Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Електричне обладнання рухомого складу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО

ГОСПОДАРСТВА

Кафедра Електричного транспорту

Курсове проектування

по дисципліні

«Електричне обладнання рухомого складу»

Виконав

студент 4 курсу

групи ЕТЕР – 1

Багричєв В. В.

Перевірив

асистент

Закурдай С. О.

Харків – 2010

Зміст

*1. Вихідні дані………………………………………………………………*	3
*2. Розрахунок пускових струмів………………………………………….*	4
*3. Розрахунок опорів ступенів пускових реостатів……………………*	8
*4. Розрахунок реостатних характеристик…………………………….*	11
5. Розрахунок коефіцієнтів апроксимації навантажувальних характеристик…………………………………………………………….	13
*6. Розрахунок режиму ослаблення поля ТЕД…………………………...*	19
6.1. Розрахунок кількості степенів ослаблення поля ТЕД…………….....	19
6.2. Розрахунок опорів ланцюга ослаблення поля ТЕД…………………...	22
*7. Розрахунок швидкісних характеристик на ослабленому полі…….*	24
*8. Побудова пускової діаграми…………………………………………….*	27
*9. Розрахунок гальмівного режиму………………………………………*	30
9.1. Вибір обмеження у режимі гальмування…………………………….	30
9.2. Розрахунок максимальної гальмівної сили…………………………...	34
9.3. Розрахунок гальмівного опору………………………………………...	35
9.4. Розрахунок швидкостей для побудови гальмівних характеристик……………………………………………………………	38
*10. Побудова гальмівної діаграми………………………………………...*	41
*11. Вибір елементів пускогальмового реостата……………………….*	43
11.1. Вибір елементів пуско-гальмівного реостата для двигунів послідовного збудження……………………………………………………	43
*12. Робота електричної схеми…………………………………………...*	46
*Література…………………………………………………………………*	58

1. Вихідні дані

Розрахунок електрообладнання рухомого складу виконують за наступними вихідними даними:

1.Тип рухомого складу: трамвай Т-3

2. Тип тягового електродвигуна: ТЕ-022Е

3. Вага тари G_т=150 кН

4. Прискорення а=1,55 м/с²

5. Уповільнення в=1,76 м/с²

6. Наповнення М=160 люд.

У табл. 1.1 наведені електромеханічні характеристики тягових двигунів ТЕ-022Е (трамвайний вагон Т-3).

Таблиця 1.1 – Дані для побудови робочих характеристик

Тяговий електродвигун ТЕ-022Е (трамвайний вагон Т-3)
I_Д,A	α=1		α=0,50		η_Д
I_Д,A	V_пп, км/г	F_пп, кН	V_оп, км/г	F_оп, кН	η_Д
50	51,0	0,80	-	0,25	0,85
75	44,0	1,75	90,0	0,80	0,90
100	38,0	2,75	73,5	1,45	0,91
150	31,5	4,75	53,0	2,80	0,90
200	28,0	7,0	45,0	4,65	0,88
250	25,5	9,30	40,0	6,10	0,86
300	23,5	12,0	36,5	7,75	0,85
350	22,0	-	33,0	9,70	0,84

2. Розрахунок пускових струмів

Завданням розрахунку є визначення опорів пускових реостатів за позиціями регулювання ТЕД , складання схеми реостатів і знаходження опору резисторів.

Розрахунок опорів пускового реостату за позиціям виконується згідно зі значенням струму першої позиції і середнього пускового струму, який змінюється від I_{п min} до I_{п max}.

Сила тяги при зрушенні визначається за формулою:

, (2.1)

де а₁- пускове прискорення, а₁ = 0,4 м/с²;

(1+g) – коефіцієнт інерції обертаючих мас, приймається:

для чотиривісних трамвайних вагонів: (1+g) = 1,12;

G_т – вага тари рухомого складу, кН

N – кількість двигунів, що встановлено на рухомому складі;

w_е(0) – питомий опір руху на еквівалентному перегоні при швидкості, рівній нулю, Н/кн.:

(2.2)

величина еквівалентного схилу приймається i_e=3 ‰

Виходячи з отриманого значення F_поч за характеристикою сили тяги при повному полі одержуємо струм першої позиції пуску I₁ (див. додаток 3). При цьому опір пускового реостата, Ом:

, (2.3)

де U_дв – напруга на тяговому електродвигуні, яка залежить від схеми підключення ТЕД і визначається як: , де U_м – напруга контактної мережі, U_м=550-600 В (для тролейбусів і трамвайних вагонів);

m – кількість послідовно підключених двигунів;

R_дв – сумарний опір двигуна, Ом:

=0,0745+0,0335+0,0335=0,1415 Ом (2.4)

де R_a =0,0745 Ом – опір якоря, Ом;

R_гп =0,0335 Ом – опір головних полюсів, Ом;

R_дп =0,0335 Ом – опір додаткових полюсів, Ом.

Складові частини сумарного опору електродвигуна обираються згідно з визначеним типом рухомого складу.

Розрахункова вага рухомого складу визначається за формулою:

, (2.5)

де М – наповнення салону;

– вага одного пасажира, кН.

Середня пускова сила тяги для забезпечення розрахункового прискорення визначається як

, (2.6)

За графіком сили тяги для повного поля знаходимо величину струму I_сер, що забезпечує розрахункове прискорення при розгоні, та перевіряємо її за умовами:

I_сер < I_пр,

I_пр = (1,8...2,0)×I_г = 320 А

де I_пр – припустимий за умовами комутації струм двигуна;

I_г – струм часового режиму, який обирається згідно з визначеним рухомим складом.

Знаходимо мінімальне і максимальне значення сили тяги:

, (2.8)

. (2.9)

де К_F - коефіцієнт нерівномірності під час пуску, приймаємо

К_F= 0,12...0,15;

F_сер – середня пускова сила тяги, Н.

За цими даними за графіком сили тяги для повного поля знаходимо мінімальне I_{п min} й максимальне I_{п max} значення пускового струму.

I_{п
max}=330 А

I_{п
min}=280 А

Максимальний пусковий струм не повинен перевищувати припустимий по комутації струм тягового електродвигуна, який приймається рівним I_пр = (1,8...2,0)×I_г. Якщо ці умови не виконуються, максимальний струм необхідно зменшити до припустимої величини й скоректувати межі коливання струму, а також уточнити значення пускового прискорення.

3. Розрахунок опорів пускових реостатів.

Для трамвайних вагонів, що мають замість реостатного контролера прискорювач, який виконує аналогічні функції, розраховуємо опір прискорювача при середньому пусковому струмі, Ом:

, (3.10)

Опір прискорювача при номінальному струмі ТЕД, Ом:

(3.11)

Опори демпферних резисторів R₁ і R₂, як і елементи прискорювача, виконують функції обмеження пускового струму тягових електродвигунів і забезпечують плавний пуск, визначаємо за формулами, Ом:

, (3.12)

, (3.13)

Далі знаходимо опір одного елемента прискорювача за умовою того, що при перемиканні пальців не буде з'являтися електрична дуга:

, (3.14)

де U_ел= 7В - напруга на одному елементі прискорювача.

Кількість елементів прискорювача при пуску визначається, шт.:

(3.15)

Кількість елементів прискорювача повинна бути цілим числом.

Розрахунок пускових опорів по позиціям виконуємо наступним чином:

визначаємо початковий пусковий опір прискорювача:

(3.16)

визначаємо наступний пусковий опір при виведеному з ланцюга ТЕД демпферного опорі R₁:

(3.17)

визначаємо наступний пусковий опір при виведених з ланцюга ТЕД демпферних опорах R₁ і R₂:

(3.18)

визначаються пускові опори на 50-й, 30-й та 15ій позиціях прискорювача:

, (3.19)

Результати розрахунків позицій пуску і величин пускових опорів зводимо до таблиці.

Таблиця 3.1 – Розрахункові значення пускових опорів

Позиція
Величина пускового опору на відповідній позиції, Ом	4,6	1,8	0,83	0,5	0,3	0,15

4. Розрахунок реостатних характеристик.

Розрахунок виконуємо графоаналітичним методом, використовуючи електромеханічні характеристики двигуна.

Швидкість рухомого складу при заданому значенні пускового реостату розраховуємо за допомогою формули:

, (4.1)

де I_і – діапазон зміни струму для даного рухомого складу, А;

R_пi - значення пускового опору на відповідній реостатній характеристиці

R_дв– сумарний опір двигуна,Ом;

сФ_i– значення намагнічуючої сили для даного розрахункового струму, розраховується за формулою, Вб:

, (4.2)

де V_i- швидкість за електромеханічною характеристикою для повного поля згідно з відповідним струмом, км/год

Результати розрахунків реостатних характеристик зводимо до таблиці.

Таблиця 4.1 – Розрахунок реостатних характеристик

I_i, A		V_i, км/г
I_i, A	сФ_i,Вб	R₁, Ом	R₂, Ом	R₃, Ом	R₄, Ом	R₅, Ом	R₆, Ом
50	5,744	15,9	34,5	40,9	40,9	47	49
75	6,577	-1,8	22,3	30,9	35,6	38	41
100	7,522	-	12,7	22,6	28	32	35
150	8,85	-	-0,68	11,8	18,9	23,9	27
200	9,7	-	-	4,12	12,6	18,8	23
250	10,38	-	-	-2,4	7,5	14,7	20
300	10,96	-	-	-	2	11,2	17
350	11,39	-	-	-	-1	8,16	15

За даними розрахунків будуємо реостатні характеристики V_i=f(І_і)

5. Розрахунок коефіцієнтів апроксимації навантажувальних характеристик.

Для тягових двигунів характеристика сФ_i= f(I) не має точного аналітичного виразу, тому за основу нелінійної математичної моделі приймаємо функцію, що легко диференціюється і забезпечує точну апроксимацію:

(5.1)

де F - намагнічуюча сила головних полюсів, А·вит.;

а і b - коефіцієнти апроксимації, які знаходять за електромеханічними характеристиками. Для цього за двома відомими електромеханічними характеристиками (як правило, для повного і ослабленого поля) знаходимо 6 значень сФ для обраних струмів:

I₁ = 100 A, I₂ = 200 A, I₃ =300 A.

Далі знаходимо швидкості за електромеханічними характеристиками для заданих струмів:

V₁₁ = 38 км/год, V₁₂ = 28 км/год, V₁₃ = 23,5 км/год - для повного поля

V₂₁ = 73,5 км/год, V₂₂ = 45 км/год, V₂₃ = 36,5 км/год - для ослабленного поля

Магнітні потоки для даних швидкостей відповідно до обраного струму, знаходимо за формулами, Вб:

, (5.2)

, (5.3)

, (5.4)

, (5.5)

, (5.6)

(5.7)

Намагнічуючи сили для відповідних струмів знаходимо, А×вит :

, (5.8)

де a - коефіцієнт ослаблення поля (a = 1);

W_с - кількість витків серієсної обмотки (W_с=20);

I_ш - струм шунтової обмотки (для рухомого складу, що має ТЕД змішаного збудження: для повного поля I_ш = 2 А; для ослабленого поля I_ш = 0,715 А.

За визначеними параметрами знаходимо коефіцієнти апроксимації:

, (5.9)

, (5.10)

, (5.11)

, (5.12)

, (5.13)

Електричне обладнання рухомого складу 📙 Курсовая → 🆔 77623