Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Электрическая тяга КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ раздел ЭЛЕКТР

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 3.6.2024

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МГУПС (МИИТ))

Кафедра «Электрическая тяга»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

раздел

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ

Выполнил студент группы ТПЭ–212

_______________ /Козырев А.Н. /

Принял доцент

_______________ /Скребков А.В./

Москва – 2012

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

1. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………...4

1.1. Цель курсовой работы……………………………………………….4

1.2. Теоретические сведения……………………………………………..4

2. ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ……………………………………………..7

2.1. Выбор электровоза – прототипа…………………………………….7

2.2. Расчет и построение электротяговых характеристик……………...7

2.3. Расчет и построение тяговых характеристик……………………..14

2.4. Расчет и построение ограничений тягового режима……………..16

2.5. Расчет напряжения на токоприемнике электровоза с учетом влияния сопротивления контактной сети…………………...........................18

3. ВЫВОДЫ ПО ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЕ………………………………...23

4. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………….............24

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 …………………………………………………………...25

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 …………………………………………………………...26

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 …………………………………………………………...27

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 …………………………………………………………...28

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Цель курсовой работы.

Углубление и закрепление теоретических знаний по расчету характеристик и параметров электроподвижного состава постоянного тока в режиме тяги и влияния на них системы тягового электроснабжения. Необходимо рассчитать электротяговые и тяговые характеристики выбранного в качестве прототипа электровоза, рассчитать и построить ограничения тягового режима, а так же выполнить исследование и анализ изменения величины напряжения в контактной сети при перемещении электровоза от одной тяговой подстанции до другой.

1.2. Теоретические сведения.

Выбор электровоза–прототипа выполняется в соответствии с заданным типом тягового электродвигателя. Для этого необходимо на основании [1, таблица 15] определить серию электровоза. Электротяговые характеристики для заданного типа тягового электродвигателя выбранного электровоза–прототипа определяются в соответствии с [1, рисунки 4.104 – 4.106]. Диаметр бандажа электровоза–прототипа определяют в соответствии с [1, рисунки 4.1 – 4.3], а передаточное отношение – в соответствии с [1, таблица 16]. Расчет электротяговых характеристик для заданных диаметра бандажа и передаточного отношения зубчатой передачи производят на основании выбранных электротяговых характеристик тягового электродвигателя электровоза–прототипа. В начале проектирования расчет характеристик выполняют для полного возбуждения при параллельном соединении тяговых электродвигателей. На тяговые характеристики наносят ограничения режимов работы тяговых электродвигателей по конструкционной скорости, силе тяги по сцеплению колес с рельсами и максимально допустимому току тяговых электродвигателей.

Ограничение характеристик по конструкционной скорости наносят в виде горизонтальной прямой. Величину ограничения принимают на основании технических характеристик электровоза–прототипа в соответствии с [1, таблица 15]. Ограничение по току наносят на характеристики параллельного соединения (высшей ступени регулирования напряжения) тяговых электродвигателей. При этом максимальный ток не должен превышать полуторакратный часовой ток тяговых электродвигателей. Часовой ток тяговых электродвигателей определяется в соответствии с [1, рисунки 4.104 – 4.106].

Систему электроснабжения электрических железных дорог выполняют так, чтобы максимально снизить потери напряжения в контактной сети и, следовательно, обеспечить максимум реализации мощности электровоза. Уровень напряжения в тяговой сети в значительной степени зависит от схемы питания и секционирования контактной сети.

Для анализа величины падения напряжения в контактной сети при различных структурных схемах питания принимаются следующие допущения:

– внутреннее электрическое сопротивление электровоза мало и им пренебрегают, то есть суммарная электродвижущая сила тяговых электродвигателей равна напряжению на токоприемнике электровоза;

– сопротивление рельсовой цепи, а так же питающих линий, ввиду их малой величины, равно нулю;

– удельное сопротивление одного километра контактной сети известно;

– напряжение на выходах обоих тяговых подстанций одинаково и составляет для электроподвижного состава магистральных железных дорог 3300 В.

Контактная сеть электрических железных дорог состоит из опорных и поддерживающих конструкций. К последним подвешены несущий трос, контактные, вспомогательные и несущие провода. Несущий трос в контактной сети применяют либо медный марки М–120 или М–95, либо биметаллический (сталемедный или сталеалюминиевый) марки ПБСМ–1–70, ПБСМ–2–70, ПБСМ–1–95 и ПБСМ–2–95. У проводов ПБСМ–1 толщина медной оболочки составляет 10% от радиуса, а у проводов ПБСМ–2 только 7 % от радиуса. Поэтому электрическое сопротивление у проводов ПБСМ–2 несколько больше, чем у ПБСМ–1. Контактные провода используют марки МФ (медь фасонная) с различной площадью поперечного сечения. По условиям токосъёма, на линиях постоянного тока, подвешивают два контактных провода. При двойной цепной подвеске подвешивают вспомогательный провод чех же марок, что и контактный провод. В тех случаях, когда необходимая проводимость недостаточна, подвешивают усиливающие провода марок А–120, А–150 или А–185.

2. ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

2.1. Выбор электровоза – прототипа.

По указанному типу тягового электродвигателя (НБ–406) выбираем электровоз постоянного тока ВЛ8, у которого диаметр бандажа D0=1200 мм, передаточное соотношение зубчатой передачи µ=3.9, нагрузка на ось колесной пары p0= 22.5 т.

2.2. Расчет и построение электротяговых характеристик.

2.2.1. Расчет электротяговых характеристик по заданным значениям диаметра бандажа колесных пар и передаточного отношения зубчатой передачи проводим для полного возбуждения при параллельном П соединении тяговых электродвигателей (см. рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Упрощенная схема соединения тяговых двигателей при параллельном соединении.

Рассчитываем скорость движения электровоза при П соединении тяговых двигателей, по формуле [2, (3.1)]:

, (2.1)

где – скорость движения электровоза при П соединении тяговых двигателей, км/ч;

=1200 мм – заданный диаметр бандажа, мм;

µ=3,78 – заданное передаточное соотношение зубчатой передачи;

– скорость электровоза–прототипа на параллельном соединении тяговых двигателей [1, рис. 4.104], км/ч;

Рассчитываем силу тяги двигателя для заданных D и µ, по формуле [2, (3.2)]:

, (2.2)

где Fкд0 – сила тяги двигателя электровоза – прототипа [1, рис. 4.104], кгс;

Fкд – сила тяги двигателя расчетного электровоза, кгс;

Таблица 2.1 – Результаты расчета электротяговых характеристик.

Iд, А	Vп0, км/ч	Vп, км/ч	Fкд 0, кгс	Fкд, кгс
68	100,0	103,2	250	250
80	89,5	92,3	360	350
90	82,0	84,6	470	450
100	77,0	79,4	580	550
140	63,0	65,0	1050	1000
150	60,9	62,8	1180	1150
175	56,7	58,5	1510	1450
200	53,7	55,4	1840	1800
210	52,7	54,4	1970	1900
250	49,6	51,2	2520	2450
300	46,3	47,8	3230	3150
340	44,3	45,7	3790	3700

Продолжение табл. 2.1

Iд, А	Vп0, км/ч	Vп, км/ч	Fкд 0, кгс	Fкд, кгс
350	43,8	45,2	3960	3850
380	42,6	44,0	4420	4300
400	41,9	43,2	4720	4600
450	40,4	41,7	5490	5300
500	39,0	40,2	6270	6100
550	37,8	39,0	7090	6900
600	36,8	38,0	7940	7700

Рисунок 2.2 – Упрощенная схема соединения тяговых двигателей при сериесно-параллельном СП соединении.

Рисунок 2.3 – Упрощенная схема соединения тяговых двигателей при сериесном С соединении.

Рассчитываем значения скоростей при сериесном и сериесно–параллельном соединении тяговых электродвигателей (см. рис. 2.2 и рис. 2.3), для этого используем приближенные формулы [2, (3.3), (3.4)]:

, (2.3)

, (2.4)

где – значение скорости на параллельном соединении тяговых двигателей, км/ч;

= 1500 В – номинальное напряжение на тяговом двигателе при параллельном соединении, В;

Значения напряжения на С и СП соединениях, и соответственно, рассчитываются по следующим формулам [2, (3.5), ( 3.6)]:

(2.5)

(2.6)

где = 3000 В – номинальное напряжение в контактной сети;

nc и nсп – количество двигателей включенных последовательно на С и СП соединениях соответственно.

Таблица 2.2 – Результаты расчета электротяговых характеристик для С и СП соединений.

Iд, А	Vп, км/ч	Vс, км/ч	Vсп, км/ч
68	103,2	25,8	51,6
80	92,3	23,1	46,2
90	84,6	21,2	42,3
100	79,4	19,9	39,7
140	65,0	16,3	32,5
150	62,8	15,7	31,4
175	58,5	14,6	29,3
200	55,4	13,9	27,7
210	54,4	13,6	27,2
250	51,2	12,8	25,6
300	47,8	12,0	23,9
340	45,7	11,4	22,9
350	45,2	11,3	22,6
380	44,0	11,0	22,0
400	43,2	10,8	21,6
450	41,7	10,4	20,9
500	40,2	10,0	20,1
550	39,0	9,8	19,5
600	38,0	9,5	19,0

По данным таблицы 2.1 и таблицы 2.2 строим графики зависимостей и для С, СП, П соединений двигателей (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 1).

2.2.2. Для расчета электротяговых характеристик в режимах ослабления возбуждения необходимо рассчитать коэффициент ослабления возбуждения на каждой из четырех принятых ступеней регулирования, для этого пользуемся формулой [2, (3.7)]:

, (2.7)

где – коэффициент ослабления возбуждения n–ой ступени;

=0,75 – коэффициент ослабления возбуждения для первой ступени.

Далее, по полученным значениям , производим расчет электротяговых характеристик для П соединения тяговых двигателей при движении в режимах ослабления возбуждения, по формулам:

, (2.8)

где – ток тягового двигателя при ослаблении возбуждения, А;

– ток тягового двигателя при полном возбуждении, А;

При этом скорость движения электровоза с полным возбуждением тяговых двигателей должна равняться скорости электровоза с ослабленным возбуждением тяговых двигателей.

, (2.9)

где – сила тяги двигателя при ослаблении возбуждения, кгс;

– сила тяги двигателя при полном возбуждении, кгс;

Таблица 2.3 – Результаты расчета электротяговых характеристик для режимов ослабления возбуждения.

V, км/ч	=1
, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс
103,2	68	250	90	350	120	450	160	600	215	800
92,3	80	350	105	450	140	600	190	850	255	1100
84,6	90	450	120	600	160	800	215	1050	285	1400
79,4	100	550	135	750	180	950	235	1300	315	1750
65,0	140	1000	185	1350	250	1750	330	2350	445	3150
62,8	150	1150	200	1550	265	2050	355	2750	475	3650
58,5	175	1450	235	1950	310	2600	415	3450	555	4600
55,4	200	1800	265	2400	355	3200	475	4250	630	5700
54,4	210	1900	280	2550	375	3400	500	4500	665	6000
51,2	250	2450	335	3250	445	4350	590	5800	790	7750

Продолжение табл. 2.3

V, км/ч	=1
, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс
47,8	300	3150	400	4200	535	5600	710	7450	950	10000
45,7	340	3700	455	4950	605	6600	805	8750	1075	11700
45,2	350	3850	465	5150	620	6850	830	9100	1100	12200
44,0	380	4300	505	5750	675	7650	900	10200	1205	13600
43,2	400	4600	535	6150	710	8150	950	10900	1265	14500
41,7	450	5300	600	7050	800	9400	1065	12550	1425	16750
40,2	500	6100	665	8150	890	10850	1185	14450	1580	19300
39,0	550	6900	735	9200	975	12250	1305	16350	1740	21850
38,0	600	7700	800	10200	1065	13700	1420	18250	1900	24350

По данным таблицы 2.3 строим графики зависимостей и в одних координатных осях вместе и (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 1).

2.3. Расчет и построение тяговых характеристик.

Тяговые характеристики электровоза рассчитываем для С и СП соединений тяговых двигателей на полном возбуждении, и всех степеней регулирования ослабления возбуждения на П соединении тяговых двигателей, по формуле [2, (3.8)]:

, (2.10)

где – заданное количество осей на электровозе;

Таблица 2.4 – Результаты расчета тяговых характеристик электровоза 2Э8К.

ПВ =1	ОВ1	ОВ2	ОВ3	ОВ4
, кгс	V, км/ч	, кгс	V, км/ч	, кгс	V, км/ч	, кгс	V, км/ч	, кгс	V, км/ч
С	СП	П	П	П	П	П
2000	25,8	51,6	103,2	2800	103,2	3600	103,2	4800	103,2	6400	103,2
2800	23,1	46,2	92,3	3600	92,3	4800	92,3	6800	92,3	8800	92,3
3600	21,2	42,3	84,6	4800	84,6	6400	84,6	8400	84,6	11200	84,6
4400	19,9	39,7	79,4	6000	79,4	7600	79,4	10400	79,4	14000	79,4
8000	16,3	32,5	65,0	10800	65,0	14000	65,0	18800	65,0	25200	65,0
9200	15,7	31,4	62,8	12400	62,8	16400	62,8	22000	62,8	29200	62,8
11600	14,6	29,3	58,5	15600	58,5	20800	58,5	27600	58,5	36800	58,5
14400	13,9	27,7	55,4	19200	55,4	25600	55,4	34000	55,4	45600	55,4
15200	13,6	27,2	54,4	20400	54,4	27200	54,4	36000	54,4	48000	54,4
19600	12,8	25,6	51,2	20600	51,2	34800	51,2	46400	51,2	62000	51,2
25200	12,0	23,9	47,8	33600	47,8	44800	47,8	59600	47,8	80000	47,8
29600	11,4	22,9	45,7	39600	45,7	52800	45,7	70000	45,7	93600	45,7
30800	11,3	22,6	45,2	41200	45,2	54800	45,2	72800	45,2	97600	45,2
34400	11,0	22,0	44,0	46000	44,0	61200	44,0	81600	44,0	108800	44,0
36800	10,8	21,6	43,2	49200	43,2	65200	43,2	87200	43,2	116000	43,2
42400	10,4	20,9	41,7	56400	41,7	75200	41,7	100400	41,7	134000	41,7
48800	10,0	20,1	40,2	65200	40,2	86800	40,2	115600	40,2	154400	40,2
55200	9,8	19,5	39,0	73600	39,0	98000	39,0	130800	39,0	174800	39,0
61600	9,5	19,0	38,0	81600	38,0	109600	38,0	146000	38,0	194800	38,0

По данным таблицы 2.4 строим графики зависимости (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

2.4. Расчет и построение ограничений тягового режима.

Ограничение по максимальной скорости 80 км/ч, это ограничение по конструкционной скорости электровоза–прототипа ВЛ8. Откладываем горизонтальную прямую, соответствующую 80 км/ч, на оси скорости (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 1).

Для построения ограничения режимов работы тяговых двигателей по сцеплению колес с рельсами определяем силу сцепления , по формуле [2, (3.9)]:

, (2.11)

где =25 т. – заданная нагрузка на ось, т;

– расчетный коэффициент сцепления колеса с рельсами.

Расчетный коэффициент сцепления с рельсами колес является функцией скорости. Расчет осуществляют на основании формулы [1, (94)]:

, (2.12)

Таблица 2.5 – Результаты расчета ограничения по сцеплению.

, км/ч		, кгс
0	0,330	66000
5	0,290	58000
10	0,277	55350
20	0,266	53200
30	0,261	52300
40	0,259	51800

Продолжение табл. 2.5

, км/ч		, кгс
50	0,257	51450
60	0,256	51250
70	0,255	51100

Для определения величины тока, соответствующей ограничению по току , воспользуемся формулой:

, (2.13)

где =380А – ток часового режима работы тягового электродвигателя НБ–406, А;

Далее, строим ограничение по сцеплению по данным таблицы 2.5, зависимость , и ограничение по максимальному току (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 2). Чтобы построить ограничение по току на тяговых характеристиках, отмечаем точки пересечения ограничения по току на электротяговых характеристиках с зависимостью на П соединении тяговых двигателей и всех ее ступенях ослабления возбуждения на том же соединении, сопоставляем точки пересечения со скоростью, затем откладываем полученные скорости на тяговых характеристиках и отмечаем точки пересечения на соответствующих графиках.

Рисунок 2.1 – Пояснение к построению ограничений тягового режима.

2.5. Расчет напряжения на токоприемнике электровоза с учетом влияния сопротивления контактной сети.

Определяем удельное сопротивление 1 км контактной сети , по формуле [2, (3.11)]:

, (2.14)

где ,,, – удельные сопротивления соответственно контактного, вспомогательного проводов, несущего троса, усиливающего провода, Ом/км;

В контактной сети постоянного тока используют два контактных провода и вспомогательный провод той же марки, что и контактный.

Таблица 2.6 – Удельное сопротивление заданных проводов.

Марка провода и вид	, Ом/км
МФ–100 контактный	0,177
М–120 несущий трос	0,158

Продолжение табл. 2.6

Марка провода и вид	, Ом/км
А–185 усиливающий	0,170

= 0,034 Ом/км

Рассчитываем ток электровоза , по формуле:

(2.15)

где =340 А – ток длительного режима работы одного тягового двигателя электровоза–прототипа;

= 4 – число параллельных ветвей тяговых двигателей на параллельном соединении;

Составляем эквивалентные электрические схемы замещения двухпутных участков пути для составления формул расчета эквивалентного сопротивления контактной сети, при следовании электровоза от первой тяговой подстанции ТП1 до второй тяговой подстанции ТП2.

Рисунок 2.2 – Эквивалентная схема замещения для случая двухстороннего питания контактной сети на двухпутном участке пути при движении электровоза от ТП1 к ПС.

Рисунок 2.3 – Эквивалентная схема замещения для случая двухстороннего питания контактной сети при следовании электровоза по двухпутному участку пути от ПС до ТП2.

На основании схем рис. 2.2 и рис. 2.3 составляем формулы для расчета эквивалентного сопротивления контактной сети, при следовании электровоза по участку от ТП1 до ТП2:

, (2.16)

, (2.17)

где , – расстояния, соответственно от ТП1 до ПС и от ПС до ТП2, км;

– расстояние от ТП1 до электровоза, км;

, – сопротивление контактной сети при следовании электровоза, соответственно по первому и по второму участкам, Ом;

Таблица 2.7 – Результаты расчета эквивалентного сопротивления контактной сети.

, км	, Ом	, км	, Ом
0	0	13	0,096
1	0,032	14	0,108
2	0,060	15	0,116
3	0,084	16	0,118
4	0,103	17	0,116
5	0,119	18	0,109
6	0,130	19	0,097
7	0,138	20	0,080
8	0,141	21	0,058
9	0,140	22	0,032
10	0,135	23	0
11	0,126	–	–
12	0,113	–	–
13	0,096	–	–

Рассчитываем падение напряжения на токоприемнике электровоза U, по формуле [2, (3.10)]:

, (2.18)

где =3300В – напряжение на выходе из тяговой подстанции;

Таблица 2.8 – Результаты расчета изменения напряжения на токоприемнике электровоза при движении его от ТП1 до ТП2.

, км	, В	, км	, В
0	3300	13	3169
1	3257	14	3153
2	3219	15	3142
3	3186	16	3139
4	3160	17	3142
5	3138	18	3152
6	3123	19	3168
7	3113	20	3191
8	3108	21	3221
9	3109	22	3257
10	3116	23	3300
11	3128	–	–
12	3146	–	–
13	3169	–	–

По данным табл. 2.7 и табл. 2.8 строим график падения напряжения на токоприемнике электровоза (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 4) и график изменения эквивалентного сопротивления контактной сети, в зависимости от расстояния до тяговых подстанций и ПС (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 3).

3. ВЫВОДЫ ПО ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЕ

Произвели расчет и построение электротяговых характеристик тягового двигателя НБ–406, тяговых характеристик расчетного электровоза 2Э8К, ограничений тяговых характеристик по максимальному току двигателей, по конструкционной скорости и по силе сцепления колеса с рельсом. Причем, ограничение тягового режима по сцеплению и по максимальному току получили комбинированным, т.е. максимальная сила тяги электровоза определяется и силой сцепления и максимальным током.

Произвели расчет и построение графика падения напряжения на токоприемнике электровоза, в зависимости от сопротивления контактной сети, при следовании электровоза от одной тяговой подстанции до другой по двухпутному участку пути. По итогам расчетов получили следующие данные: минимальное напряжение на токоприемнике электровоза 3108 В достигается при следовании его по первому участку от ТП1 до ПС, напряжение не падает ниже номинального равного 3000 В.

4. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Правила тяговых расчетов для поездной работы. — М.: Транспорт, 1985. — 287 с.

2. Скребков А.В., Чуверин Ю.Ю. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Подвижной состав железных дорог» раздел «Электрический подвижной состав». — М.: МИИТ, 2012. — 18 с.

1. Иммобилизирующие повязки предназначены для удержания той или иной пострадавшей части тела чаще конеч
2. Социологический анализ генезиса, функционирования и развития науки и научного творчества
3. Загального положення про селян1 визначають склад обов~язки і функціонування другої ланки селянського гро
4. Развитие речи в раннем детстве
5. СОЦИАЛЬНАЯ СТАТИСТИКА
6. Общепризнанные принципы и нормы международного права а также международные договоры РФ ч
7. Контрольная работа- Работа с базами данных Microsoft
8. Алыча в садах Подмосковья.html
9. полноты отражения доходов и расходов бюджета; сбалансированности бездефицитности бюджета;
10. тема предупреждения и действий в ЧС
11. і Закони Коммонера
12. Реакции литиированных циклических нитронов с электрофильными реагентами
13. Конституция Российской Федерации 001
14. Становлення незалежної України
15. Передаточное число цепной передачи u Характер нагрузки
16. Теплоэнергетика дневной и заочной форм обучения МАРИУПОЛЬ ПГТУ
17. 322 входит в группу фосфолипидов содержащихся в растительных маслах
18. 92 Норма на единицу Коэффициент отклонения от нормальных условий На весь об
19. Российский государственный педагогический университет им
20. Экспертиза ценности документов

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе