Токоприемник Л-1У1-01

    Коэффициент полезного действия электрической тяги определяется произведением КПД составляющих звеньев:

Yэ= ηэс * ηпт * ηлэп * ηтп * ηкс * ηэ

где  ηэс – КПД тепловой электростанции;

       ηпт – повысительного трансформатора;

       ηлэп – линии электропередачи;

       ηтп – тяговой подстанции;

       ηкс – контактной сети;

       ηэ – электровоза;

Yэ = (0,36*0,98*0,96*0,92*0,94*0,85)*100% = 24%

Задача № 2

Построение тяговой характеристики электровоза.

1 по заданным электромеханическим характеристикам тягового электродвигателя построить тяговую характеристику электровоза.

2 определить касательную мощность электровоза на расчетном режиме.

Методические указания к задаче № 2

1. Важнейшей характеристикой локомотива является тяговая характеристика, которая представляет собой графическую зависимость касательной силы тяги локомотива (на ободе его колес) Fк от скорости движения V.

Тяговую характеристику локомотива Fк = f(V) можно рассчитать и построить исходя из электромеханических характеристик тягового электродвигателя, отнесенных к ободу движущих колес.

Основными электромеханическими характеристиками тягового электродвигателя, отнесенными к ободу движущих колес, является зависимость скорости движения локомотива от  тока электродвигателя V = f(Iд) (скоростная характеристика) и зависимость силы тяги, реализуемой одной движущей колесной парой, от тока электродвигателя Fкд  = f(Iд)3.

Электромеханические характеристики, отнесенные к ободу движущих колес, для тяговых двигателей, указаны в задании.

Электромеханические характеристики тягового двигателя, принятого в соответствии с заданием, необходимо аккуратно вычертить (лучше на миллиметровой бумаге), сделать подрисуночную подпись и поместить в контрольную работу.

Для построения зависимости Fк = f(V) необходимо задать несколькими (пятью-шестью) значениями тока электродвигателя (например, 200А, 300А и т.д.) и по электромеханическим характеристикам определить соответствующие значения силы тяги Fкд и скорости движения V.

Полная касательная силы тяги электровоза определяется по формуле:

Fк = Fкдm

где m – количество тяговых двигателей на локомотиве.

Полученные данные удобно снести в таблицу, составленную по следующей форме:

       Данные 2 и 4 столбцов таблицы являются координатами точек искомой тяговой характеристики. Нанеся эти точки на планшет с системой координат Fк – V и соединив их плавной кривой (с помощью лекала), получаем тяговую характеристику электровоза Fк = f(V).

На построенную тяговую характеристику следует нанести ограничения силы тяги по сцеплению колес локомотива с рельсами и по конструкционной (наибольшей допустимой) скорости.

Для наложения на тяговую характеристику ограничения по условиям сцепления движущих колес локомотива с рельсами необходимо рассчитать и построить зависимость наибольшей касательной силы тяги, которая может быть реализована электровозом при отсутствии боксования колес, от скорости движения  Fсц = f(V):

Fсц = Рсц * ψк,

где  Fсц – наибольшая сила тяги локомотива, допустимая по условиям сцепления колес с рельсами, кН;

Рсц – сцепной вес электровоза (нагрузка, передаваемая от движущих колес на рельсы), кН;

ψк – расчетный коэффициент сцепления.

Рсц = П * m,

где  П – нагрузка от движущей колесной пары на рельсы, к Н (задана); m - число движущих колесных пар электровоза (равное количеству тяговых двигателей);

Правилами тяговых расчетов для поездной работы установлены следующие эмпирические формулы для определения  ψк:

1)   электровозы постоянного тока:

ψк = 0,28 + (3 / (50+20 * V)) – 0,0007 * V;

2)              электровозы переменного тока:

ψк = 0,28 + (4 / (50+6 *V)) – 0,0006 * V.

Здесь V – скорость движения электровоза, км/ч.

Величина Fсц вычисляется для нескольких значений скорости (0; 10; 20; 30; 40; 50 и т.д. км/ч).

Результаты расчета зависимости Fсц = f(V) удобно свести в таблицу, составленную по следующей форме:

Рсц = 230 * 12 = 2760 кН

ψк 0 = 0,28 + (3/ (50+20*0)) – 0,0007 * 0 = 0,340

Fсц 0 = 2760 * 0,340 = 938,4 кН

ψк 10 = 0,28 + (3 / (50+20*10)) – 0,0007 * 10 = 0,285

Fсц 10 = 2760* 0,285 = 786,6 кН

ψк 20 = 0,28 + (3 / (50+20*20)) – 0,0007* 20 = 0,272

Fсц 20 = 2760 * 0,272 = 750,7 кН

ψк 30 = 0,28 + (4/ (50+20*30)) – 0,0007 * 30 = 0,263

Fсц 30 = 2760* 0,263 = 725,8 кН

ψк 40 = 0,28 + (3 / (50+20*40)) – 0,0007 * 40 = 0,255

Fсц 40 = 2760 * 0,255 = 703,8 кН

ψк 50 = 0,28 + (3 / (50+20*50)) – 0,0007 * 50 = 0,247

Fсц 50 = 2760 * 0,247 = 681,7 кН

ψк 60 = 0,28 + (3/ (50+20*60)) – 0,0007 * 60 = 0,240

Fсц 60 = 2760 * 0,240 = 662,4 кН

ψк 70 = 0,28 + (3 / (50+20*70)) – 0,0007 * 70 = 0,233

Fсц 70 = 2760* 0,233 = 643,0 кН

ψк 80 = 0,28 + (3 / (50+20*80)) – 0,0007 * 80 = 0,225

Fсц 80 = 2760 * 0,225 = 621,0 кН

ψк 90 = 0,28 + (3 / (50+20*90)) – 0,0007 * 90 = 0,218

Fсц 90 = 2760 * 0,218 = 601,6 кН

ψк 100 = 0,28 + (3 / (50+20*100)) – 0,0007 * 100 = 0,211

Fсц 100 = 2760 * 0,211 = 582,3 кН

По данным столбцов 1 и 3 наносим точки на планшет с тяговой характеристикой и соединяем их плавной кривой. Это и будет графическая зависимость Fсц = f(V) - ограничение по условиям сцепления  движущих колес локомотива с рельсами.

Ограничение по конструкционной скорости наносится на тяговую характеристику в виде вертикальной линии, проходящей через значение Vконстр.

Построение выполняется на миллиметровой бумаге. Тяговая характеристика и ограничивающие линии проводятся остро заточенным карандашом. Для построения рекомендуются масштабы:

скорость V : 1км/ч -1 мм;

сила тяги Fк : 40 кН – 1 см или 50 кН – 1см.

В точке пересечения кривой Fсц = f(V) и тяговой характеристики Fк = f(V) полностью используется как сцепной вес локомотива, так и мощность его тяговых электродвигателей.

Поэтому режим работы электровоза, соответствующий этой точке (Fкр и Vр), может быть принят за расчетный при определении массы состава.

2. Касательная мощность электровоза (на ободе движущих колес) при расчетных тяговых параметрах (Fкр и Vp) может быть вычислена по формуле: