Анализ работы системы управления электровозом постоянного тока при разгоне грузового поезда

Что означает Анализ работы системы управления электровозом постоянного тока при разгоне грузового поезда и что это такое? В разделе Технология дан подробный ответ и объяснение на вопрос.

Здесь выложено готовое сочинение на тему Анализ работы системы управления электровозом постоянного тока при разгоне грузового поезда, которое вы так же можете использовать как реферат.

Эту, поверенную нами работу, вы можете скачать бесплатно перейдя по ссылке, но если вам необходима другая готовая работа по данному предмету, например реферат или изложение, доклад, лекция, проект, презентация, эссе, краткое описание, биография писателя, ученого или другой знаменитости, контрольная, самостоятельная, курсовая, экзаменационная, дипломная или любая другая работа, с вашими индивидуальными требованиями, напишите нам и мы договоримся.

Наша небольшая команда бывших и действующих преподавателей и авторов со стажем работы от 5-ти лет всегда вам поможет. Всего нами написано и проверено более 10 000 различных работ на образовательные темы. С нами вы получите действительно качестенный материал с уникальным текстом и обязательно хорошую оценку. Удачи в учебе!

Расчёт скоростных характеристик электровоза

постоянного тока при реостатном регулировании

табл. 3.1

1 2 3 4 5 6 7

Ток двигателя I ,А

150 310 475 595 715 831

Удельная ЭДС, СvФ, В/(км/ч)

15,6 24,7 29,8 32 33,2 34

Сила тяги эл-за Fкд , кН

122 253 387 485 583 677
Позиция

Напряжение питания Uc В

Сопротивление цепи, отнесённое к двигателю, (Rn’ + rд ), Ом

Скорость движения V, км/ч

1 750 1,58 32,9 10,6 0,02 -6 11,4 16,6
2 750 1,32 35,4 13,8 4,12 -1,1 -5,8 10,2
3 750 1,06 37,9 17,1 8,3 3,7 -0,2 -3,8
4 750 0,82 40,3 20,2 12,2 8,4 5,1 2,3
5 750 0,56 42,7 23,3 16,2 13 10,5 8,4
6 750 0,34 44,8 26,1 19,7 17,1 15,3 13,7
7 750 0,12 47 29 23,3 21,2 20 19,1
8 1500 1,58 81 40,9 25,2 17,5 11,2 5,5
9 1500 1,06 86 47,4 33,4 27,2 22,4 18,2
10 1500 0,56 91 53,7 41,4 36,5 33,1 30,4
11 1500 0,12 95 59,2 48,4 44,6 42,6 41,2
Табл.5.3
Численное значение интервала скорости

Интервал скорости V, км/ч

Vср,

км/ч

DUср,

км/ч

Fк ср, км/ч

W0,

Н/кН

W0 ср,

кН

Fк ср= W0 ср,

кН

D t,

c

t,

c

DS,

m

S,

m

0-10

5 10 470 1,13 47 423 27,6 27,6 38,3 38,3
10-20 15 10 470 1,26 52 418 28,0 55,6 117 155,3
20-21,5 20-Д 20,75 1,5 470 1,4 56 414 4,2 59,8 24 179,3
21,5-30 Д-30 25,75 8,5 525 1,44 60 465 21,3 81,1 152,4 331,7
30-40 35 10 525 1,62 68 457 25,6 106,7 249 580,7
40-44 40-А 42 4 525 1,77 72 453 10,3 117 120,2 701
44-53,5 А-В 48,75 9,5 476 1,9 80 396 28 145 379,2 1080
53,5-69 В-С 61,3 15,5 388 2,3 92 296 61 206 1040 2120
69-83 76 14 272 2,7 112 160 102 308 2155 4273
83-97 90 14 186 3,2 132 54 302 610 7550 11830

Российский Государственный Открытый Технический

Университет Путей Сообщения.

Курсовая работа

по дисциплине «Электрические железные дороги»

на тему: «Анализ работы системы управления электровозом постоянного тока при разгоне грузового поезда.»

Задание на курсовую работу :

Предлагается выполнить анализ работы системы управления электровозом постоянного тока при разгоне грузового поезда.

Задачей анализа является изучение принципов управления работой тяговых электрических двигателей и технической реализации этих принципов на электровозах

постоянного тока.

Исходные данные:

Номинальная мощность на валу тягового двигателя Рдн,

кВт . . . . . . . . . . . . . . . . . 670

Номинальная скорость движения электровоза Vn,

км/ч . . . . . . . . . . . . . 48,4

Руководящий подъём iр, %0 . . . . . . . 11

Номинальное напряжение тягового электрического двигателя (ТЭД) Uдн, В . . . . . . . . . . . . 1500

Номинальный КПД ТЭД hд . . . . . . 0,94

Коэффициент потерь силы тяги в процессе реализации тягового усилия hF . . . . . . . . 0,95

Сопротивление обмоток ТЭД rд, Ом . . . . . 0,12

Напряжение в контактной сети постоянного

тока Uс, В . . . . . . . . . . 3000

Коэффициент 1-й ступени регулирования возбуждения ТЭД

b1, . . . . . . . . . . . . 0,62

Коэффициент 2-й ступени регулирования возбуждения ТЭД

b1, . . . . . . . . . . . 0,40

РАСЧЕТ:

  • Рассчитаем номинальный ток ТЭД Iн, А.

  • Рдн 1000

    Iн= Uдн hд , где Рдн - мощность ТЭД

    Uдн - напряжение ТЭД

    hд - номинальный КПД ТЭД

    670000

    Iн= 1500*0,94 = 475 , А

    Номинальный ток ТЭД равен 475 А.

  • Для расчёта удельной ЭДС возьмём три значения тока от 150 А до 475 А и три значения от 475 А до 1,75*Iн. Расчеты представим в виде табл. 1.1

  • 1,75*Iн=1,75*475=831 А

    CVФ=35,5(1-е ) , где СvФ= Е удельная ЭДС

    V

    Cv - конструкционная постоянная

    Ф - магнитный поток

    IВ - ток ТЭД

    СvФ=35,5(1-е )=15,56 , В/(км/ч)

    Значения, полученные при расчёте, представим в виде таблицы:

    Ток якоря I, А

    Удельная ЭДС, В/(км/ч)
    150 15,6
    310 24,7
    475 29,8
    595 32
    715 33,2
    831 34
  • Рассчитаем силу тяги ТЭД, соответствующую принятым токам с точностью до целых чисел, результат занесём в

  • табл. 1.2

    Fкд=3,6 СvФнIhF*0,001 , где Fкд - сила тяги электровоза, кН

    СvФн - ЭДС, В/(км/ч)

    I - ток двигателя, А

    hF - коэффициент потерь силы тяги

    Fкд= 3,6*15,6*150*0,95*0,001=8 , кН

    табл. 1.2

    Ток ТЭД, А Номинальная ЭДС , В/(км/ч) Сила тяги, кН
    150 15,6 8
    310 24,7 26,2
    475 29,8 48,4
    595 32 65
    715 33,2 81,2
    831 34 96,6
  • Построим по данным таблицам графики СvФ(I) и Fкд(I)

  • ( приложение 1).

  • Силовая электрическая цепь электровоза

  • постоянного тока.

  • Приведём чертёж схемы силовой цепи электровоза:

  • ш3

    ЛК Ш1 Rш1 Rш2

    8

    1 2 1 2

    П1 А Б В М 6 4 2

    В Б А

    1 3 5

    7 3 4 П2

    3 4 Rш1 Rш2

    Ш2

    Ш4

  • Рассчитаем сопротивление секций реостата с точностью до двух знаков после запятой.

  • Ra=0,18Rтр ; Rб=0,17Rтр ; Rв=0,15Rтр, где Rтр - сопротивление

    троганья, Ом

    Uc

    Rтр= Iтр -4rд , где Iтр - ток трогания, равен току Iн , А

    rд - сопротивление обмоток ТЭД, Ом

    Uc - напряжение в контактной сети, В

    3000

    Rтр= 475 - 4 * 0.12 = 5,84 Ом

    Ra=0,18 * 5,84 = 1,05 Ом

    Rб = 0,17 * 5,84 = 0,99 Ом

    Rв = 0,15 * 5,84 = 0,88 Ом

    2.2.2 Рассчитаем сопротивление шунтирующих резисторов RШ1 и RШ2 с точностью до 2-х знаков

    b2

    RШ2 = 1- b2 * 2 * rв , где RШ - сопротивление

    шунтирующих резисторов

    b2 - коэффициент возбуждения

    rв - сопротивление обмотки

    возбуждения, rв= 0,3 * rд, где

    rд - сопротивление обмоток

    ТЭД, rв =0,036 Ом

    0,4

    RШ2 = 1 - 0,4 * 2 * 0,036 = 0,6 Ом

    0,62

    RШ2+ RШ1= 1 -0,62 * 2 * 0,036 = 0,12 Ом

    RШ1= 0,12 - 0,6 = 0,6 Ом

    2.2.3 Запишем значения в схему.

  • Приведём таблицу замыкания контакторов.

  • Запишем в таблицу замыкания контакторов значения сопротивления реостата на каждой позиции.

  • Семейство скоростных характеристик электровоза и пусковая диаграмма. Электротяговая характеристика электровоза

  • Рассчитаем сопротивление силовой цепи, Ом , отнесённое к одному двигателю:

  • Rn

    Rn’ + rд = m + rд , где Rn’ - сопротивление реостата на

    n-ой позиции, отнесённое к ТЭД

    rд - сопротивление ТЭД

    m - число последовательно

    соединёных двигателей.

    Rn - сопротивление реостата на

    n-ой позиции

    Uc’ - Ii(Rn’ + rд )

    Vni = СvФi , где СvФi - магнитный поток

    на позиции

    Uc’ - напряжение

    питания ТЭД

    Rn’ + 0,12 = 1,46 + 0,12 Ом

    750- 150 (1,58)

    Vni = 15,6 =32,9 км/ч

  • Заполним расчётную таблицу.

  • Начертим семейство скоростных характеристик с 1 по 11 позицию и электротяговую характеристику.

  • Расчёт и построение характеристик ТЭД при

    регулировке возбуждения .

    3.2.1 Рассчитаем Fкд; Fк ; V при b1 и b2, заполним таблицу 3.2

    Fкд = 3,6 | CVФ |bhF * 0,0001 , где Fкд - сила тяги ТЭД, кН

    | CVФ |b - ЭДС при

    ступени регулирования

    hF - коэффициент потерь

    силы тяги = 0,95

    Fк = Fкд * 8 , где 8 - число ТЭД

    Uc’ - Irд

    V = | CVФ |b , где Uc’- напряжение питания

    ТЭД

    табл. 3.2

    Ток ТЭД, А 310 475 595 715 831

    Коэффициент регулировки b=0,62

    Ток возбуждения Iв , А

    192 295 369 443 515

    Удельная ЭДС | CVФ |b,В/км/ч

    18,4 24,1 26,9 29,2 30,7

    Сила тяги ТЭД Fкд, кН

    19,5 39,2 55 71 87

    Сила тяги эл-за Fк ,кН

    156 313 438 568 696
    Скорость движения км/ч 80,3 60,8 54,1 50 47

    Коэффициент регулировки b=0,4

    Ток возбуждения Iв , А

    124 190 238 286 332

    Удельная ЭДС | CVФ |b,В/км/ч

    14 18,4 21,2 23,6 25,5

    Сила тяги ТЭД Fкд, кН

    15 30 43 58 72

    Сила тяги эл-за Fк ,кН

    119 240 345 462 580
    Скорость движения км/ч 106 80,2 69 62 57,2

    | CVФ |b возьмём из рис. 1

    Fкд, = 3,6 *18,4 *192 * 0,95 * 0,0001 = 12,1 кН

    Fк = 12,1 * 8 = 96,8 кН

    1500 - 192(0,12)

    V = 18,4 = 80,3 км/ч

    3.3 Построение пусковой диаграммы электровоза

    постоянного тока.

    3.3.1 На рис. 2 построим пусковую диаграмму электровоза

    постоянного тока, при условии что ток переключения

    Iп = Iн = 475 А.

  • Рассчитаем средний ток ТЭД на последовательном соединении Iср1 и на параллельном соединении Iср2, А.

  • Iср1 = 1,15 Iн=1,15* 475 = 546 А

    Iср2 = 1,25 Iн=1,25 * 475 = 594 А

    Токи Iср1 и Iср2 показаны на графике рис. 2 вертикальными

    линиями. Графически определим скорость движения на безреостатных позициях ( 7; 11; 12; 13 ), результаты занесём в таблицу 3.3

    таблица 3.3

    Средний ток , А 546 594
    позиция 7 11 12 13

    Скорость V, км/ч

    22 44 54 69

    Сила тяги ТЭД Fкд, кН

    58 65 55 43

    Сила тяги эл-за Fк ,кН

    470 525 440 345
  • Расчёт массы поезда.

  • 4.1 Выберем и обоснуем , исходя из полного использования силы тяги электровоза, расчётное значение силы тяги Fкр и соответсвующую ей расчётную скорость Vр. Из табл. 3.3 выберем наибольшее значение Fкр потому, что наибольшая сила , реализуемая электровозом, необходима для преодоления сил сопротивления движению W , кН, которая складывается из основного сопротивления W0 , кН и сопротивления движению от кривых и подъёмов Wд , кН . Силе тяги Fк = 525 кН соответствует скорость 44 км\ч.

  • Рассчитаем основное удельное сопротивление движению w0р , кН.

  • 2

    w0р = 1,08 + 0,01Vр+ 1,52 * 0,0001 * (Vр ) , где Vр - расчётная

    скорость движения

    w0р = 1,08 + 0,01 * 44 + 1,52 * 0,0001 * ( 44 * 44 ) = 1,8 кН

  • Рассчитаем массу поезда с округлением до 50 т.

  • Fкр

    М = (w0р + i ) * 9,81 * 0,0001 , где М - масса поезда

    i - руководящий подъём

    Fкр - расчётная сила тяги

    М = 4200 т

  • Анализ работы системы управления

  • электровозом при разгоне.

  • Построим тяговые характеристики для 7; 11; 12; 13 позиции на рис. 2

  • Рассчитаем и построим характеристики основного сопротивления движения для скоростей 0,25; 50; 75; 100 км/ч, результаты занесём в таблицу 5.1

  • W0 = w0 ґ М ґ9,81 ґ 0,001

    W0 = 1,08 * 4200 * 9,81 * 0,001 = 44,5 кН

    табл. 5.1

    Скорость движения V, км/ч

    0,25 50 75 100

    Основное удельное сопротивление движению w0 , н/(кН)

    1,08 1,96 2,69 3,6

    Основное сопротивление движению W0 , кН

    44,5 81 111 148

    Построим по данным таблицы кривую на рис.2

  • Графически определим конечную скорость разгона поезда. Пересечение графиков W0 (V) и Fк (V) для 13-ой позиции даст численное значение конечной скорости разгона поезда Vк км/ч. Vк=97 км/ч.

  • Заполним таблицу расчёта времени и пути разгона поезда таблица 5.3 .

  • Построим графики скорости и времени в период разгона поезда на рис. 3 .

  • Вывод :

  • Время разщгона изменяется пропорционально при увеличении или уменьшении среднего значения пусковой силы тяги. Во сколько раз увеличится сила тяги, во столько раз уменьшится время разгона поезда и наоборот.

  • При разгоне сила тяги больше силы сопротивления движению и вследствии этого поезд разгоняется - движение с положительным ускорением. На подъёме возрастает сила сопротивления движению и при равенстве её силе тяги электровоза ускорение будет равно нулю - наступит установившееся движение. Когда сила сопротивления будет больше силы тяги, то поезд начнёт замедляться ( ускорение будет отрицательным). Из-за этого на подъёме время разгона увеличится, а на спуске уменьшится.

  • Управление электровозом при разгоне поезда.

  • Определим графически максимально возможный ток переключения по пусковой диаграмме ( рис.2 ) при параллельном соединение двигателей. Для работы уже выбран максимальный ток переключения, равный 475 А. При выборе большего тока на 11-й позиции произойдет бросок тока больше значения максимально допустимого в 831 А, что, в свою очередь, вызовет срабатывание аппаратов защиты.

  • При возможном увеличении тока переключения увеличатся средние токи для последовательного и параллельного соединения ТЭД, возрастёт сила тяги электровоза и его скорость. Графики V (S), t (S) на рис.3 будут достигать своих максимальных значении на меньшем расстоянии пройденного пути.

  • Рациональное ведение поезда - достижение максимальных скоростей за более короткое время, путём реализации максимальной силы тяги на безреостатных позициях при наличии максимальной массы поезда, рассчитанной по руковолящему подъёму. Технико- экономический эффект - снижение себистоимости перевозок грузов, экономия электроэнергии, эффективная эксплуатация ЭПС и вагонов.

    Литература :

  • Конспект лекций.

  • Задание на курсовую работу с методическими указаниями.

  • Правила тяговых расчётов.

  • Введение в теорию движения поезда и принцыпы управления электроподвижным составом.

  • Теория электрической тяги.

  • 1.03.97 года

    Таблица замыкания контакторов электровоза постоянного тока

    Табл. 2.1

    Позиция Контакторы Регулируемые параметры
    ЛК М П1 П2 1 2 3 4 5 6 7 8 Ш1 Ш2 Ш3 Ш4

    Uc’,В

    R,Ом

    b

    1 + + - - - - - - - - + + - - - - 750 5,84 1,0
    2 + + - - + - - - - - + + - - - - 750 4,79 1,0
    3 + + - - + + - - - - + + - - - - 750 3,74 1,0
    4 + + - - + + + - - - + + - - - - 750 2,75 1,0
    5 + + - - + + + + - - + + - - - - 750 1,76 1,0
    6 + + - - + + + + + - + + - - - - 750 0,88 1,0
    7 + + - - + + + + + + + + - - - - 750 0 1,0
    8 + - + + - - - - + + - - - - - - 1500 2,92 1,0
    9 + - + + + + - - + + - - - - - - 1500 1,87 1,0
    10 + - + + + + + + + + - - - - - - 1500 0,88 1,0
    11 + - + + + + + + + + + + - - - - 1500 0 1,0
    12 + - + + + + + + + + + + + + - - 1500 0,12 0,62
    13 + - + + + + + + + + + + + + + + 1500 0,6 0,4

    Подобные материалы

    Резцы для станков с ЧПУ
    Резцы для токарных работ на станках с ЧПУ. 1 Отличия токарных резцов по назначению. 1 Базовые схемы
    Значение соевого белка в мировой практике
    Министерство Науки и Образования Республики Казахстан Алматинский Технологический Университет
    Ходова частина
    Реферат з автосправи на тему: Ходова частина Виконав: учень 10 - А класу середньо школи 96 Коркуна
    Станочные системы
    СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 5 1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ 8 1.1.Описание технологического оборудования в составе ГПС 8
    Теплоснабжение промышленного района города
    3 ЕЖЕГОДНЫЕ ИЗДЕРЖКИ ПО ТРАНСПОРТУ ТЕПЛА НА ПОСЕЛОК Ежегодные издержки по транспорту тепла U