Електропоїзди постійного струму (стр. 12 из 14)
Електромагнитна стала часу якірного кола двигуна, с:
(7.17) 
Коефіцієнт нахилу кривої намагнічування (з довідникових даних), Ом∙с:
(7.18)Індуктивність кола збудження, Гн:
(7.19) 
Електромагнітна стала часу кола збудження, с:
(7.20) 
.Номінальна е.р.с. двигуна, В:
(7.21) 
Коефіцієнт А, Н∙м∙хв∙с/об:
(7.22) 
.Коефіцієнт
, В∙хв/об: 
(7.23) 
.Коефіцієнт
, Н∙хв/А: 
(7.24) 
.Електромеханічна стала часу, с:
(7.25) 
.Передаточний коефіцієнт кола збудження двигуна, Ом:
(7.26) 
.7.4 Математичне моделювання за допомогою програмного забезпечення MATLAB 6.5
Запропонована схема електромеханічного електроприводу постійного струму з двигуном послідовного збудження (рис. 7.6) найчастіше застосовується при розв’язанні наукових задач. Застосуємо для матмоделювання спрощену схему, яка не містить моменту інерції робочого органу
(та пружності 
), представлену на рис. 7.7. 
Рисунок 7.7 – Структурна схема двигуна послідовного збудження
Структурна схема змодельованого за допомогою ПЗ MATLAB 6.5 двигуна послідовного збудження представлена у додатку А.
Змінюючи параметри вхідної напруги, додаткового опору в колі якоря, та момент опору, за допомогою функції Simulink, отримаємо залежності
та 
двигуна послідовного збудження, представлені у додатку А.8. Економічна частина
8.1 Коротка характеристика пропонованого технічного рішення
Коротко охарактеризуємо пропонований у дипломному проекті захід:
процес розгону електропоїзда при реостатно-контакторній системі керування тяговими електродвигунами характеризується великими втратами енергії на пускових реостатах, порядку 33 %, тобто коефіцієнт корисної дії системи керування ТЕД складає менше 67 %. При використанні тиристорно-імпульсної системи керування ККД складає не менше 95% за рахунок чого і виникає економія електроенергії, витраченої електропоїздом на тягу.
8.2 Короткий опис методики розрахунку та економічного ефекту
Для розрахунку економічного ефекту від запропонованих заходів з
модернізаціі електропоїзда ЕР-2 треба розрахувати складові економічногоефекту:
- капітальні вкладнення на модернізацію одного електропоїзда;
- витрати на демонаж базової системи керування на електропоїзд;
- витрати на монтаж та налагодження нової системи керування на електро-поїзд;
- визначення економіі річних експлуатаційних витрат модернізованого елек-тропоїзда в порівнянні з існуючим.
Після цього визначаємо економічний ефект від запропонованної системи керування електропоїздом.
8.3 Визначення складових економічного ефекту
8.3.1 Визначення єдиночасових витрат на придбання новогообладнання, його монтаж та налагодження
Капітальні вкладення на модернізацію одного моторного вагону складаються з наступних елементів:
- витрати на придбання двох силових тиристори, вартістю 4000 гривень кожний;
- витрати на придбання елементів тиристорно-імпульсного перетворювача вітчизняного виробництва, загальною вартістю 8000 гривень;
- виготовлення корпуса для ТІП і матеріали, вартість якого складає 2500 грн.
- зборка та налагодження виробу коштує 1500 грн.
Виходячи з цих даних розраховуємо витрати на придбання ТІП:
Впрт = 2 • 4000 + 8000 + 2500 + 1500 =20000 грн.
А тому, що на електропоїзді п"ять моторних вагонів, то на модернізацію одного електропоїзда ЕР-2 необхідно п"ять тиристорно-імпульсних перетворювачів. А значить витрати на придбання п'яти ТІП будуть дорівнювати:
Впр = 5 • 20000 = 100000 грн.
Витрати на демонтаж базової системи керування складуть 2,5% від витрат на придбання, а витрати на монтаж налагодження нової системи керування, тобто ТІП, складе 3,5% від витрат на придбання, що в сумі складе 6%.
Виходячи з цих даних розраховуємо капітальні вкладення по формулі:
DК = Впр + Вмон( нал) (8.1)
ΔК = 100000 + 100000·6 / 100 = 106000 грн.
8.3.2 Визначення економії річних експлуатаційних витрат при використані модернізованого електропоїзду в порівнянні з існуючим
Виходячи з даних локомотивного депо “Харків”, сумарна добова витрата електроенергії Ед на один електропоїзд ЕР-2 дорівнює, кВт • год:
Ед = ве ۰ΣРlбр(доб)/10000,
де ве – витрати електроенергії на 10000 т٠ км٠бр,
ве = 255 кВт٠год/10000 т٠км٠бр;
ΣРlбр(доб) – вантажообіг одного електропотяга за добу, т٠км/доб.
ΣРlбр(доб) = Qбр(доб) • Sn,
де Qбр(доб) – маса брутто одного електропоїзда (Qбр(доб) = 580 т);
Sn – середня відстань, яку електропоїзд проходить за добу (Sn = 414 км/доб).
ΣРlбр(доб) = 580 • 414 = 240120 т٠км/доб
Ед = 255 • 240120 кВт • год
20% сумарних добових витрат електроенергії - витрати на пусковий режим роботи, коли ККД системи керування складає 67%. Цей процес розрахований у виразу:
Ее = 6123 • 20/100 = 1224 кВт·год
Тобто 1224 кВттод витрачається електропоїздом у добу у режимі розгону.
Відповідно при використанні ТІП економія електроенергії (ΔЕе) складає в добу
ΔЕе = 1224 • (67/95) = 863 кВт۰год
де 95 % - ККД при використанні тиристорно-імпульсної системи керування;
67 % - ККД у процесі розгону існуючої системи керування.
Вартість одного кВт۰год на тягу поїздів складає 16,67 коп на даний період часу.
Економія електроенергії (Еед) у добу одним потягом буде складати:
ΔЕед= 863٠16,67= 14386 коп.= 143.86 гривні
Економія електроенергії у рік (Еер) одним електропоїздом буде складати:
Еер = 143.86٠365 = 52509.7 грн.
Строк окупності (Ток) нової системи керування наступить через
Ток= 106000/52509.7 = 2
Тобто 2 роки, що доводить нам про окупність. На залізничному транспорті окупність складає не більше 8 років.
8.4 Розрахунок економічного ефекту від модернізації електропоїзда ЕР-2
Розрахунок економічного ефекту здійснюється за формулою:
ΔЕт =ΔЕэ/(Pp + Ен) - ΔК, (8.2)
де ΔЕэ - економія експлуатаційних витрат;
ΔЕэ = Еер = 52509.7 грн
Ен - норматив приведення різночасних витрат і результатів (Ен = 0,1);
Рр - коефіцієнт реновації (повне відновлення первісної вартості основних фондів), визначається за формулою:
Рр = Ен/(1+Ен) - 1 (8.3)
Де tсл-термін служби нової техніки (tсл = 20років);
К-одноразові витрати при реалізації заходу.
Розрахуємо коефіцієнт реновації за формулою (8.3):
Рр = 0,1/(1 + 0,1) - 1 = 0,0174
Отримані значення з виразів (8.1), (8.3) підставимо у формулу (8.2) і одержимо значення економічного ефекту, який дорівнює:
ΔЕт = (52509.7 / (0,0174+ 0,1)) - 106000 = 341271,72 гривні
Розрахунок показав, що економічний ефект від запропонованої модернізації за двадцять років експлуатації буде 341271,72 гривень.
Висновок: розрахунок показав доцільність запропонованої модернізації. Економічний ефект за 20 років експлуатації модернізованого електропоїзда буде складати 341271,72 грн.
9. Заходи 3 охорони праці
9.1 Загальні положення
Охорона праці - це система законодавчих, соціально-економічних, санітарно-гігієнічних та організаційних заходів, забезпечуючих безпеку, зберігання здоров'я та робото здатність людини у процесі праці. Практична діяльність в галузі охорони праці, організована та проводима на основі цієї системи, а також творчого планування та здійснення усього комплексу заходів, є найважливішим обов'язком адміністрації підприємства, приносить все більш помітного поліпшення умов праці, підвищення рівня її безпеки, послідовного зниження травматизму та профзахворювання.
Найважливішою умовою нормальної експлуатації машин електрорухомого складу з обов'язковим забезпеченням безпеки руху є виконання умов з охорони праці. Для цієї мети проводиться навчання працівників безпечним методам праці і перевірка знань або правил з охорони праці.
Безпосередню відповідальність за безпеку праці на дільниці депо несе начальник локомотивного депо. Відповідальність за охорону праці на підприємстві покладена на головного інженера. Оперативний контроль і систематичну роботу з охорони праці з підлеглими безпосередньо проводить інженер з охорони праці. Суспільний контроль за охороною праці здійснюється організаціями цеху, депо або підприємства.