснабжения, изолированную от корпуса вагона, то во все цепи электрооборудования устанавливается двухполюсная защита от коротких замыканий и перегрузок, что повышает её надёжность и защищает провода от загорания при коротком замыкании на корпус вагона. Для защиты электрооборудования вагона от повышенного напряжения, которое может возникнуть вследствие неисправности регулятора напряжений генератора, при обрыве цепи аккумуляторной батареи и других аварийных режимах устанавливают реле максимального напряжения, а для предотвращения чрезмерного разряда аккумуляторной батареи – реле пониженного напряжения. Защита генераторов от перегрузки обеспечивается соответствующими ограничителями тока, а двигателей – тепловыми реле.

Электрические провода применяются только гибкие с медными жилами, с нагревостойкой изоляцией, рассчитанной на напряжение 1000 В для низковольтного оборудования и на 6000 В – для высоковольтного оборудования. Магистральные провода прокладываются в трубах, разветвительных коробки и применяются только в защищенном исполнении. Все электрические аппараты регулирования, коммутации, контроля и защиты внутри вагона размещаются в распределительном шкафу или на пульте управления, которые изолированы от сгораемых конструкций вагона металлическим листом по асбесту толщиной 10 мм. Для контроля за надёжностью крепления контактов их покрывают термочувствительной краской. При ослаблении контакта между наконечником провода и зажимом из-за большого перехода сопротивления между ними краска нагревателя и изменяет свой цвет.

Исходные данные для расчета:

Тип вагона	Количество пассажиров	Отопление	Кондиционирование	Электроснабжение
ЦМВ купейный	36	электрическое	есть	комбинированное