Проектирование систем управления электрическим подвижным составом переменного тока

 

При ослабленном поле в расчете нужно учитывать отношение между FКЭ и b i.

 

Тяговые характеристики и их ограничения представлены на рисунке 13.

Рисунок 13 – Тяговые  характеристики электровоза и их ограничения:

1 – по сцеплению; 2 – по коммутации; 3 – по максимальной скорости

 

 

1.9.2 Тормозные характеристики электровоза переменного тока

 

Необходимость расчета и построения тормозных характеристик электровоза возникает в том случае, когда электровоз оборудован схемой электрического торможения: реостатного или рекуперативного. При переводе электрической схемы электровоза из режима тяги в режим электрического торможения тяговые двигатели последовательного возбуждения переводятся в режим генератора чаще всего с независимым возбуждением. Этот перевод изменяет электротяговые характеристики тягового двигателя (генератора) электровоза.

Рекуперативное торможение. Для системы рекуперативного торможения расчет скоростных характеристик при независимом возбуждении генератора выполняют на основе использования нагрузочных характеристик СVФ = f (IВ) и внешних характеристик UД = f(I) по формуле

 

,                               (1.42)

 

где   Sr′Д – сопротивление якорной цепи двигателя без сопротивления обмотки возбуждения Sr′Д = 0,75× SrД; RБ – сопротивление балластного резистора.

Здесь задаются определенным значением тока возбуждения IB (примерно IB = IH) и рассчитывают значения скорости V для ряда значений тока двигателя I при напряжении UД = f (I) i-й ступени регулирования напряжения (позиции или зоны). Обычно расчет ведут по внешним характеристикам преобразователя UД = f (I) на границах зон или ходовых позиций.

Далее рассчитывают значения тормозной силы электровоза ВКЭ

 

,                            (1.43)

 

где h ЗП – коэффициент, учитывающий потери в зубчатой передаче в процессе преобразования энергии; hД – коэффициент, учитывающий потери силы в двигателе.

Используя рассчитанные значения V и ВКЭ для одних и тех же значений I, строят сетку тормозных характеристик электровоза ВКЭ = f (V).

 

Расчет тормозных характеристик сводится в таблицу 16.

 

Таблица 16 – Расчет сетки тормозных характеристик электровоза

 

	I, A	CvФ, В/км/ч	Вкэ, кН	V, км/ч
				1	2	3	4
0,25·I	262,225	15,5	127,04	19,136	35.394	51,652	67,910
0,5·I	524,45	15,5	254,09	22,013	38,272	54,530	70,788
0,75·I	786,675	15,5	381,13	24,891	41,149	57,407	73,665
1·I	1048,9	15,5	508,18	27,769	44,027	60,285	76,543
1,25·I	1311,125	15,5	635,23	30,647	46,905	63,163	79,421
1,5·I	1573,35	15,5	762,27	33,524	49,782	66,040	82,299

 

На сетку тормозных характеристик наносят ограничения: по сцеплению, коммутационной устойчивости, максимальной скорости.

Расчет максимальной силы торможения электровоза RКЭ.МАКС., допускаемой по условиям сцепления, производят исходя из того, что коэффициент сцепления при рекуперативном торможении для всех электровозов принимается yР = 0,8yК. Следовательно, во всем диапазоне скоростей ВКЭ.МАКС.СЦ = 0,8 FКЭ.МАКС.СЦ.

Ограничение по коммутационной устойчивости в режиме электрического торможения при независимом возбуждении генератора рассчитывается исходя из условия IВ/I=0,5. Следовательно, во всем диапазоне изменения тока двигателя I СVФ определяют по нагрузочной характеристике для токов IВ = 0,5I, и кривую ограничения строим только для высшей ступени регулирования (4 зона).

Расчет сводится в таблицу 17.

 

Таблица 17 – Расчет кривой ограничения по коммутационной устойчивости

 

I, A	Iв, А	CvФ, В/км/ч	Вкэ, кН	V, км/ч
225,85	112,92	2,11	51,35	554,44
451,77	225,88	3,45	102,73	344,29
677,65	338,82	4,3	154,09	297,14
903,54	451,77	4,85	205,46	281,98
1129,425	564,71	5,15	256,83	283,01
1355,31	677,65	5,43	308,19	284,97

 

Ограничение по максимальной скорости определяют из условия

 

VМАКС.КОНСТР. = 2VH .                                         (1.44)

 

На рисунке 14 представлены тормозные характеристики электровоза переменного тока с плавным регулированием.

 

 

        

Рисунок 14 – Тормозные  характеристики электровоза переменного тока с плавным регулированием напряжения в режиме рекуперативного торможения. Ограничения: АС – по сцеплению, СД – по коммутационной устойчивости, ДЕ – по максимальной скорости.

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

При выполнении данного курсового проекта спроектированы системы управления электровозом ВЛ80р с плавным регулированием напряжения.

 В курсовом проекте выполнено следующее: разработка силовой схемы и алгоритма управления электровозом; выбор и расчет параметров основного электрооборудования и основных аппаратов; расчет основных параметров тягового трансформатора; расчет числа вентилей преобразовательной установки электровоза переменного тока; расчет и построение внешних характеристик преобразовательной установки применительно к одному тяговому двигателю; расчет и построение скоростных характеристик и пусковой диаграммы тягового двигателя электровоза; расчет режима электрического торможения; выбор системы защиты силовых цепей электровоза; разработка цепей управления основным тяговым электрооборудованием электровоза; схемы цепей управления токоприемниками, главным выключателем и т. д.  

В проектированной электрической части данного электровоза рассмотрены системы защиты, ограничения при построении графиков для нормальной работы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Власьевский С.В., Жуковский Ю.С. Системы управления электроподвижным составом: Методическое пособие для курсового и дипломного проектирования. В двух частях. – Часть 1. Электроподвижной состав переменного тока. – Хабаровск: ДВГУПС, 1999. – 67 с.

 

2. Правила тяговых расчетов для  поездной работы. – М.:Транспорт, 1985. – 287 с.

 

3. Тихменов Б.Н., Трахтман Л.М. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. – М. : Транспорт, 1980. – 471 с.

 

4. Осипов С. И., Осипов С. С. Основы тяги поездов. Учебник для студентов техникумов и колледжей ж/д тр-та – М.: УМК МПС России, 2000. – 592 с.

 

5. Электровоз ВЛ 80р. Руководство по эксплуатации. / Под ред. Б. А. Тушканова. – М.: Транспорт, 1985. – 541 с.