Электрические железные дороги - Курсовая работа

Основным назначением тяговых расчетов является получение зависимости между величинами, характеризующими движение поездов. 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. Меньше времени на решение уравнения движения поезда графическим методом, который и рекомендован МПС. Для проверки массы состава на заданном участке выбирается наиболее для движения подъем. Условием проверки является движение поезда с постоянной, установившейся скоростью, соответствующей расчетной силе тяги.При выполнении курсового проекта были произведены расчеты массы локомотива и состава. Расчет значений и построение кривых движения поезда при номинальном напряжении : зависимость скорости поезда , времени и тока электровоза от пройденного пути .

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 расчетный 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 мл- масса локомотива = масса состава проверочная масса состава расчетная m=мл 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/КН

Wo50= =0,597…. Н/КН

W"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/КН

W"o50 =0,480 Н/КН

MBO-масса вагона на одну ось = мв/4 fpac=f(U)-Wo(U)…. Н/КН

Wox- удельное основное сопротивление движению поезда в режиме выбега и торможения.

Wox= ……. Н/КН

Wox50= =0,845……. Н/КН

W"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 ?кр -Qp…. Н/КН ?кр-расчетный коэффициент трения колодки о бандаж. ?кр = ?кр =0,42

Qp- расчетный коэффициент трения.

=15,56

Удельная 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 fpac н/кн Вт н/кн В н/кн ?кр 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*fy….мин

Длинна участка ^S

^S=Ucp/0.06* fy…м

Удельная ускоряющая сила.

Тяга. fy=fрaсч(U)-( -i)

Выбег. fy=-Wox(U)-( -i)

Торможение. fy= -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 Fk 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

Рисунок 3.График зависимости Вт(U) и B(U)

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 6

Рисунок 7

4. Установившиеся скорости и ограничения по скорости

Предварительно для правильного определения ^U и удобства расчета искомых функций необходимо определить установившиеся скорости для элементов профиля, имеющих подъем, а так же отметить элементы профиля на которых имеются ограничения по скорости.

Таблица 3

№ Lm ?Lm i% Uyct км/ч Uогр км/ч

1 1000 1000 0 110

2 3050 4050 4,8 86

3 1500 5550 8,9 67

4 950 6500 7,2 76

5 3200 9700 3 94

6 500 10200 -1,9 87

7 800 11000 -8,1 80

8 2400 13400 1,3 40

9 600 14000 -12,1 75

10 1000 15000 0 110

5. Расчет обобщенных параметров

Среднетехническая скорость: Ucpt=60*Sуч(км)/туч

Ucpt=60*15/16,82=53,507 ,км/ч ауд=Ат*103 /(mc* Sуч)=1316.3*103/(3900*15)=22,5 Вт*ч/(т*км) время движения под током: TI=10.96 ,мин

При выполнении курсового проекта были произведены расчеты массы локомотива и состава.

Расчет значений и построение графиков зависимости удельных характеристик.

Расчет значений и построение кривых движения поезда при номинальном напряжении : зависимость скорости поезда , времени и тока электровоза от пройденного пути .

Расчет обобщенных параметров : технической скорости , времени хода поезда по участку, расхода электроэнергии и удельного расхода энергии .

Оценка влияния уровня напряжения на движение поезда с установившейся скоростью.

Расчетный подъем ір=10. Расчетная масса поезда составила 4080т. при следовании по участку общее энергопотребление составило Ат=1316,3КВТ ч.

1. Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахтман «Подвижной состав электрических железных дорог», М., изд. «Транспорт», 1969.

2. А.С. Касаткин «Основы электротехники», М., изд. «Высшая школа», 1975.

3. “Электрические железные дороги”; М.Г. Шалимов

4. “Основы локомотивной тяги”; Осипов С.И.

5. “Теория электрической тяги”; Розенфельд В.Е.