Теория электрической тяги

 

Содержание.

стр.

Исходные данные…………………………………………………………………2

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Спрямление и приведение профиля пути…………………………………….4

2. Расчет массы состава…………………………………………………………..7

2.1. Проверка массы состава по условиям трогания поезда с места…………10

2.2. Проверка массы состава по длине станционных путей…………………..12

3. Расчет и построение диаграмм удельных ускоряющих и замедляющих

сил поезда………………………………………………………………………...13

3.1. Расчет удельных ускоряющих сил поезда в режиме тяги………………..14

3.2. Расчет удельных замедляющих сил поезда в режиме торможения……..14

4. Построение кривых движения поезда……………………………………….17

4.1. Построение кривой скорости V(S) при безостановочном движении и с остановкой на промежуточной станции……………………………………….17

4.2. Построение кривой времени при безостановочном движении и с остановкой на промежуточной станции……………………………………….17

4.3. Сравнение времен хода и технических скоростей при движении с остановкой на промежуточной станции и при безостановочном движении...19

5. Построение кривых тока……………………………………………………..19

5.1. Построение кривой тока ТЭД при безостановочном движении...19

5.2. Построение кривых тока для двух вариантов движений поезда..20

6. Расчет расхода электроэнергии для двух вариантов движения поезда…...20

7. Проверка нагревания ТЭД……………………………………………………26

8. Определение допустимой скорости движения……………………………...30

Заключение………………………………………………………………………33

Список литературы……………………………………………………………...34

 

Введение.  

 

В данной курсовой работе мы рассмотрим такие вопросы  как определение массы состава, расчет и построение кривых удельных замедляющих и ускоряющих сил, решение  тормозной задачи, построим кривые тока, скорости и времени, а также  выполним расчет расхода энергии и проверим нагрев тяговых двигателей. Выполняя курсовой проект, мы научимся оценивать влияние основных параметров на характер движения, сможем рассчитать скорость движения в любой точке пути, с учетом безопасности движения поездов, определять расход энергии. На действующих линиях сможем определить наиболее рациональный режим вождения поездов на различных участках и наиболее экономичные условия эксплуатации локомотивов.

Наука о тяге поездов изучает комплекс вопросов, связанных с теорией механического движения поезда, рационального использования локомотивов и экономичного расходования электрической энергии.

Основы теории электрической тяги позволяют решать широкий круг практических вопросов эффективной эксплуатации железных дорог, рассчитать основные параметры вновь проектируемых линий, участков, переводимых на новые виды тяги, намечать основные требования к вновь разрабатываемым локомотивам. С их помощью определяют силы, действующие на поезд, оценивают их влияние на характер движения.

На основании  перечисленных данных составляют график движения поездов, определяют пропускную и провозную способность дороги рассчитывают эксплуатационные показатели локомотивного хозяйства.

На действующих  линиях теория позволяет найти рациональные режимы вождения поездов на различных участках и наиболее экономичные условия эксплуатации локомотивов. При разработке проектов электрофикации дорог определяют токи, по которым рассчитывают систему энергоснабжения.

 

1. Спрямление и приведение профиля пути.

 

При выполнении расчетов, связанных с движением поезда, число элементов профиля пути уменьшаем за счет спрямления элементов, при котором несколько элементов с различными уклонами заменяем одним уклоном – спрямленным участком, имеющим длину , равную сумме их длин. Такая замена позволяет упростить расчеты и до некоторой степени сгладить изменение сил дополнительного сопротивления движению при переходе с одного элемента профиль пути на другой. Спрямленный уклон равен отношению сумм произведений каждого уклона на его длину к длине спрямленного участка:

                   

                                                                                                     (1.1)                

Чтобы в расчетах не допустить больших погрешностей при определении скорости движения, спрямлять можно только близкие по значению и знаку элементы профиля пути. С этой целью после спрямления элементов проводят проверку допустимости их спрямления по эмпирической формуле:

 

                                                  ,                                                      (1.2)

 

где – длина элемента профиля пути, м;

 – абсолютная разность между уклонами спрямляемого участка и проверяемого элемента, ‰_.

Такой проверке подвергаются все элементы, входящие в спрямляемый  участок.

Спрямляем 4,5 элементы:

 

                           ;

      Проверка:

;

Спрямляем 13,14 элементы:

      Проверка:

 

 

Проверка показала, что эти элементы можно спрямить.

 

Кривые участки пути спрямляем  в плане, заменяя их фиктивным подъемом , на котором создается дополнительное сопротивление от кривых. Этот подъем определяется по формуле:

 

                                                                                                 (1.3)

Спрямим 2 элемент.

 

Окончательный или приведенный  подъем определим по формулам:

на подъеме-

                                                  ,                                                   (1.4)

на спуске-

                                                                                                   (1.5)

 

Аналогично спрямляем последующие уклоны. Расчетный подъем и площадки спрямлять нельзя. Результаты всех спрямлений сносим в таблицу 1.1.

 

Таблица.1.1. Спрямление и приведение профиля пути

		, ‰				,‰	,‰	,‰
1	ст.А-1000	0			1000			0	1
2	850	+1,6			850			+1,6	2
3	2000	+9,2	750	900	2000		0,4	+9,6	3
4	950	-3,7	520	550	950		0,7	-3	4
5	2450	+13,7	980	1150	2450		0,2	+13,9	5
6	1550	+2,2			1550			+2,2	6
7	900	-2,5				-2,8		-2,8	7
8	1500	-3,8
9	750	-1,5
10	Ст.Б-900	0			900			0	8
11	2000	-5,4	400	300	2000		0,2	-5,4	9
12	1600	-1,3			1600			-1,3	10
13	2500	+3,7			2500			+3,7	11
14	1800	-16,9	1000	550	1800	0,2		-16,1	12
15	1400	-8,1	750	660	1400	0,4		-7,7	13
16	950	+2,9	800	200	950	0,2		+3,1	14
17	950	+7,8			950			+7,8	15
18	1800	+1,5			1800			+1,5	16
19	1000	-2,4			1000			-2,4	17
20	Ст.В-1100	0			1100			0	18

 

2. Расчет массы состава.

За расчетный  подъем принимаем 11элемент профиля, т.к. он один из самых крутых +13.9 и протяженностью 2450 метров.

Расчетную силу тяги и расчетную скорость для электровоза ВЛ80Т берем из таблицы. 9.1 (/1/,стр.302). На 25-й позиции , .

Массу состава  определяем по формуле:

                                                                         (2.1)

 

где – масса локомотива;

 ‰ – расчетный подъем;

- ускорение свободного падения, (9,81 м/с² ).

Основное удельное сопротивление движению локомотива:

при движении под током  –

 

                                    ;                                   (2.2)

 

Основное удельное сопротивление движению состава:

 

                    ,             (2.4)

 

где ; - основное удельные сопротивления каждого типа вагонов, входящих в состав;

- процентные соотношения масс вагонов различных типов.

Для груженных шестиосных вагонов на роликовых подшипниках  и четырехосных вагонов на подшипниках  скольжения с массой, приходящейся на одну ось > 6 т, в составе поезда основное удельное  сопротивление определяется по формуле:

 

                                                 (2.5)

 

Для   груженных   четырехосных   вагонов   на   роликовых   подшипниках

( > 6 т) в составе поезда:

 

                                                  (2.6)

 

 

 

Основное удельное сопротивление движению поезда находим по формуле:

при движении под  током –

 

                                                                                 (2.7)

 

при движении без  тока (выбег) –

                                                                                 (2.8)

 

Таким образом:

;

;

;

;

;

;

        

 

                                 ;

 

 

2.1. Проверка массы состава по условиям трогания поезда с места.

Проверяем полученную массу  состава по условиям трогания на остановочных пунктах при i=0, а также на наиболее тяжелом подъеме – 5 элемент. Для этого рассчитываем массу состава при трогании. Силу тяги электровоза ВЛ80Т при трогании берем из таблицы 9.1(/1/, стр.302): =677,8 кН.

Массу состава при трогании находим по формуле:

 

                                                                             (2.9)

 

 Удельное  основное сопротивление и дополнительное  сопротивление состава при трогании определяем для четырехосных и шестиосных вагонов на роликовых подшипниках по формуле:

 

                                                                                                 (2.10)

 

Для четырехосных с подшипниками скольжения:

 

                                                                                                 (2.11)

 

Удельное основное сопротивление и дополнительное сопротивление при трогании состава рассчитываем по формуле:

                                                   (3.12)

 

Отсюда получаем:

                                          ;

 

                                          ;          

 

                                         ;

 

                               ;

Масса состава  по условиям трогания на станции:

 

                              ;

 

                              

 

Масса состава  по условиям трогания на подъеме:

 

                           

 

                                                

Проверка сходится.

2.2.Проверка массы состава по длине станционных путей.

 

Длина поезда определяется по формуле:

 

                                                  ,                                               (2.13)

 

где - длина состава, м;

- длина локомотива (табл. 9.1), м;