Особенности передач мощности локомотивов. Принципы создания силы тяги в локомотивах с электрической передачей. Назначение и конструкция основных узлов тяговых электродвигателей постоянного тока. Расчет рабочих параметров и характеристик электропередачи.
Аннотация к работе
Российская открытая академия транспорта Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образованияТехнически передача может быть выполнена без преобразования вида энергии (механическая или гидравлическая) и с преобразованием вида энергии (электрическая). Параметры и характеристики того или иного типа передач существенно влияют на основные технико-экономические и эксплуатационные показатели тепловозов - габариты и массу, коэффициент полезного действия (КПД), надежность работы, характер обслуживания, ремонта и т.д.Дать общую характеристику передач мощности локомотивов и принципов создания силы тяги в локомотивах с электрической передачей. Описать назначение и конструкцию основных узлов тягового электродвигателя постоянного тока Рассчитать основные рабочие параметры и характеристики электропередачи (на основе электропередачи тепловоза 2ТЭ116), в том числе: · естественную (без ослабления магнитного потока) нагрузочную характеристику (характеристику намагничивания) ТЭД;Тип электропередачи перем.-пост. тока Заданная максимальная скорость движения тепловоза, км/час Номинальный (длительный) ток ТГ (выпрямителя), А Номинальный (длительный) ток ТЭД, А 8.Передача механической энергии от коленчатого вала дизеля к колесным парам тепловозов осуществляется с помощью самых разнообразных устройств, в которых реализуются различные принципы преобразования видов движения и энергии. Все типы передач можно разделить на две большие группы: передачи без преобразования вида передаваемой энергии и передачи с преобразованием вида передаваемой энергии.Характеризуется жесткой кинематической связью между входным (вал дизеля) и выходным (ось колесной пары) звеньями. Основными составляющими механической передачи являются: муфта сцепления, многоступенчатый редуктор, механическая трансмиссия, которая распределяет механическую энергию от выходного вала редуктора к осям колесных пар. К достоинствам гидродинамических передач можно отнести: высокую надежность (ограниченное количество изнашивающихся узлов, за счет чего достигнутый пробег без переборки на зарубежных образцах достигает 1 млн. км); относительно низкую (относительно электропередачи) стоимость; меньшие по сравнению с электропередачами габариты и удельный вес; простоту в эксплуатации. 2.2) выходная механическая энергия дизеля с помощью тягового электрогенератора (ТГ) преобразуется в электрическую энергию и передается электрическим путем тяговым электродвигателям (ТЭД), с помощью которых снова преобразуется в механическую энергию и передается на колесные пары тепловоза (КП). Основными составляющими данной передачи являются: тяговый генератор постоянного тока (ТГ) и тяговые электродвигатели постоянного тока (ТЭД).В локомотивах образование движущей силы (силы тяги) происходит вследствие взаимодействия колесных пар с рельсами за счет вращающего момента, создаваемого тяговым двигателем (рис.2.5). Момент Мк обычно представляют в виде пары сил F1 и F2 с плечом Dk/2, одна из которых (F1) приложена к ободу колеса в точке касания с рельсом (точка А), а другая (F2) - к оси колесной пары. Поскольку силы F1 и F2, действующие на колесную пару, равны по величине и противоположно направлены, то они уравновешивают друг друга и не вызывают поступательного движения колес. В горизонтальной плоскости к ободу колеса приложена сила F1, которая, как и сила тяжести Gt, через точку контакта А действует на рельс (сила F1 направлена вдоль поверхности рельсов, поэтому в случае их ненадежного крепления имеет место явление, известное как "угон пути"). реакция Fp, будучи по природе силой трения, возникает при наличии контакта колеса с рельсом и силы, прижимающей их друг к другу (силы тяжести); уровень силы Fp не может превосходить некоторой максимальной величины, которую называют силой сцепления колес с рельсами Fсц.Тяговый электродвигатель (ТЭД) локомотива предназначен для преобразования электрической энергии в механическую и, необходимую для вращения колесной пары. Наиболее распространенным в настоящее время типом подвешивания ТЭД у грузовых тепловозов и электровозов является опорно-осевое подвешивание, при котором ТЭД с одной стороны опирается на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, а с другой стороны - на раму тележки через комплект пружин [7].Тяговый электродвигатель (ТЭД) представляет собой электрическую машину постоянного тока последовательного возбуждения с добавочными полюсами и состоит из неподвижного статора (остова с расположенными на его внутренней поверхности главными и добавочными полюсами) и вращающегося ротора (якоря). Конструктивно двигатель образован следующими сборочными единицами: магнитная система (в корпусе которой также закреплены щеткодержатели со щетками), якорь, подшипниковые щиты с якорными подшипниками, моторно-осевые подшипники и др.. Магнитная система двигателя состоит из станины (остова), четырех главных и четырех добавочных полюсов.
План
Содержание
Введение
1. Задание и исходные данные
1.1 Программа расчетов
1.2 Исходные данные
2. Общая характеристика передач мощности локомотивов и принципы создания силы тяги в локомотивах с электрической передачей
2.1 Общие сведения
2.2 Передачи мощности локомотивов без преобразования вида передаваемой энергии
2.3 Передачи мощности локомотивов с преобразованием вида передаваемой энергии (электрические передачи)
2.4 Принципы создание силы тяги локомотива
3. Назначение и конструкция основных узлов тяговых электродвигателей постоянного тока
3.1 Общие сведения
3.2 Конструкция основных узлов тягового электрического двигателя тепловоза
4. Расчет основных рабочих параметров и характеристик электропередачи
4.3 Расчет естественной (без ослабления магнитного потока) нагрузочной характеристики (характеристики намагничивания) ТЭД на основе его универсальной магнитной характеристики
4.4 Расчет искусственных нагрузочных характеристик (характеристики намагничивания) ТЭД при различных режимах возбуждения (ПП, ОП1, ОП2)
4.5 Расчет и построение внешней характеристики блока «тяговый синхронный генератор - выпрямительное устройство» (ТСГ - ВУ)
4.6 Расчет и построение скоростных nд=f(Ід) и моментных Мд=f(Ід) характеристик ТЭД для различных режимов возбуждения
4.7 Расчет и построение электромеханических характеристик ТЭД с учетом параметров колесно-моторного блока (КМБ) (электротяговой (FКД=F(ІД)) и электроскоростной (V=F(ІД))
4.8 Расчет и построение токовой ІГ=F(V) и тяговой FK=F(V) характеристик с локомотива с учетом ограничений в КМБ на разных позициях контроллера машиниста (ПП, ОП1, ОП2)