Расчет параметров электрической тяги

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    196,21 Кб
  • Опубликовано:
    2013-03-13
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Расчет параметров электрической тяги

1. Исходные данные

Номинальная мощность на валу ТЭД             РТД       =796 кВт

Номинальная скорость движения электровоза                  VН= 45,5 км/час

Руководящий подъем                                        IП= 70/00

Номинальное напряжение ТЭД                        UДН=1500 В

Номинальный КПД ТЭД                                  ηД=0,94

Коэффициент потерь силы тяги в процессе реализации

тягового усилия                                                ηF=0.95

Сопротивление обмоток ТЭД                                    RД=0,12 Ом

Напряжение в контактной сети постоянного тока    UС=3000 В

Коэффициент 1ой ступени регулирования возбуждения ТЭД β1=0,62

Коэффициент 2ой ступени регулирования возбуждения ТЭД β2=0,40

1.1.1 Рассчитаем номинальный ток ТЭД с точностью до целых чисел.

 (А);

565 А

Зададим три значения токов якоря от 150 до IH и от IH до 1.75 IH, данные представим в виде таблицы 1.

Ток двигателя IД; А

150

260

360

565

650

800

988

Удельная ЭДС СυФ;15,622,426,631,532,633,934,7








Сила тяги ТЭД FКД; kH

8,0

20,0

32,8

60,7

72,4

92,7

117,3


IД=0,25IH;

IД=0,25565=141 А

Рассчитаем удельную ЭДС ТЭД для принятых токов.

СυФ=35,5;

СυФ=35,5=31,5

Рассчитаем силу тяги ТЭД соответствующую принятым токам.

FКД=3,6СυФIηF10-3 kH;

FКД=3,630,55650,9510-3 = 60,7 kH

Построим графики СυФ(I) в масштабе 0,2 В/км/ч и FКД(I) в масштабе тока МI=5 A/мм; силы тяги МF=0,5 кН/мм по данным таблицы 1.

График зависимости СυФ от I

График зависимости FКД от I

2. Силовая электрическая схема электровоза

2.1 Принципиальная электрическая схема электровоза


2.2 Расчет сопротивления секций реостата и шунтирующих резисторов

Предварительное полное сопротивление реостата из условия трогания при токе в силовой цепи IТР=IН где IН = 565 А

;  Ом

RA=0.18RTP; RA= 0.184,82 = 0,875 Oм

RБ=0.17RTP; RБ= 0.174,82 = 0,815 Oм

RВ=0.15RTP; RВ= 0.154,82 = 0,72 Oм

Сопротивление шунтирующих резисторов

rВ; где rВ= 0,3  rД

 

 Ом

; отсюда

 

Ом

Таблица замыкания контактов

позиция

Контакторы

Регулируемые параметры


ЛК

М

П1

П2

1

2

3

4

5

6

7

8

Ш1

Ш2

Ш3

Ш4

UC В

R Ом

β

1

+

+

-

-

-

-

-

-

-

-

+

+

-

-

-

-

750

4,82

1,00

2

+

+

-

-

+

-

-

-

-

-

+

+

-

-

-

-

750

3,945

1,00

3

+

+

-

-

+

+

-

-

-

-

+

+

-

-

-

-

750

3,07

1,00

4

+

+

-

-

+

+

+

-

-

-

+

+

-

-

-

-

750

2,255

1,00

5

+

+

-

-

+

+

+

+

-

-

+

+

-

-

-

-

750

1,44

1,00

6

+

+

-

-

+

+

+

+

+

-

+

+

-

-

-

-

750

0,72

1,00

7

+

+

-

-

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

750

0

1,00

8

+

-

+

+

-

-

-

-

+

+

-

-

-

-

-

-

1500

2,41

1,00

9

+

-

+

+

+

+

-

-

+

+

-

-

-

-

-

-

1500

1,535

1,00

10

+

-

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

1500

0,72

1,00

11

+

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

1500

0,00

1,00

12

+

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

1500

0,12

0,62

13

+

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

1500

0,05

0,40

тр=(RA+RБ+RВ)*2 =(0,875+0,815+0,72)*2=4,82 Ом

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

электровоз сопротивление ток тяга

3.1 Расчет и построение скоростных и электротяговых характеристик электровоза постоянного тока при реостатном регулировании на последовательном и параллельном соединениях ТЭД

Рассчитаем сопротивление цепи отнесенное к одному двигателю


Рассчитаем скорость движения на каждой позиции


где N - порядковый номер позиции, I - порядковый номер значения тока.34,1 км/ч

1

2

3

4

5

6

7

8

Ток двигателя IД; А

150

260

360

565

650

800

988

Удельная ЭДС СυФ;15,622,426,631,532,633,934,7








Сила тяги электровоза FК; kH

63,9

159,6

262,1

485,8

579,5

741,2

938,1

позиция

Напряжение Питания UC; В

Сопротивление цепи, отнесенное к одному двигателю, (Rn+RД); Ом

Скорость движения V; км/ч

1

750

1,46

35,4

18,0

10,2

0




2

750

1,22

37,5

20,5

13,2

3,9

0,9



3

750

0,98

39,6

23,1

16,1

7,8

5,2

1,0


4

750

0,75

41,6

25,5

18,9

11,5

9,3

5,9

2,0

5

750

0,52

43,5

27,8

21,7

15,2

13,4

10,7

7,9

6

750

0,32

45,3

29,9

24,1

18,4

17,0

15,0

13,0

7

750

0,12

47,0

32,0

26,6

21,7

20,6

19,3

18,2

8

1500

1,46

83,6

51,5

38,4

23,8

19,5

12,9

5,4

9

1500

0,98

87,8

56,5

44,3

31,7

28,2

23,2

17,8

10

1500

0,52

91,7

61,3

49,8

39,0

36,4

32,9

29,5

11

1500

0,12

95,2

65,5

54,7

45,5

43,6

41,5

39,8


Строим график семейства скоростных характеристик с 1 по 11 позицию и электротяговую характеристику. Ток отложим по оси абсцисс в масштабе М1=5 А/мм; скорость - по оси ординат вверх масштаб МU=0,5 км/час*мм. Сила тяги одного двигателя вниз с масштабом МF=5 kH/мм. Сила тяги электровоза - по оси абсцисс влево.

3.2 Расчет и построение скоростных и электротяговых характеристик электровоза при регулировании возбуждения

IВI= β1II; IВ1=0,62 260=161; IВ2= β2II; IВ2=0,4 260=104

FКД β1=3,6СυФ β1IηF10-3 kH;   FКД β1=3,616,42600,9510-3 = 14,6 kH

FКД β2=3,6СυФ β2IηF10-3 kH;   FКД β2=3,611,72600,9510-3 =10,4 kH

FКβ1= FКД β18=14,68=116,8 кН

FКβ2=FКД β28=11,7*8=83,3кН

; 89,5 км/ч

; 125,5 км/

Таблица 4

Ток двигателя IД; А

260

360

565

650

800

988

При регулировании β1=0,62

Ток возбуждения IB; A

161

223

350

403

496

613


Удельная ЭДС СυФ β1;16,420,526,328,030,232,1








Сила тяги ТЭД FКД; kH

14,6

25,2

50,7

62,2

82,7

108,6


Сила тяги электровоза FК; kH

116,7

201,5

405,6

497,3

661,7

868,6


Скорость движения V; км/ч

89,5

71,2

54,5

50,8

46,4

43,0

При регулировании β2=0,40

Ток возбуждения IB; A

104

144

226

260

320

395


Удельная ЭДС СυФ β2;11,715,120,622,425,127,7








Сила тяги ТЭД FКД; kH

10,4

18,6

39,8

49,9

68,8

93,7


Сила тяги электровоза FК; kH

83,3

148,7

318,3

399,1

550,1

749,7


Скорость движения V; км/ч

125,5

96,5

69,5

63,4

55,9

49,8


При последовательном соединении двигателей средний ток равен:

Iср1=1,15IН; Iср1=1,15565 = 649А

При параллельном соединении двигателей средний ток равен:

Iср2=1,25IН; Iср2=1,25565=706 А

4.      Расчет массы поезда

Рассчитаем удельное сопротивление движению при расчетной скорости

Где VP-расчетная скорость движения на расчетном подъеме

ωор=1,08+0,01VP+1.5210-4VP2 Н/кН

ωор=1,08+0,0145,5+1.5210-445,52=1,85 Н/кН

Определим массу поезда

; 5595,2 т

следовательно, масса поезда равна 5595 тонн

Рассчитаем основное сопротивление движения

WO= ωоM9.8110-3; WO=1.8855959.8110-3=101,58 kH

Рассчитаем дополнительное сопротивление движения

Wi= iM9.8110-3; Wi=655959.8110-3 =384,22 kH

Общее сопротивление движению будет=

W=Wo+Wi; W=101,58+384,22=485,8 kH

Расчет характеристик основного сопротивления движению на скоростях: 0, 25, 50, 75, 100 км/ч.

Рассчитаем удельное сопротивление движению при скоростях 0, 25, 50, 75, 100 км/ч.

ωор0=1,08+0,01VP+1.5210-4VP2 Н/кН

ωор=1,08+0,010+1.5210-402= 1,1 Н/кН

Рассчитаем основное сопротивление движения при скоростях 0, 25, 50, 75, 100 км/ч

WO= ωоM9,8110-3; WO=1,155959,8110-3=59,3 kH

Таблица 5

V км/ч

ωо Н/кН

WO кН

0

1,1

59,3

25

1,4

78,2

50

2,0

107,6

75

2,7

147,4

100

3,6

197,6

Строим график Wo(V)

Определим из графика Fk(V) значения Fk для Vcp занесем в таблицу 6.

Произведем расчеты ωо для каждого значения Vcp

ωор0=1,08+0,01VP+1.5210-4VP2 Н/кН

ωор=1,08+0,015+1.5210-452= 1,13 Н/кН

Произведем расчеты WOcp для каждого значения скорости

WOср= ωоM9.8110-3; WOср=1,155959.8110-3=62,23kH

Произведем расчеты ∆t для каждого значения скорости

;

время затраченное на разгон t = ∆t + t; t = 29+29=58 сек

Произведем расчеты ∆ S для каждого значения скорости

∆S=

длина пути разгона S = ∆S + S; S = 40+122=162 м

численное значение интервала скорости

Интервал скорости υ, км/ч

Vср км/ч

∆V км/ч

Fкср кН

ωо H/кН

WOcp kH

FKcp-WOcp kH

∆ t cek

t cek

∆S м

S м


0÷10

5,0

10

600

1,13

62,23

537,8

29

29

40,14

40


10÷20

15,0

10

600

1,26

69,39

530,6

29

58

122

162

20÷21.5

20÷D

20,1

0,1

600

1,34

73,64

526,4

0

58

1,645

164

21.5÷30

D÷30

25,1

9,9

650

1,43

78,27

571,7

27

85

187,3

351


30÷40

35,0

10

650

1,62

88,71

561,3

28

113

269,2

620

40÷44

40÷A

41,0

2

650

1,75

95,81

554,2

6

119

63,88

684

A÷B

44,8

5,5

580

1,83

100,6

479,4

18

137

221,6

906

51.5÷68

B÷C

52,8

10,5

470

2,03

111,4

358,6

46

182

666,9

1573

68÷80.8

65,815,52902,39131,4158,615233427754348











88,9÷93.5

81,315,52602,90159,010123857253819728













Выводы

1. При увеличении среднего значения пусковой силы тяги - время на разгон уменьшается, а при уменьшении - увеличивается.

. Время разгона на подъеме увеличивается, а на спуске уменьшается.

Максимально возможный ток переключения равен 988 А. Технико-экономический эффект возникающий от рационального ведения поезда это:

Уменьшение времени на разгон.

Уменьшение потерь электроэнергии.

Увеличение срока службы электрических машин, колесных пар и т.д.

Увеличение участковой скорости.

Увеличение грузооборота вагонов.

Литература

1. Плакс А.В., Привалов В.В. «Введение в теорию движения поезда и принципы управления электроподвижным составом». Москва ВЗИИТ 1981

. Розенфельд В.Е. «Теория электрической тяги» Москва Транспорт 1983

. Правила тяговых расчетов для поездной работы Москва Транспорт 1985

Похожие работы на - Расчет параметров электрической тяги

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!