Электрические железные дороги (стр. 1 из 2)
Иркутский Государственный Университет Путей сообщения
Филиал в г. Абакане
Курсовая работа
Электрические железные дороги
Выполнил: Студент 3 курса
Добрынин А.И.
Абакан, 2007г
Задание
Выполнить: тяговый расчет для грузового поезда с электровозом переменного тока, при этом: произвести спрямление и приведение профиля пути, определить:
массу поезда, построить кривые скорости, времени хода по перегону,
потребляемого тока, произвести расчет общего и удельного
расхода электрической энергии на тягу поезда.
Исходные данные;
1. Заданный участок железной дороги обслуживает электровоз переменного тока, сдвоенный – серии ВЛ 80к.номинальное напряжение контактной сети 25кВ, Заданное напряжение- 23Кв
2. На участке обращаются грузовые поезда из четырехосных вагонах на роликовых подшипниках массой 83 т. (масса приходящаяся на ось вагона- 20,75т.)
3. Расчетный тормозной коэффициент Qp=15.56. Расчетный подъем- iр % - 10%. Постоянное действующее предупреждение о снижении скорости на 8 участке пути, ограничение 40 км/ч.
4. Масса, приходящаяся на ось электровоза,22.5 т. Масса состава заданная 3900т
5. Максимальная (конструктивная) скорость движения электровоза ВЛ 80к- 110 км/ч.
6. Данные о профиле пути берутся из рис. 1 . Поезд следует от станции А до станции Б без остановок.
Рис 1. Длинны участков и уклоны.
Введение
Основным назначением тяговых расчетов является получение зависимости между величинами, характеризующими движение поездов. К числу задач, решаемых при выполнении тяговых расчетов, относятся:
выбор массы грузовых и пассажирских поездов;
расчет времени хода и скоростей движения поездов по перегонам;
определение тока, потребляемого поездами, или мощности в функции пути или времени, а также расхода электрической энергии при движении поездов; определение параметров системы электроснабжения электрической железной дороги (выбор числа и мощности тяговых подстанций, сечения контактной сети); составление графика движения поездов - основного закона работы железнодорожного транспорта.
Решение уравнения движения поезда может быть выполнено графическим и аналитическим методами. Аналитический метод требует большого числа расчетов и значительных затрат времени. Меньше времени на решение уравнения движения поезда графическим методом, который и рекомендован МПС.
В данной курсовой работе использован графический метод решения уравнения движения поезда.
Существенное снижение трудоемких и сложных вычислений при выполнении тяговых расчетов может быть достигнуто применением электронных вычислительных машин. В целях приобретения первых навыков составления алгоритма (последовательности операций по переработке исходных данных) и программ применительно к заданным условиям движения поезда. Использование ПК позволяет не только ускорить расчеты, но и приобрести знания по основам компьютерной грамотности.
1. Проверка массы состава
Для проверки массы состава на заданном участке выбирается наиболее для движения подъем. Указан расчётный подъем ip = 10%, по которому можно проверить массу состава. Условием проверки является движение поезда с постоянной, установившейся скоростью, соответствующей расчетной силе тяги. При этом расчетная сила тяги равна силам сопротивления движению.
Удельная сила тяги:
fуд=Fk(U)/mg
fуд(50)=480/4.08*9.8=11,764 H/kH
Fkp- Расчетная сила тяги ….. Н
mл- масса локомотива =
масса состава проверочная
масса состава расчетная
m=mл+mc=180+3900=4080 т
Po-нагрузка от оси на рельс
g=10m/c2
n- количество осей для ВЛ-80 =8
2. Расчет удельных характеристик
Удельными характеристиками являются зависимости: удельной силы тяги от скорости, удельного основного сопротивления от скорости и удельной тормозной силы от скорости. Далее приводятся методы построения этих характеристик.
Wo- удельная характеристика основного сопротивления движению поезда.
Wo=
…. Н/кНWo50=
=0,597…. Н/кНW'o-удельное основное сопротивление движению электровоза под током.
W'o=1,9+0,01*U+0.0003U2 Н/кН
W'o50=1,9+0,01*50+0.0003*2500=3,15 Н/кН
W"o- удельное основное сопротивление движению состава.
W"o
…. Н/кНW"o50
=0,480 Н/кНmBo-масса вагона на одну ось = mв/4
fрас=f(U)-Wo(U)…. Н/кН
Wox- удельное основное сопротивление движению поезда в режиме выбега и торможения.
Wox=
……. Н/кНWox50=
=0,845……. Н/кНW'ox- удельное основное сопротивление движению электровоза без тока.
W'ox=2,4+0,11U+0.00035U2…. Н/кН
W'ox50=2,4+0,11*50+0.00035*2500=8,775…. Н/кН
Удельная тормозная сила при экстренном торможении.
Вт=1000 φкр -Qp…. Н/кН
φкр-расчетный коэффициент трения колодки о бандаж.
φкр =
φкр
=0,42Qp- расчетный коэффициент трения.
=15,56Удельная тормозная сила при служебном торможении.
В=0,5Вт
| Таблица1 | Таблица удельных характеристик. | ||||||||||||||||
| № | U км/ч | F кн | Wo' н/кн | Wo" н/кн | Wox' н/кн | Wo н/кн | Wox н/кн | fрас н/кн | Вт н/кн | В н/кн | φкр н/кн | fуд | |||||
| 1 | 0 | 680 | 1,9 | 0,1 | 2,4 | 0,179 | 0,201 | 16,48 | 254,4 | 127,2 | 0,27 | 16,666 | |||||
| 2 | 10 | 580 | 2,03 | 0,143 | 3,535 | 0,226 | 0,292 | 14,01 | 182,43 | 91,215 | 0,197 | 14,215 | |||||
| 3 | 20 | 540 | 2,22 | 0,147 | 4,74 | 0,232 | 0,349 | 12,99 | 146,44 | 73,22 | 0,162 | 13,235 | |||||
| 4 | 30 | 510 | 2,47 | 0,187 | 6,01 | 0,287 | 0,443 | 12,21 | 124,4 | 62,22 | 0,14 | 12,5 | |||||
| 5 | 40 | 500 | 2,78 | 0,249 | 7,26 | 0,36 | 0,558 | 11,89 | 109,4 | 54,72 | 0,125 | 12,254 | |||||
| 6 | 50 | 480 | 3,15 | 0,48 | 8,715 | 0,597 | 0,845 | 11,16 | 99,44 | 49,72 | 0,115 | 11,764 | |||||
| 7 | 60 | 440 | 3,58 | 0,607 | 10,26 | 0,738 | 1,03 | 10,04 | 92,44 | 46,22 | 0,108 | 10,784 | |||||
| 8 | 70 | 320 | 4,07 | 0,75 | 11,81 | 0,896 | 1,23 | 6,94 | 85,44 | 42,72 | 0,1 | 7,843 | |||||
| 9 | 80 | 220 | 4,62 | 0,91 | 13,44 | 1,07 | 1,46 | 4,32 | 81,44 | 40,72 | 0,097 | 5,392 | |||||
| 10 | 90 | 160 | 5,23 | 1,087 | 15,135 | 1,26 | 1,7 | 2,83 | 77,44 | 38,72 | 0,093 | 3,921 | |||||
| 11 | 100 | 130 | 5,9 | 1,281 | 16,9 | 1,484 | 1,97 | 1,702 | 73,44 | 36,72 | 0,089 | 3,186 | |||||
| 12 | 110 | 100 | 6,63 | 2,132 | 18,73 | 2,33 | 2,86 | 0,12 | 71,44 | 35,72 | 0,087 | 2,450 | |||||
Время прохождения участка ^S
^t=^U/2.02*fу….мин
Длинна участка ^S
^S=Ucp/0.06* fу…м
Удельная ускоряющая сила.
Тяга.
fу=fрaсч(U)-(+-i)
Выбег.
fу=-Wox(U)-(+-i)
Торможение.
fу= -Wox(U)-(+-i)-B(U)
Результаты расчетов заносим в таблицу 1.
3. Пересчет характеристик на заданное напряжение
Заданные характеристики: зависимости силы тяги от скорости и тока электровоза от скорости, построены для номинального значения U.при изменении напряжения в тяговой сети они изменяются .Одной и той же силе тяги и току электровоза при другом напряжении, например заданном Uзад будет соответствовать другая скорость.
Uзад=u зад/u ном*U…км/ч
Uзад=23/25*U=0,92*U…км/ч
Результаты расчетов заносим в таблицу 2.
| Таблица 2 | Пересчет удельных характеристик на заданное напряжение. | ||||||
| № | U км/ч | Fк кн | Uзад км/ч | F' кн | f' н/кн | fрасч н/кн | Wo н/кн |
| 1 | 0 | 680 | 0 | 680 | 16,6 | 16,42 | 0,17 |
| 2 | 10 | 580 | 9,2 | 585 | 14,33 | 14,1 | 0,22 |
| 3 | 20 | 540 | 18,4 | 545 | 13,35 | 13,11 | 0,23 |
| 4 | 30 | 510 | 27,6 | 515 | 12,62 | 12,33 | 0,28 |
| 5 | 40 | 500 | 36,8 | 505 | 12,37 | 12,01 | 0,36 |
| 6 | 50 | 480 | 46 | 485 | 11,88 | 11,28 | 0,59 |
| 7 | 60 | 440 | 55,2 | 460 | 11,27 | 10,53 | 0,73 |
| 8 | 70 | 320 | 64,4 | 370 | 9,06 | 8,16 | 0,89 |
| 9 | 80 | 220 | 73,6 | 300 | 7,35 | 6,28 | 1,07 |
| 10 | 90 | 160 | 82,8 | 210 | 5,14 | 3,88 | 1,26 |
| 11 | 100 | 130 | 92 | 155 | 3,79 | 2,3 | 1,48 |
| 12 | 110 | 100 | 101,2 | 125 | 3,06 | 0,73 | 2,33 |
Рисунок 2