Анализ работы системы управления электровозом постоянного тока при разгоне грузового поезда

Дисциплина: Технические
Тип работы: Курсовая
Тема: Анализ работы системы управления электровозом постоянного тока при разгоне грузового поезда

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
Номинальная скорость движения электровоза
км/ч
48,4
Руководящий подъём
iр,
Номинальное напряжение тягового электрического двигателя (ТЭД)
Uдн
, В
1500
Номинальный КПД ТЭД
0,94
Коэффициент потерь силы тяги в процессе реализации тягового усилия
0,95
Сопротивление обмоток ТЭД
, Ом .
0,12
Напряжение в контактной сети постоянного
тока
3000
Коэффициент 1-й ступени регулирования возбуждения ТЭД
0,62
Коэффициент 2-й ступени регулирования возбуждения ТЭД
0,40
РАСЧЕТ:
Рассчитаем номинальный ток ТЭД
, А.
Рдн
1000
Uдн
, где Рдн
- мощность ТЭД
Uдн
- напряжение ТЭД
- номинальный КПД ТЭД
670000
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*
. Расчеты представим в виде табл. 1.1
1,75*
=1,75*475=831 А
=35,5(1-
где
удельная ЭДС
- конструкционная постоянная
Ф - магнитный поток
- ток ТЭД
=35,5(1-е
)=15,56 , В/(км/ч)
Значения, полученные при расчёте, представим в виде таблицы:
Ток якоря
, А
Удельная ЭДС, В/(км/ч)
15,6
24,7
29,8
33,2
Рассчитаем силу тяги ТЭД, соответствующую принятым
токам с точностью до целых чисел, результат занесём в
табл. 1.2
Fкд
=3,6 С
Фн
*0,001 , где
Fкд
- сила тяги электровоза, кН
Фн
ЭДС, В/(км/ч)
- ток двигателя, А
- коэффициент потерь силы тяги
Fкд
= 3,6*15,6*150*0,95*0,001=8 , кН
табл. 1.2
Ток ТЭД, А
Номинальная ЭДС , В/(км/ч)
Сила тяги, кН
15,6
24,7
26,2
29,8
48,4
33,2
81,2
96,6
Построим по данным таблицам графики С
) и
Fкд
( приложение 1).
Силовая электрическая цепь электровоза
постоянного тока.
2.1.1
Приведём чертёж схемы силовой цепи электровоза:
ЛК
2.2.1
Рассчитаем сопротивление секций реостата с точностью до двух знаков после запятой.
=0,18
Rтр
=0,17
Rтр
=0,15
Rтр
, где
Rтр
- сопротивление
троганья,
Ом
Rтр
Iтр
, где
Iтр
- ток трогания, равен току
, А
- сопротивление обмоток ТЭД, Ом
- напряжение в контактной сети, В
3000
Rтр
- 4 * 0.12 = 5,84
Ом
=0,18 * 5,84 = 1,05 Ом
= 0,17 * 5,84 = 0,99 Ом
= 0,15 * 5,84 = 0,88 Ом
2.2.2
Рассчитаем сопротивление шунтирующих резисторов
с точностью до 2-х знаков
где
- сопротивление
шунтирующих резисторов
- коэффициент возбуждения
- сопротивление обмотки
возбуждения,
= 0,3 *
, где
сопротивление обмоток
ТЭД,
=0,036 Ом
1 - 0,4
2 * 0,036
0,6 Ом
0,62
Ш2+
1 -0,62
* 2 * 0,036 =
0,12 Ом
Ш1=
0,12 - 0,6 = 0,6 Ом
2.2.3
Запишем значения в схему.
2.3.1
Приведём таблицу замыкания контакторов.
2.3.2
Запишем в таблицу замыкания контакторов значения сопротивления реостата на каждой позиции.
Семейство скоростных характеристик электровоза и пусковая диаграмма. Электротяговая характеристика электровоза
3.1.1
Рассчитаем сопротивление силовой цепи, Ом , отнесённое к одному двигателю:
’ +
где
’ - сопротивление реостата на
-ой позиции, отнесённое к ТЭД
- сопротивление ТЭД
- число последовательно
соединёных
двигателей.
- сопротивление реостата на
-ой позиции
’ -
’ +
где С
- магнитный поток
на позиции
’ - напряжение
питания
ТЭД
’ + 0,12
= 1,46 + 0,12
Ом
750- 150 (1,58)
15,6
=32,9
км/ч
3.1.2
Заполним расчётную таблицу.
3.1.3
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
при
, заполним таблицу 3.2
Fкд
= 3,6 |
* 0,0001
, где
Fкд
- сила тяги ТЭД, кН
- ЭДС при
ступени регулирования
- коэффициент потерь
силы тяги = 0,95
Fкд
где
8 - число ТЭД
’ -
где
’- напряжение питания
ТЭД
табл. 3.2
Ток ТЭД, А
Коэффициент регулировки
=0,62
Ток возбуждения
, А
Удельная ЭДС
,В/км/ч
18,4
24,1
26,9
29,2
30,7
Сила тяги ТЭД
Fкд
, кН
19,5
39,2
Сила тяги эл-за
,кН
Скорость движения км/ч
80,3
60,8
54,1
Коэффициент регулировки
=0,4
Ток возбуждения
, А
Удельная ЭДС
,В/км/ч
18,4
21,2
23,6
25,5
Сила тяги ТЭД
Fкд
, кН
Сила тяги эл-за
,кН
Скорость движения км/ч
80,2
57,2
возьмём из рис. 1
Fкд
, = 3,6 *18,4 *192 * 0,95 * 0,0001 = 12,1 кН
= 12,1 * 8 = 96,8 кН
1500 - 192(0,12)
18,4
80,3
км/ч
Построение пусковой диаграммы электровоза
постоянного тока.
3.3.1
На рис. 2
построим пусковую диаграмму электровоза
постоянного тока, при условии что ток переключения
= 475 А.
3.3.2
Рассчитаем средний ток ТЭД на последовательном
соединении
Iср1
и на параллельном соединении
Iср2
, А.
Iср1
= 1,15
=1,15* 475 = 546 А
Iср2
= 1,25
=1,25 * 475 = 594 А
Токи
Iср1
Iср2
показаны на графике рис. 2 вертикальными
13 ), результаты занесём в таблицу 3.3
таблица 3.3
Средний ток , А
позиция
Скорость
км/ч
Сила тяги ТЭД
Fкд
, кН
Сила тяги эл-за
,кН
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
. Из табл. 3.3 выберем наибольшее значение
Fкр
потому, что наибольшая сила , реализуемая электровозом, необходима для преодоления сил сопротивления движению
кН, которая складывается из основного сопротивления
, кН и сопротивления движению от кривых и подъёмов
, кН . Силе тяги
= 525 кН соответствует скорость 44 кмч.
Рассчитаем основное удельное сопротивление движению
w0р
, кН.
= 1,08 + 0,01
+ 1,52 * 0,0001 * (
) , где
- расчётная
скорость движения
= 1,08 + 0,01 * 44 + 1,52 * 0,0001 * ( 44 * 44 ) = 1,8 кН
Рассчитаем массу поезда с округлением до 50 т.
Fкр
w0р
) * 9,81 * 0,0001 , где
- масса поезда
- руководящий подъём
Fкр
- расчётная сила тяги
= 4200 т
Анализ работы системы управления
электровозом при разгоне.
5.1.1
Построим тяговые характеристики
13 позиции на рис. 2
5.1.2
Рассчитаем и построим характеристики основного сопротивления
движения для
100 км/ч, результаты занесём в таблицу 5.1
9,81
0,001
= 1,08 * 4200 * 9,81 * 0,001 = 44,5 кН
табл. 5.1
Скорость движения
, км/ч
0,25
Основное удельное сопротивление движению
, н/(кН)
1,08
1,96
2,69
Основное сопротивление движению
, кН
44,5
Построим по данным таблицы кривую на рис.2
5.1.3
Графически
определим конечную скорость разгона поезда. Пересечение графиков
) и
) для 13-ой позиции даст численное значение конечной скорости разгона поезда
км/ч.
=97 км/ч.
5.1.4
Заполним таблицу расчёта времени и пути разгона поезда
таблица 5.3 .
5.1.5
Построим графики скорости и времени в период разгона поезда на рис. 3 .
5.1.6
Вывод :
Время разщгона изменяется пропорционально при увеличении или уменьшении среднего значения пусковой силы тяги. Во сколько раз увеличится сила тяги, во столько раз...

Забрать файл

Похожие материалы: