ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОЖОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уральский государственный университет путей сообщения»
(ФГБОУ ВО УрГУПС)
Факультет: механический
Кафедра: вагоны
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
По дисциплине «Общий курс железнодорожного транспорта»
На тему: «Расчет характеристик электровоза»
Вариант - 4
Проверил:
Доцент Черепов О.В
Екатеринбург
2021
Выполнил:
студент гр.
ПСт-110(з)
Васильев И.А.
РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОВОЗА
Цель работы:
Освоить методику расчёта электромеханических характеристик тягового
электродвигателя (ТЭД) в моторном режиме, а также тяговой характеристики
электровоза.
Исходные данные:
Общие данные:
Род тока – постоянный.
Количество тяговых двигателей – ????д= 6.
Конструкционная скорость – ????к= 100 км/ч .
Масса электровоза – ????э= 138 т.
Ток якоря в часовом режиме- ????ч = 500 А
Номинальное напряжение двигателя – ????н= 1500 В.
Сопротивление обмоток:
– якоря, дополнительных полюсов, компенсационной – ????я= 0,09 Ом;
– главных полюсов – ????в = 0,06 Ом.
Таблица 1 - Универсальная магнитная характеристика ТЭД:
Индивидуальные данные:
Vч – скорость движения в часовом режиме, км/ч
????ч = 34 км/ч
Расчеты
Расчет характеристик двигателя и электровоза [1]:
???? =
????д − ????я(???? + ????′)
СФ
????кд = 3,6 ∙ СФ ∙ ????я − ∆F
????к = ????д ∙ ????кд
| ????ч/????в | 0,30 | 0,60 | 0,80 | 1,00 | 1,40 | 1,80 | | | |
| СФ/СФч | 0,56 | 0,83 | 0,93 | 1,00 | 1,10 | 1,17 | | | |
где
????д – напряжение сети, приходящееся на один двигатель, В;
????я – ток якоря, А;
r – сопротивление якорной цепи, Ом;
R' – сопротивление пускового резистора, приходящееся на один двигатель, Ом;
СФ – величина, пропорциональная магнитному потоку, В∙ч/км;
????кд – сила тяги ТЭД, приведенная к ободу колеса, Н;
ΔF – потери силы тяги, Н;
????к – сила тяги электровоза, Н;
????д – количество тяговых двигателей.
В расчетно-графической работе для упрощения принято допущение, что
величина ΔF постоянна и равна 2000 Н.
При расчете характеристик независимой переменной, является ток якоря. Расчет
характеристик выполняется при постоянном значении напряжения на токоприемнике
электровоза, равном 3000 В [1].
Ток возбуждения двигателя ????в и сопротивление r находят по выражениям [1]:
????в = ???? ∙ ????я
???? = ????я + ???? ∙ ????в
где
β – коэффициент регулирования возбуждения.
Величина R' зависит от схемы соединения ТЭД и определяется по выражению:
????′ =
????дп
????дс
∙ ????
где
????дп – количество ТЭД, включенных последовательно в одной ветви;
????дс – количество параллельных ветвей ТЭД.
Для расчета характеристик необходима зависимость СФ(????в) – магнитная
характеристика ТЭД.
Расчет кривой намагничивания
Зависимость
СФ(????в)
можно
получить
по
универсальной
магнитной
характеристике (таблица 2.1), определив предварительно величину СФ в часовом ре-
жиме СФч.
Из уравнения (4.1) получим:
СФ =
???? − ????я ∙ (???? + ????′)
????
В часовом режиме U = ????????; ????я = ????ч; R' = 0; β = 1; ???? = ????ч.
Тогда
СФч =
????????−????ч ∙????
????ч
По формуле рассчитываем r:
???? = ????я + ???? ∙ ????в=0,09+1×0,06=0,15 (Ом)
По формуле рассчитываем СФч:
СФч =
???????? − ????ч ∙ ????
????ч
=
1500 − 500 × 0,15
34
= 41,9117(В ∙ ч/км)
Данные первой строки таблицы 1 умножают на ????ч, а данные второй строки на
СФч.
Таблица 2 – Универсальная магнитная характеристика ТЭД
По данным таблицы 2 строим зависимость СФ(Iв) (рисунок 1)
Расчет характеристик при полном возбуждении
По формулам (4.2) – (4.3) рассчитывают характеристики при полном
возбуждении и напряжении двигателя, равном 500 В. Результаты расчета
электромеханических характеристик заносят в таблицу 6.1.
Для примера проведем один расчет с занесением в таблицу 3, все остальные
вычисления проведем с помощью ЭВМ.
????я × ???? = 100 × 0,15 = 15 ????
????д − ????я × ???? = 500 −15=485 B
???? =
????д − ????я × ????
????Ф
=
500 − 15
41,9117
= 11,5719(км/ч)
????кд = 3,6 ∙ СФ ∙ ????я − ∆F=3,6∙ 41,9117 ∙100-2000=13088,212 Н
????к = ????д ∙ ????кд=6∙13088,212 =78529,272 Н
| ????в, А | 150 | 300 | 400 | 500 | 700 | 900 |
| СФ, В∙ч/км | 23,4705 | 34,7867 | 38,9778 | 41,9117 | 46,1028 | 49,0366 |
Таблица 3 – Электромеханические характеристики при β=1 и R’=0
По данным таблицы 3 строят электромеханические характеристики двигателя и
тяговую характеристику электровоза (рисунок 2).
Расчет и построение ограничения силы тяги электровоза по сцеплению
Силу сцепления электровоза в тяговом режиме определяют по выражению:
????сц = 9,81 ∙ ????э ∙ ψк
где ????сц – сила сцепления электровоза, кН;
????э – масса электровоза, т;
ψк– коэффициент сцепления.
Коэффициент сцепления рассчитывают по формуле:
ψк = 0,28 +
3
50 + 20????
− 0,0007????
Таблица 3 – Результаты расчета силы сцепления
V,
0
10
20
30
40
50
60
70
80
км/ч
ψк
0,34
0,285
0,2727
0,2636
0,2555
0,2479
0,2404
0,2331
0,225
8
????сц, кН 460,2 385,82 369,175 356,856 345,89 335,602 325,448 315,566
305,6
852
73
8
4
08
1
7
1
835
По данным первой и третьей строки таблицы строят ограничение силы тяги по
сцеплению (рисунок 2).
| Uд, В | Iя, А | Iя·r, А | Uд – Iя·r, В | СФ, В∙ч/км | V, км/ч | Fкд, Н | Fк, кН |
| 500 | 100 | 15 | 485 | 41,9117 | 11,5719 | 13088,21 | 78,52927 |
| 200 | 30 | 470 | 11,2141 | 28176,42 | 169,0585 | ||
| 300 | 45 | 455 | 10,8562 | 43264,64 | 259,5878 | ||
| 400 | 60 | 440 | 10,4983 | 58352,85 | 350,1171 | ||
| 500 | 75 | 425 | 10,1404 | 73441,06 | 440,6464 | ||
| 600 | 90 | 410 | 9,78247 | 88529,27 | 531,1756 | ||
| 700 | 105 | 395 | 9,42458 | 103617,5 | 621,7049 | ||
| 800 | 120 | 380 | 9,06668 | 118705,7 | 712,2342 |
