Задача 0.
Установившаяся скорость движения электровоза на любом участке профиля практически прямо пропорциональна величине напряжения у токоприемника Uэ, которое меньше напряжения на шинах подстанции Uш на величину потери напряжения в тяговой сети DU. Потеря напряжения на основании закона Ома равна произведению сопротивления контактной сети, расположенной между токоприемником и подстанцией, на ток
DU = R I.
Для уменьшения потери напряжения применяется двустороннее питание, при котором к электровозу подводится напряжение одновременно от 2 подстанций – А и В.
Задано, что напряжения на шинах подстанций Uш равны и на участке находится один электровоз. В этом случае напряжение у токоприемника
Uэ = Uш ro la Ia,
где ro – сопротивление одного км тяговой сети, Ом;
la – расстояние от подстанции А до электровоза, км;
Ia – ток, протекающий от подстанции А к электровозу, А.
Ток электровоза Iэ связан с токами, поступающими от подстанций А и В, соотношением
Iэ = lвIэ / l и Iв = lаIэ / l,
где lв – расстояние от подстанции В до электровоза, км,
l - расстояние между подстанциями.
Расчетная формула имеет вид
Uэ = Uш – ro la lв Iэ / l.
Рассчитать и построить зависимость напряжения на токоприемнике электровоза от расстояния между электровозом и подстанциями.
Шаг расчета Dl = 4 км.
Исходные данные
Uш, В
ro, Ом/км
l, км
Iэ, А
3900
0,053
16
1100
Решение
Рассчитываем по формуле Uэ = Uш – ro la lв Iэ / l.
Результаты расчета приведены в таблице
la, км
lв, км
Напряжение на токоприемнике электровоза Uэ, В
0
16
3900
4
12
3725,1
8
8
3666,8
12
4
3725,1
16
0
3900
Зависимости значения напряжения от расстояния электровоза до подстанций приведены на рисунках.
Рис. 1
Рис. 2
Задача 7
С точки зрения безопасности движения важно знать тормозную силу поезда, от которой зависит тормозной путь. Тормозная сила поезда подсчитывается как произведение расчетного коэффициента трения yкр, зависящего от скорости: yкр = 0,27(V+100) / (5V+100),
на сумму расчетных сил нажатия тормозных колодок – УКр. В груженом режиме для грузового поезда расчетная сила нажатия колок на ось – 70 кН, тогда УКр = 70 N, где N – число тормозных осей поезда.
Рассчитать и построить зависимость тормозной силы поезда от скорости. Шаг расчета DV = 10 км/час.
Исходные данные
N
Vmax, км/час
320
110
Решение
Рассчитываем по формуле Fт = 0,27(V+100)* 70 N / (5V+100), изменяя V от 0 до 100 км/час с интервалом 10 км/час. Результаты расчета приведены в таблице.
Изменение скорости DV, км/час
Тормозная сила поезда Fт, кН
0
6048
10
4435
20
3629
30
3145
40
2822
50
2592
60
2419
70
2285
80
2177
90
2089
100
2016
110
1954
Зависимость тормозной силы поезда от скорости представлена на рисунке.