Дипломная работа: Энергосберегающие режимы управления движением поездов метрополитенов

Рис.3.9. Режимы движения подвижного состава по перегону.

Перегон ст. «Вокзальная» ст. «ул. Копылова» Длина перегона от ст. «Вокзальная» до ст. «ул. Копылова» составляет 2380 м. Эквивалентный по расходу энергии уклон составляет ‰.

Параметры движения 4-х вагонного подвижного состава для данного перегона и расход электроэнергии на тягу поездов представлен в табл. 3.16.-3.17.

Таблица 3.16. Параметры движения метропоезда по перегону от ст. «Вокзальная» до ст. «ул. Копылова»

Таблица 3.17. Параметры движения метропоезда по перегону от ст. «Вокзальная» до ст. «ул. Копылова»

Рис.3.10. Режимы движения подвижного состава по перегону.

Перегон ст. «ул. Копылова» ст. «Высотная» Длина перегона от ст. «ул. Копылова» до ст. «Высотная» составляет 2380 м. Эквивалентный по расходу энергии уклон составляет ‰.

Параметры движения 4-х вагонного подвижного состава для данного перегона и расход электроэнергии на тягу поездов представлен в табл. 4.18.-4.20.

Таблица 3.18. Параметры движения метропоезда по перегону от ст. «ул. Копылова» до ст. «Высотная»

Таблица 3.19. Параметры движения метропоезда по перегону от ст. «ул. Копылова» до ст. «Высотная»

Таблица 3.20. Параметры движения метропоезда по перегону от ст. «ул. Копылова» до ст. «Высотная»

Из приведенных таблиц можно видеть, что каждый режим движения метропоезда сопровождается разным временем движения по перегону, а также различным расходом электроэнергии на тягу поездов.

Кривые движения для различных режимов движения подвижного состава для перегона от станции «ул. Копылова» до станции «Высотная» представлены на рис. 3.11.

Рис.3.11. Режимы движения подвижного состава по перегону.

Режим управления движением поезда по линии Красноярского метрополитена при средней эксплуатационной скорости V=30 км/ч представлен в табл. 3.21.

Таблица 3.21.

Режим управления движением поезда по линии Красноярского метрополитена при средней эксплуатационной скорости V=35 км/ч представлен в табл. 3.22.

Таблица 3.22.

Режим управления движением поезда по линии Красноярского метрополитена при средней эксплуатационной скорости V=40 км/ч представлен в табл. 3.23

Таблица 3.23.

Тяговые расчеты показали, что увеличение скорости движения по перегонам приведет к росту расхода электрической энергии на тягу поездов.

Проведенные автором тяговые расчеты показали: чем больше скорость движения по перегонам, тем больше расход электрической энергии на тягу поезда.

Чтобы удовлетворить сложившийся на сегодняшний день пассажиропоток по направлению проектной первой линии Красноярского метрополитена необходимо: либо увеличить эксплуатационную скорость до 40 км/ч, либо увеличить количество подвижного состава. Однако, последнее резко увеличит расход электроэнергии на тягу поездов.

Следовательно, целесообразно эксплуатировать проектный Красноярский метрополитен с эксплуатационной скоростью равной 40 км/ч.

3.3 Аналитическая зависимость удельного расхода электроэнергии на тягу метропоезда от параметров пути, подвижного состава и скорости движения по участку

В соответствии с теорией электрической тяги [54,55] удельный расход электроэнергии на участке пути протяженностью S и эквивалентным по сопротивлению движению уклоном iэкв определяется следующим образом.

Электрическая энергия, подведенная к тяговым двигателям, преобразуется в механическую. Эта работа Aдв, Дж, равна сумме работ, затрачиваемых на преодоление всех сопротивлений движению и накоплению кинетической энергии поезда [54,55]:

(3.20)

где sток - путь, км, пройденный поездом от начала перегона до пункта, в котором в последний раз отключаются тяговые двигатели; mп - приведенная масса поезда, т; vв - скорость в момент выключения тока перед торможением для остановки поезда, км/ч.

После отключения тяговых двигателей за время пробега скорость снижается с vв до значения vT , соответствующего моменту начала торможения. Благодаря этому за счет уменьшения кинетической энергии поезда преодолеваются силы сопротивления на пути выбега sв . Уравнение энергетического баланса за период выбега имеет следующий вид [54,55]:

(3.21)

Подставляя в выражение (3.20) значение величины из формулы (3.21), получим, Дж:

(3.22)

Учитывая, что sток + sв = sп - sТ , где sТ - путь торможения , км, формуле (3.20) можно придать следующий вид, Дж:

(3.23)

Первый член этой формулы представляет собой энергию, затраченную на преодоление сопротивлений движению поезда на всем перегоне, а остальные члены - потери в тормозах при остановке поезда. Как следует из формулы, эти потери равны кинетической энергии поезда в момент начала торможения за вычетом работы сил сопротивлений движению на тормозном пути.

Чтобы упростить формулу (3.23), необходимо ввести в нее эквивалентный по расходу энергии уклон iэкв. Эквивалентным по расходу энергии уклоном называют такой неизменный вдоль всего участка уклон, на котором составляющие расхода энергии, зависящие от профиля пути, т.е. энергия, затрачиваемая на преодоление сопротивления движению от уклонов и кривых, и потери в тормозах при подтормаживаниях на спусках, равны сумме тех же составляющих при движении по реальному профилю [38,54,141].

Кроме того, заменим в формуле (3.23) переменное, зависящее от скорости основное сопротивление движению w0, его средним по всему перегону значением wcp и основное сопротивление движению на тормозном пути также его средним значением, которое обозначим wT. Эти значения wcp и wT должны быть взяты средними не по времени и не по скорости, а по пути, т.е.