ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Кафедра «Электрическая тяга»
КУРСОВАЯ РАБОТА
предмет: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ»
Выполнил:
Майоров К.
МОСКВА 2013 г.
Исходные данные
1.Номинальная мощность на валу тягового двигателя Рдн = 758 кВт,
2.Руководящий подъём iр = 11‰,
.Номинальная скорость движения электровоза Vн = 47,7 км/ч,
.Номинальное напряжение ТЭД Uдн = 1500 В,
.Номинальный КПД ТЭД ηд = 0,94,
.Коэффициент потерь силы тяги в процессе реализации тягового усилия ηF = 0,95,
.Напряжение в контактной сети постоянного тока UС = 3000 В;
.Коэффициенты ступеней регулирования возбуждения ТЭД β1 = 0,62 и β2 = 0,4
Расчетная часть
Вводный раздел.
Соотношение между СF и Сv:
p×N×2μ×a×60×Dk
СF/Сv = 3,6, т.е. СF = 3,6×Сv
a×2π×Dk×5,3×p×N×μ
Выражение для Fкд через Сv:
кд = СF×Ф×I×ηF = 3,6×СV×Ф×I×ηF
. Подготовка исходных характеристик.
.1. Расчёт номинального тока ТЭД:
H = Pдн×103/(Uдн×ηд) = 758×103/(1500×0,94) = 538 А
.2. Расчёт шести значений токов якоря, соответствующих 0,25; 0,5; 0,75; 1,25; 1,5 и 1,75 номинального тока.= 0,25×538 = 135 А, результаты остальных расчётов сводим в табл. 1.
.3. Расчёт удельной ЭДС для семи значений токов якоря.
СVФ = 35,5×(1 - e-Iв/260) = 35,5×(1 - е-135/260) = 14,4 В/км/ч,
результаты остальных расчётов сводим в табл. 1.
.4. Расчёт силы тяги ТЭД для принятых значений токов.кд = 3,6×СVФ×I×ηF×10-3 = 3,6×14,4×135×0,95×10-3 = 6,65 кН,
Результаты остальных расчётов сводим в табл. 1.
Таблица 1.
Ток двигателя I, А135269404538673807942Удельная ЭДС СVФ, В/км/ч14,422,928,031,032,833,934,55Сила тяги ТЭД Fкд, кН6,6521,138,757,075,593,6111,3
. Силовая электрическая цепь электровоза постоянного тока.
.1. Схема силовой цепи электровоза постоянного тока.
.2. Расчёт сопротивления секций реостата и шунтирующих резисторов.
.2.1. Расчёт сопротивлений секций реостата:д = 0,12 Ом - сопротивление обмоток ТЭД.
тр = Uc/Iтр - 4×rд = 3000/538 - 4×0,12 = 5,1 Ом - сопротивление при трогании.
Сопротивление секций реостата:
а = 0,18×Rтр = 0,18×5,1 = 0,92 Ом;б = 0,17×Rтр = 0,17×5,1 = 0,87 Ом;в = 0,15×Rтр = 0,15×5,1 = 0,76 Ом.
.2.2. Расчёт сопротивлений шунтирующих резисторов.
ш2 = 2rв×β2/(1 - β2) = 2×0,036×0,4/(1 - 0,4) = 0,048 Ом,ш1 + Rш2 = 2rв×β1/(1 - β1) = 2×0,036×0,62/(1 - 0,62) = 0,117 Ом,ш1 = 0,117 - 0,048 = 0,069 Ом,в = 0,3×rд = 0,3×0,12 = 0,036 Ом.
. Скоростные и электротяговые характеристики электровоза постоянного тока.
.1. Расчёт и построение скоростных и электротяговых характеристик электровоза постоянного тока при реостатном регулировании на последовательном и параллельном соединениях ТЭД (позиции 1 - 11).
.1.1. Расчётные формулы и расчёт Rn + rд
На 1-ой позиции:
n + rд = R1/m + rд = 5,1/4 + 0,12 = 1,395 Ом,
результаты остальных расчётов сводим в табл. 2.
.1.2. Для каждого значения сопротивления силовой цепи (позиции регулирования) рассчитываем скорости движения, соответствующие токам, приведенным в первой строке табл. 2. Результаты расчётов сводим в табл. 2.
Для сокращения времени воспользуемся программой расчёта, приведенной в Приложении.
Таблица 2. Расчёт скоростных характеристик электровоза постоянного тока при реостатном регулировании.
Ток двигателя I, А135269404538673807942Удельная ЭДС СVФ, В/км/ч14,422,928,031,032,833,934,55Сила тяги электровоза Fк, кН53,2168,8309,6456604748,8890,4Поз.Uс, В(Rn + rд), ОмСкорость движения V, км/ч17501,39539,016,46,7-0,02---27501,16541,219,1104,0-1,0--37500,93543,321,813,38,03,7--47500,717545,424,316,411,78,25,12,257500,547,426,919,615,512,610,28,167500,3149,229,122,318,816,514,713,377500,1251,031,425,122,120,419,318,4815001,39591,149,133,424,217,111,0-915000,93595,454,540,132,226,622,017,91015000,599,559,646,439,735,532,429,81115000,12103,164,151,846,343,341,440,2
3.2. Расчёт и построение скоростных и тяговых характеристик при регулировании возбуждения (позиции 12 и 13).
.2.1. Расчётные формулы и расчёт одного значения для позиций регулирования возбуждения.
При β1 = 0,62:
B1 = β1×I = 0,62×269 = 167 A;
определяем СVФ = 16,9 В/км/ч.
кд = 3,6×