Решение тяговой задачи для грузового поезда с 35 вагонами массой 2800 т и электровозом ВЛ-10 при заданном профиле пути
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
?ая зависит от скорости.
Если в числе сил, определяющих движение системы, имеется хотя бы одна сила, зависящая от скорости, то рассчитать движение с помощью общих теорем классической механики нельзя потому, что такие силы проявляются в процессе движения и, влияя на кинематические характеристики движения, сами не линейно зависят от них. Расчет движения ставится в форме задачи Коши: найти численную зависимость за период времени от до , если известна начальная скорость движения в начальный момент времени , и равнодействующая сила является некоторой заданной функцией времени и скорости. Такие задачи можно решить только методом интегрирования дифференциального уравнения движения. Из многих известных методов (Чаплыгина, Адамса, Рунге-Кутта, Милана и др.) в тяговых расчетах используется чаще всего метод Эйлера. Суть этого метода заключается в аппроксимации интегральной кривой последовательно сопряженными касательными.
Запишем уравнение движения (2.1) в виде задачи Коши [3]:
при начальных условиях .
Период времени [, ] разделим на равных частей и обозначим шаг вычислений (шаг интегрирования)
.
Считая правую часть уравнения постоянной в пределах каждого интервала (шага интегрирования), производную в каждой точке кривой заменим отношением конечных разностей
Для каждого шага вычислений
при ,
при ,
………………………………………
при .
Такая замена равносильна тому, что искомая функция на шаге [] заменяется касательной, например, для интервала [] касательная ab образующая с осью времени угол a, тангенс которого равен (рис.2.2) Для следующего шага () касательная проводится к кривой , но не от точки b, а от точки b, т.о. имеем касательную bс. Ряд сопряженных касательных образует ломаную Эйлера.
Для вычисления фазовых координат поезда перепишем конечные разности на отрезках, разрешенные по скорости в концах интервалов
,
,
……………………….
.
Таким образом, по заданным и известному значению равнодействующей силы на первом шаге определяется значение . Затем по полученным на предыдущем шаге и определяем и т.д. В итоге по выражениям определяется скорость на всем интервале времени [].
При интегрировании по скорости уравнения
найдем проходимый поездом путь
……………….
.
Расчет времени производится по формуле
.
Расчет конкретных кривых движения осуществляется с помощью программы Potyag1.
2.3 Определение тока и энергии, потребляемой ЭПС
Кривая тока, потребляемого ЭПС , определяется по токовым характеристикам электровозов , пример которых для электровоза ВЛ10 приведен на рис 2.3, с помощью тяговой характеристики, приведенной на рис. 2.1.
Как видно из рис 2.3, токовые характеристики электровозов представляют собой семейство кривых, подразделенное на группы, обусловленные различными схемами соединения тяговых электродвигателей (П, СП, С). Кроме того, в состав каждой группы входит ряд кривых, относящихся к различным режимам работы ТЭД в плане степени ослабления поля (ПП, ОП1, ОП2, ОП3, ОП4).
Для выбора одной из этого множества кривых той, на которой в данный момент времени работают ТЭД электровоза, используется тяговые характеристики Fk(v) этого электровоза, приведенные на рис.2.1. Эти характеристики также подразделены на группы и отдельные кривые точно таким же образом и по таким же признакам, как и токовые. Зная в результате ранее проведенных тяговых расчетов мгновенные значения силы тяги и скорости v в данный момент времени, из множества тяговых характеристик выбирается кривая, на которой располагается точка пересечения этих значений силы тяги и скорости v. Таким образом определяется схема включения и режим работы ТЭД по ослаблению поля. Затем уже из конкретной токовой характеристики по известному значению скорости движения v для определенных выше схемы соединения ТЭД и коэффициента ослабления его поля, определяется конкретное значение в режиме тяги. Находя затем таким же образом токи для всех моментов времени движения ЭПС, строится искомая зависимость .
Для расчета на ЭВМ токовые характеристики (конкретно для ВЛ10) аппроксимируются следующими зависимостями:
при v < 10 км/ч;
при 10 < v < 22 км/ч;
при 22 v < 46,7 км/ч;
при 46,7 v < 48,5 км/ч;
при 48,5 v < 52км/ч;
при 52 v < 56км/ч;
при 56 v < 60км/ч;
при v ? 60км/ч;
При движении ЭПС в интервалах времени, соответствующих режимам выбега и торможения, значения токов , потребляемых ЭПС, естественно, приравнивается к нулю.
Если считать напряжение на проводе неизменным, то энергия потребленная ЭПС определяется как
где - напряжение на контактном проводе, В,
- время движения ЭПС по перегону, c,
- потребленная электроэнергия, кВт ч.
Расчет тока и потребляемой энергии для решения конкретной задачи осуществляется с помощью программы Potyag.
3. Расчетная часть проекта
.1 Спрямление профиля пути
й участок - является разгонным, поэтому не спрямляется.
й участок - спрямим 2й и 3й элементы пути:
уклон спрямленного участка
проверка возможности спрямления
спрямление возможно, спрямим 2й, 3й и 4й элементы:
уклон спрямленного участка
электроподвижной состав тяг?/p>