Построение пусковой диаграммы электровоза постоянного тока

Пусковой диаграммой называется графическое изображение изменения тока и скорости в период пуска электровоза. Она на семействе характеристик V(I) показана жирной линией.

При построении пусковой диаграммы необходимо учитывать, что рабочая область характеристик ограничено максимально допустимым током, равным 1,75·I_Н, и конструктивной скоростью локомотива 110 км/ч.

Рассмотрим, как осуществляется разгон электровоза с поездом. При трогании (V = 0), когда все ТЭД соединены последовательно и включено полное сопротивление реостата, ток определяется только напряжением сети и сопротивлением (1.3). Если F_{К ТР} > W (1.4), начнется увеличение скорости, а, следовательно, и противо-ЭДС двигателей (1.1).

Из рассмотрения уравнения электрического равновесия (1.6) видно, что увеличение противо-ЭДС сопровождается уменьшением тока. Но надо помнить и о том, что уменьшение тока в свою очередь вызывает уменьшение падения напряжения на резисторе R_П. За счет влияния обоих факторов скоростные характеристики при больших R_П идут круто, т.е. с увеличением скорости ток меняется мало.

Замыкание реостатного контактора вызывает уменьшение сопротивления, а, следовательно, бросок тока и силы тяги, но так как он мгновенный, и скорость не успевает измениться, то на пусковой диаграмме эти броски тока показаны горизонтально и являются переходами с одной характеристики на другую.

После начала движения машинист выдерживает рукоятку контроллера на каждой позиции до тех пор, пока ток не снизится до определенного, выбранного машинистом значения. Ток, при котором производится переход на следующую позицию, называется током переключения I_П. Обычно I_П = I_Н, т.е. ток переключения равен номинальному току, таким он и принимается в курсовой работе.

Для последующего определения средней силы тяги нужно знать средний ток в процессе разгона.

РАСЧЕТ МАССЫ ПОЕЗДА

Масса поезда и скорость его движения определяются, исходя из условия полного использования мощности и тяговых качеств локомотива.

За расчетный режим принято движение поезда с установившейся скоростью = 0 на расчетном подъеме i_р (см. задание).

Для решения поставленной задачи рассматривается уравнение движения поезда (1.4), которое для установившейся скорости имеет вид:

F_{К Р} – W = 0. (4.1)

Значение F_{К Р} определено в разделе 3. В расчете нужно использовать наибольшее значение.

Силы сопротивления W представлены в виде двух составляющих:

W = W_О + W_Д, (4.2)

где W_О - основное сопротивление движению поезда, кН;

W_Д - дополнительное сопротивление движению поезда, возникающее на подъемах и кривых участках пути, кН.

Основное сопротивление движению, кН:

W_О = w_о · M · 9,81 · 10^-3 , (4.3)

где М - масса поезда, рассчитываемая на основании полученного опытным путем удельного основного сопротивления движению при расчетной скорости движения, т.

w_{о р} = 1,08 + 0,01 · V_Р + 0,000152 · _Vp² , (4.4)

где V_Р - расчетная скорость движения поезда на расчетном подъеме, км/ч.

Удельное сопротивление от подъема численно равно величине подъема, ‰:

w_i = i . (4.5)

Тогда дополнительное сопротивление от подъема, кН:

W_i = i · M · 9,81 · 10^-3 . (4.6)

Подставляя выражения формул (4.2) – (4.6) в (4.1), можно определить массу поезда в тоннах, при движении которого на расчетном подъеме будут действовать силы сопротивления, численно равные расчетной силе тяги:

. (4.7)

F_КР = 576;

V_Р = 44

W_ор = 1,08+0,01*44+0,000152*44² = 1,814

М = 4267,000

W_i = 335

Wо = 76

W = 411

Количество вагонов – 85.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Электрические железные дороги. Учебник для вузов ж.-д. трансп. / А.В. Плакс, В.Н. Пупынин и др. ; Под ред. А.В. Плакса, А.В. Пупынина. – М.: Транспорт, 1993. – 280с.

2. Плакс А.В., Привалов В.В. Введение в теорию движения поезда и принципы управления электроподвижным составом. – М.: ВЗИИТ, 1981.

3. Электрические железные дороги: Учебное пособие для студентов специальности 180700 «Электрический транспорт (железнодорожный транспорт)» / Под ред. профессора Просвирова Ю.Е. – Самара: СамИИТ, 1997. – 192 с.

4. Розенфельд В.Е., Исаев И.П., Сидоров Н.Н. Теория электрической тяги. – М.: Транспорт, 1995. – 294с.

5. Зохрович А.Е., Крылов С.С. Основы электротехники для локомотивных бригад. – М.: Транспорт, 1983.

6. Правила тяговых расчетов для поездной работы. – М.: Транспорт, 1985. – 287с.

7. Электрические железные дороги. Методические указания для студентов 2 курса специальности "Электрификация железнодорожного транспорта". – ВЗИИТ, 1988.

8. Сидоров Н.И., Сидорова Н.Н. Как устроен и работает электровоз. – М.: Транспорт, 1992. – 196 с.