Информация о готовой работе
Бесплатная студенческая работ № 4448
Расчёт скоростных характеристик электровоза постоянного тока при реостатном регулировании
табл. 3.1 1234567 Ток двигателя I ,А150310475595715831 Удельная ЭДС, СvФ, В/(км/ч)15,624,729,83233,234 Сила тяги эл-за Fкд , кН122253387485583677 ПозицияНапряжение питания Uc ВСопротивление цепи, отнесённое к двигателю, (RnТ + rд ), Ом Скорость движения V, км/ч 17501,5832,910,60,02-611,416,6 27501,3235,413,84,12-1,1-5,810,2 37501,0637,917,18,33,7-0,2-3,8 47500,8240,320,212,28,45,12,3 57500,5642,723,316,21310,58,4 67500,3444,826,119,717,115,313,7 77500,12472923,321,22019,1 815001,588140,925,217,511,25,5 915001,068647,433,427,222,418,2 1015000,569153,741,436,533,130,4 1115000,129559,248,444,642,641,2
Табл.5.3 Численное значение интервала скоростиИнтервал 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 0-105104701,134742327,627,638,338,3 10-2015104701,265241828,055,6117155,3 20-21,520-Д20,751,54701,4564144,259,824179,3 21,5-30Д-3025,758,55251,446046521,381,1152,4331,7 30-4035105251,626845725,6106,7249580,7 40-4440-А4245251,777245310,3117120,2701 44-53,5А-В48,759,54761,98039628145379,21080 53,5-69В-С61,315,53882,3922966120610402120 69-8376142722,711216010230821554273 83-9790141863,213254302610755011830
Российский Государственный Открытый Технический Университет Путей Сообщения.
Курсовая работа
по дисциплине УЭлектрические железные дорогиФ
на тему: УАнализ работы системы управления электровозом постоянного тока при разгоне грузового поезда.Ф
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, АУдельная 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, АНоминальная 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 RnТ + rд = m + rд , где RnТ - сопротивление реостата на n-ой позиции, отнесённое к ТЭД rд - сопротивление ТЭД m - число последовательно соединёных двигателей. Rn - сопротивление реостата на n-ой позиции
UcТ - Ii(RnТ + rд ) Vni = СvФi , где СvФi - магнитный поток на позиции UcТ - напряжение питания ТЭД
RnТ + 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 |b IдhF * 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
UcТ - Irд V = | CVФ |b , где UcТ- напряжение питания ТЭД
табл. 3.2 Ток ТЭД, А310475595715831 Коэффициент регулировки b=0,62 Ток возбуждения Iв , А192295369443515 Удельная ЭДС | CVФ |b,В/км/ч 18,424,126,929,230,7 Сила тяги ТЭД Fкд, кН19,539,2557187 Сила тяги эл-за Fк ,кН156313438568696 Скорость движения км/ч80,360,854,15047 Коэффициент регулировки b=0,4 Ток возбуждения Iв , А124190238286332 Удельная ЭДС | CVФ |b,В/км/ч1418,421,223,625,5 Сила тяги ТЭД Fкд, кН1530435872 Сила тяги эл-за Fк ,кН119240345462580 Скорость движения км/ч10680,2696257,2
| 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 , А546594 позиция7111213 Скорость V, км/ч22445469 Сила тяги ТЭД Fкд, кН58655543 Сила тяги эл-за Fк ,кН470525440345
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 ? М ?9,81 ? 0,001 W0 = 1,08 * 4200 * 9,81 * 0,001 = 44,5 кН
табл. 5.1 Скорость движения V, км/ч0,255075100 Основное удельное сопротивление движению w0 , н/(кН)1,081,962,693,6 Основное сопротивление движению W0 , кН44,581111148
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 ЛКМП1П212345678Ш1Ш2Ш3Ш4UcТ,ВR,Ом b 1++--------++----7505,841,0 2++--+-----++----7504,791,0 3++--++----++----7503,741,0 4++--+++---++----7502,751,0 5++--++++--++----7501,761,0 6++--+++++-++----7500,881,0 7++--++++++++----75001,0 8+-++----++------15002,921,0 9+-++++--++------15001,871,0 10+-++++++++------15000,881,0 11+-++++++++++----150001,0 12+-++++++++++++--15000,120,62 13+-++++++++++++++15000,60,4
Вы можете приобрести готовую работу
Альтернатива - заказ совершенно новой работы?
Вы можете запросить данные о готовой работе и получить ее в сокращенном виде для ознакомления. Если готовая работа не подходит, то закажите новую работуэто лучший вариант, так как при этом могут быть учтены самые различные особенности, применена более актуальная информация и аналитические данные