Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Заочный факультет - кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ДИСЦИПЛИНА «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ЭЛЕКТРОПРИВОД»

Выполнил: студент группы В 101у

Шумилова П.А.

Проверил: Комаров Ю.И.

Санкт-Петербург

2012

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные……………………………………………………………………………5

1 Краткая характеристика вагона и его электрооборудования

1. Перечень потребителей электрической энергии и их основных характеристик……....6

1.2 Вариант электроснабжения вагона: структурная схема, описание……………….…….7

1.3 Размещение электрооборудования в вагоне (предварительное)………………………..7

2 Расчет и выбор основного электрооборудования вагона

2.1 Расчет и выбор электроприводов вагонных механизмов………………………………..9

2.2 Расчет и выбор электроосвещения помещений вагона………………………………...12

2.3 Расчет и выбор электронагревательных устройств вагона……………………………..14

3 Определение потоков энергии и расчет мощности электрической энергии

3.1 Анализ структуры электрооборудования вагона……………………………………. 17

3.2 Определение потока энергии от генератора…………………………………………. 19

3.3 Определение потока энергии от аккумуляторной батареи…………………………. 23

3.4 Определение наибольшей мощности электроэнергии от «штатных» источников... 26

3.5 Определение расчетной мощности источников электроэнергии вагона…………… 26

4 Расчет и выбор источников электроэнергии вагона

4.1 Расчет и выбор аккумуляторной батареи……………………………………………… 28

4.2 Расчет и выбор электромашинного генератора……………………………………….. 30

4.3 Расчет и выбор выпрямительной установки…………………………………………... 31

4.4 Расчет и выбор статического преобразователя………………………………………... 35

5 Определение годового объема и стоимости электроэнергии

5.1 Определение годового объема электрической энергии ………………………………...36

5.2 Определение годовых затрат на электроэнергию ………………………………………37

6 Расчет и выбор проводов и кабелей, коммутационной и защитной

аппаратуры

6.1 Расчет и выбор проводов (кабелей) подключения основного источника ………….. 38

6.2 Расчет и выбор коммутационной аппаратуры электропривода вентиляционного

агрегата вагона ……………………………………………………………………….. 41

7 Принципиальная (Э3) электрическая схема

электрооборудования в однолинейном исполнении…………………………. 46

- схема Э3,

- перечень элементов,

- описание.

8 Размещение электрооборудования в вагоне………………………………….…..48

- план размещения электрооборудования,

- спецификация,

- описание.

Список использованных источников…………………………………………………..51

Исходные данные Вариант № 28

Тип вагона – ЦМВ открытой планировки

Количество пассажиров - 81

Отопление – жидкостное (котел на твердом топливе с дополнительными электрическими нагревателями)

Кондиционирование – есть

Электроснабжение – комбинированное, при котором энергия производится и используется в вагоне для потребителей 110В или 50В, а для отопления используется энергия, производимая в энергосистеме страны, и поступающая через ВПМ 3000В поезда.

1 Краткая характеристика вагона и его электрооборудования

Таблица А.1 - Типовые технические данные для пассажирских вагонов.

Длина кузова, по осям………………………………………………………24537

по кузову………………………..…………………………...23600

Ширина вагона, мм: снаружи………………………………………… ….. 3105

внутри…………………………………………………………… …………...2923

Высота от уровня головки рельса, мм: до верха крыши…………………..4377

до оси автосцепки………………..1060

до пола…………………………… 1390

База вагона, мм………………………………………………………………17000

Масса кузова, т………………………………………………………………15,750

Тележки: масса, т база, мм доп. нагрузка, т

- модели КВЗ-И2 (для РПС) ………………………….7,36 2400 84

- модели КВЗ-ЦНИИ 1 типа (для ПВ)………………..7,1 2400 24,2

- модели КВЗ ЦНИИ 2 типа (для вагонов-

электростанций, багажных и почтовых)………………………2400 28,5

- модели ТВЗ ЦНИИ-М………………………………..6,8 (7,4) 2400 36

- модели 68-4075 (68-4076)……………………………………… 2500

Масса тары вагонов: т: открытого………………………………….48

не купейного………………………………50

купейного………………………………… 50

почтового………………………………… 46,7

почтово-багажные……………………….. 52,3

багажный…………………………………. 43

П р и м е ч а н и я:

1 Обеспечивается токопроводящее соединение кузова вагона с тележкой

помимо осевых подшипников посредством медных шунтов сечением 50 мм².

Омическое сопротивление шунта не должно превышать 0,01 Ом;

2 Полезный объем ящиков для размещения аккумуляторной батареи должен

быть не менее 1500 дм³, а масса батареи без учета ящика может составлять 2200 кг.

1.1 Перечень потребителей электрической энергии и их основных показателей

Таблица А.2 - Перечень потребителей электрической энергии вагона модели 61-4170

Обозначение Наименование Р_н, U_н, к_и к_п

на схеме кВт В

Потребители электроэнергии 3000В:

ЕК1 Электронагреватели котла отопления расчет и выбор в проекте

Потребители электроэнергии DC 110В:

А6 Устройства управления, регулирования и

защиты электрооборудованием 0,5 110 1,0 1,0

А7 Система пожарной сигнализации 0,1 110 1,0 1,0

А8 Системы технологического контроля (НБ, уровня

воды, температуры, устройств торможения) 0,2 110 1,0 1,0

А9 Система управления кондиционированием 0,2 110 0,1 1,0

А10 Информационные устройства 0,1 110 1,0 1,0

А11 Управление наружными автоматическими

дверями 0,6 110 0,5 1,0

ЕL1 Аварийное освещение 0,3 110 - 1,0

ЕL2 Служебное освещение (лампы накаливания) 0,4 110 0,1 1,0

ЕL3 Освещение вагона (лампы накаливания) 1,0 110 0,5 1,0

ЕL4 Освещение вагона (лампы люминесцентные) расчет и выбор в проекте

ЕН1 Концевые сигнальные фонари 0,24 110 0,1 1,0

ЕН2 Устройства сигнализации 0,2 110 0,2 1,0

ЕК2 Обогреватель сливных и наливных труб 1,0 110 0,1 1,0

ЕК3 Обеззараживатель питьевой воды 0,2 110 0,2 1,0

ЕК4 Калорифер воздуха (межсезонного отопления) 6,0 110 0,33 1,0

ЕК5 Электропечи (межсезонного отопления) 6,0 110 0,33 1,0

ЕК6 Электрокипятильник воды 3,5 110 0,1 1,0

ЕК7 Электронагреватель бойлера горячего водо-

снабжения 6,0 110 0,2 1,0

ЕК8 Обогреватель вакуумного туалета 1,0 110 0,5 1,0

US Полупроводниковый преобразователь

DC 110B/AC 220B 50Гц (для АС 220В, 50Гц) 0,5 110 0,1 1,0

М1 Электродвигатель циркуляционного насоса расчет и выбор в проекте

М2 Электродвигатель насоса пожаротушения 0,25 110 0,1 2,0

М3 Электродвигатель вентиляционного агрегата расчет и выбор в проекте

М4 Электродвигатель компрессора холодильной

установки расчет и выбор в проекте

М5 Электродвигатель вентилятора конденсатор расчет и выбор в проекте

М6 Электродвигатель компрессора охладителя

питьевой воды 0,25 110 0,5 2,0

М7 Электродвигатель компрессора холодильника 0,2 110 1,0 2,0

Х10 Розетки DC 110B 1,0 110 0,1 2,0

YB Элетромагнитный рельсовый тормоз 2 х 3,0 110 0,05 2,0

GB Зарядка аккумуляторной батареи 5,0 142 0,5 2,0

НПМ Аварийное электроснабжение неисправного

вагона поезда в пути следования 3,0 110 0,1 1,0