Оценка расхода электроэнергии на движение поезда по перегону

Размещено на http://www.allbest.ru/

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщений

Кафедра " Электрическая тяга"

Курсовой проект

Оценка расхода электроэнергии на движение поезда по перегону

по дисциплине "Теория электрической тяги"

Выполнил

Пискарев С.А.

Санкт-Петербург

2014



Содержание курсового проекта

Исходные данные

1. Спрямление профиля

2. Определение расчетной массы состава

3. Проверка массы состава по условиям трогания с места

3.1 Рассчитываем удельное сопротивление

3.2 Проверка массы состава

4. Проверка массы состава по длине станционных путей

4.1 Рассчитываем количество вагонов

4.2 Вычисляем массу состава

5. Проверка массы состава по условию равномерного движения на расчетном спуске в режиме рекуперативного торможения

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону

7.1 Определяем расчетное время хода поезда по перегону

7.2 Вычисляем потери электроэнергии при пуске

8. Расчет удельного расхода электроэнергии



Исходные данные

Тип электровоза (количество секций)………………….

Расчетный ток ТД……………………………………….. 500 А

Тип вагона (нагрузка на ось):

--четырехосные полувагоны…………………………. 50 % (15 т)

--шестиосные полувагоны……………………………. 50 % (15 т)

Уровень напряжения в контактной сети………………. 3000 В

Расчетный тормозной путь……………………………... 1000 м

Полезная длина приемоотправочных путей станций….. 1000 м

Процент тормозных осей состава………………………. 90 %

Вариант профиля………………………………………….. 3

Параметры электровоза

Расчетная масса двухсекционного электровоза, т……….……… 184

Тип тягового двигателя……….………………………………… ТЛ2К1

Номинальное напряжение ТЭД, В……….……………….……… 1500

Номинальный ток ТЭД, А………………………………………… 480

Номинальная частота вращения якоря ТЭД, об/мин……….…… 790

Сопротивление обмотки якоря, Ом……….……………………. 0,035

Сопротивление обмотки главных полюсов, Ом….……………… 0,03

Сопротивление обмотки дополнительных полюсов, Ом………….0,01

Сопротивление компенсационной обмотки, Ом…………..…… 0,005

КПД ТЭД……….………………………………………………… 0,931

КПД тяговой передачи…………………………...….…………… 0,985

Передаточное число редуктора……….……………………….… 3,826

Диаметр движущего колеса, мм……….……………………….… 1250

Сопротивление обмотки индуктивного шунта, Ом……………… 0,05

Сопротивление стабилизирующего резистора, Ом……….……… 0,1

Расчетная длина двухсекционного электровоза, м……….……….. 33

Максимальный ток возбуждения ТЭД в режиме рекуперации, А. 500

Расчетный ток, потребляемый на собственные нужды, А………… 42

Ступени ослабления возбуждения ТЭД, ₁……….……………… 0,75

Ступени ослабления возбуждения ТЭД, ₂……….……………… 0,55

Ступени ослабления возбуждения ТЭД, ₃……….……………… 0,43

Ступени ослабления возбуждения ТЭД, ₄……….……………… 0,36

Цель курсового проекта.

Целью курсового проекта является получение навыков расчета массы состава без использования паспортных тяговых характеристик электровоза и оценка расхода электроэнергии на движение поезда по перегону без проведения тяговых расчетов.



1. Спрямление профиля

В исходных данных курсового проекта параметры кривой заданы радиусом R_кр и длиной S_кр без привязки к месту расположения на элементе профиля. Поэтому условно считаем, что ось симметрии кривой совпадает с осью симметрии элемента профиля. В этом случае, для учета сопротивления движению от кривой, элемент профиля разбиваем на три части (рис.1).

Рис.1

Длины частей элемента профиля и их уклоны рассчитываем по следующим формулам:

; S₂ = S_кр;

i₁ = i₃ = i_эл; .

Здесь S_эл - длина элемента профиля, м;

i_эл - уклон элемента профиля, на котором расположена кривая, ‰;

k - коэффициент, зависящий от радиуса кривой. Величину коэффициента k следует принимать по условию:

если R_кр 300 м k = 700;

если R_кр < 300 м k = 430.

На 5 элементе профиля уклон равен 0. Длина равна 4000 метров.

Радиус кривой равен 650 метров, а длина кривой равна 1000 метров. Для более точного учета сопротивления движению от кривой элемент профиля, на котором она расположена, разбивается участок на три части, используя рисунок 1:

0/00

м

м

На 11 элементе профиля уклон равен -2. Длина равна 1000 метров.

Радиус кривой равен 250 метров, а длина кривой равна 500 метров. Для более точного учета сопротивления движению от кривой элемент профиля, на котором она расположена, разбивается участок на три части, используя рисунок 1:

о/оо

м

В пояснительной записке приведен исходный и спрямленный профиль в виде таблицы, а так же расчеты спрямленных уклонов.

№ элемента	iэл, ‰	Sэл, м	ip
1	0	1100	0
2	2	1600	3200
3	4	800	3200
4	-10	2700	-27000
5	0	1500	0
	1,076	1000	1076
	0	1500	0
6	15	2100	31500
7	3	2000	6000
8	-2	5600	-11200
9	0	1400	0
10	4	1900	7600
11	-2	250	-500
	-0,28	500	-140
	-2	250	-500
12	5	2300	11500
13	-1	1200	-1200
14	0	2400	0
15	-1	2000	-2000



2. Определение расчетной массы состава

Определяя расчетную массу состава для электровоза считаем первым делом КПД передачи по формуле:

где _тп - КПД тяговой передачи. По параметрам электровоза КПД тяговой передачи равно 0,985;

_тд - КПД ТЭД принимается равную 0,931.

Принимаем _п =0,951

Общее сопротивление двигателя электровоза считаем по формуле:

R_д = R_я + R_дп + R_ко + R_гп,

где R_я - сопротивление обмотки якоря, Ом;

R_дп - сопротивление обмотки дополнительных полюсов, Ом;

R_ко - сопротивление компенсационной обмотки, Ом;

R_гп - сопротивление обмотки главных полюсов, Ом.

Величины сопротивлений обмоток ТЭД принимаются по параметрам электровоза.

R_д = R_я + R_дп + R_ко + R_гп=0,035+0,01+0,03+0,005=0,08 Ом

Считаем номинальную скорость по формуле:

,

где n_н - номинальная частота вращения якоря ТЭД, об/мин.

D_к - диаметр движущего колеса, м. Принимается по параметрам электровоза;

- передаточное число редуктора. Принимается по параметрам электровоза.

Принимаем

=48,6 км/ч

Номинальное значение магнитного потока СФ_н , определяем по формуле:

где U_дн - номинальное напряжение ТЭД, В. U_дн Принимается по параметрам электровоза;

I_дн - номинальный ток тягового двигателя, А. Принимается по параметрам электровоза;

R_д - суммарное сопротивление обмоток тягового двигателя, Ом;

V_н - номинальная скорость движения, км/ч.

Вч/км

Магнитный поток ТЭД, СФ_к приведенный к ободу движущего колеса, Вч/км определяем по формуле:

где СФ_н - номинальное значение магнитного потока, приведенное к ободу колеса, Вч/км;

I_в - текущее значение тока возбуждения тягового двигателя, А;

I_вн - номинальное значение тока возбуждения тягового двигателя, А. I_вн = I_дн. I_вн = 480 А.

Вч/км

Расчетным режимом работы электровоза постоянного тока является параллельное соединение ТЭД при полном возбуждении - I_в = I_я. Функцию arctg в формуле определяем в радианах.

Расчетная сила тяги электровоза рассчитываем по формуле:

F_кр = 0,367gСФ_кI_яk_п4N_c,

в которой СФ_к - магнитный поток ТЭД, приведенный к ободу движущего колеса, Вч/км;

I_я - ток якоря ТЭД, А.;

k_п - коэффициент, учитывающий механические потери в ТЭД и тяговой передаче, а так же магнитные потери в ТЭД;

N_c - количество секции электровоза.

F_кр = 0,3679,8130,295000,95143=622251,73 Н

Подсчитываем массу вагонов четырехосного полувагона и шестиосного полувагона по формуле:

Q_i = q_oiN_oi,

т.

т.

где N₄, N₆--число осей четырехосного полувагона и шестиосного полувагона.

Расчет основного удельного сопротивления движению электровоза и вагонов следует вести для скорости расчетного режима V_p:

,

км/ч,

где U_кс - напряжение контактной сети.

Величины основного удельного сопротивления движению электровоза и состава вычисляются по следующим формулам:

,

Н/кН,

где V - скорость движения, км/ч

Рассчитываем массовую долю четырехосных вагонов и шестиосных вагонов в составе.

где _i - процентная доля вагонов i-го типа в составе.

Q_i - масса вагонов i-го типа.

%

%

Таблица 1

Тип вагона	аi	bi	ci	di
четырехосный полувагон	0,7	3	0,1	0,0025
шестиосный полувагон		8

Из таблицы 1, где приведены коэффициенты, величина которых зависит от типа вагонов,

считаем основное удельное сопротивление движению вагонов четырехосных вагонов и шестиосных вагонов.

,

Н/кН

Н/кН

Величины основного удельного сопротивления движению состава вычисляются по следующей формуле:

,

Н/кН

Величину расчетного подъема определяем из условия:

i_элi S_элi = max i_p = i_элi,

Расчетная масса состава для электровозов постоянного тока определяется из условий равномерного движения поезда по расчетному подъему при номинальном напряжении на тяговых электродвигателях (ТЭД) и полном возбуждении:

,

т.

Принимаем Q_р =3476т

где F_кр - расчетная сила тяги электровоза, Н;

G - расчетная масса электровоза, т. G=184 т;

g - ускорение силы тяжести, м/с². g = 9,81 м/с²;

- основное удельное сопротивление движению электровоза при расчетной скорости, Н/кН;

i_р - величина расчетного подъема, ‰;

- основное удельное сопротивление движению состава при расчетной скорости, Н/кН.

Рассчитываем расчетная массу трехсекционного электровоза ВЛ11М.

,

т.

. Величина _к рассчитывается для скорости V_р.

Сила тяги может быть ограничена условиями сцепления колес с рельсами, которое рассчитывается по формуле:

F_сц = 1000Gg_к,



3. Проверка массы состава по условиям трогания с места

3.1 Рассчитываем удельное сопротивление

Рассчитываем удельное сопротивление движению состава при трогании с места, Н/кН.

3.2 Проверка массы состава

Проверку массы состава необходимо произвести для расчетного подъема:

,

т.

После вычисления массы состава по условиям трогания с места производим ее сравнение с рассчитанной ранее:

если Q_тр Q_р Q = Q_р;

Q_тр < Q_р Q = Q_тр.

3622 3476 Q = 3476

Принимаем Q =3476т



4. Проверка массы состава по длине приемо-отправочных путей

Согласно Правилам технической эксплуатации (ПТЭ) наибольшая длина поезда должна быть на 10 м меньше длины приемо-отправочных путей станций.

Расчетные длины вагонов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Тип вагона	Расчетная длина, м
четырехосный полувагон	14
шестиосный полувагон	17

4.1 Рассчитываем количество вагонов

Расчитываем количество вагонов i-го типа в составе.

.

вагонов

вагонов

Принимаем число вагонов

=23 и =25, т. к. масса состава, вычисленная в пункте 2.14., должна быть как можно ближе к расчетной.

Вычисляется длина состава, исходя из полученного числа вагонов:

где L₂ - расчетная длина двухсекционного электровоза ВЛ11М, м. L₂ =33 м.;

L_i - расчетная длина четырехосного и шестиосных вагона, м;

N_i - количество четырехосных и шестиосных вагонов в составе.

м

4.2 Вычисляем массу состава

Вычисляем массу состава, исходя из полученного числа вагонов:

.

т.

Принимаем Q =3570 т.



5. Проверка массы состава по условию равномерного движения на расчетном спуске в режиме рекуперативного торможения

Вычисляем расчетную тормозную силу электровоза:

.

=443617Н

Величина расчетного спуска определяется из условия:

i_элiS_элi = min i_pр = i_элi.

‰

Максимальная масса поезда, при которой движение на расчетном спуске с заданной скоростью обеспечивается исключительно за счет рекуперативного торможения, рассчитывается по формуле:

где В_кр - расчетная тормозная сила электровоза, Н;

I_pp - расчетный спуск, ‰.

Н

Вычисление величины основного удельного сопротивления движению электровоза и

состава вычисляем по формулам в пунктах 2.9., 2.11., 2.12. для максимально допустимой скорости движения 80 км/ч.

Н/кН

Н/кН

Для максимально допустимой скорости движения 80 км/ч вычисляю магнитный поток, определяя по формуле:

,

Вч/км

.Ток возбуждения I_в вычисляется после расчета величины СФ_к по формуле:

А

Ток якоря ТЭД в режиме рекуперативного торможения может быть ограничен условиями коммутации. Для электровозов ВЛ11М необходимо выполнение условия:

Проверка условия:

Коэффициент сцепления для режима торможения вычисляется по формуле:

для максимально допустимой скорости движения 80 км/ч.

Для режима торможения максимальная сила по условиям сцепления колес с рельсами устанавливается на 20% ниже, чем в режиме тяги:

В_сц = 0,81000Gg_к.

В_сц(80) = 0,810002769,810,224=485194,75 Н



6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии

Для расчета расхода электроэнергии вычисляем коэффициент инерции вращающихся частей поезда как средневзвешенный для электровоза и состава:

где (1+)_э - коэффициент инерции вращающихся частей электровоза. (1+)_э = 1,225;

(1+)_в - коэффициент инерции вращающихся частей вагонов. (1+)_в = 1,035.

Чтобы подсчитать расчет величин, входящих в таблице 3, которая приведена ниже, начинаем считать величину _min. Принимаем

_min = ₄

из заданных параметров электровоза. Вычисляется величина СФ_к по формуле:

Вч/км



Таблица 3

Режим	Fк	Vср
Пуск	Fкр
Разгон до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения
Разгон на автоматической характеристике
Рекуперативное торможение
Дотормаживание	Fктm

Расчетная сила тяги электровоза до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения рассчитываем по формуле:

F_ка = 0,367gСФ_кI_яmink_п4N_c

F_ка = 0,3679,8118,6475000,360,95143=137904,5Н

Вычисляем величину V_ов по формуле:

Рассчитываем

F_к80 уменьшая I_я на 10 А, чтобы V < 79.

Вычисляем магнитный поток, подставляя уменьшенное значение I_я на 10 А:

Вычисляем скорость при уменьшенной величине I_я выполняя следующее условие:

79 V 81;

Рассчитываем F_к80:

F_к80 = 0,3679,8118,3675000,360,95143=135833,7Н

Вычисляем коэффициент сцепления колес с рельсами для скорости V_ов :

Вычисляем коэффициент сцепления колес с рельсами для скорости 80 км/ч:

Рассчитываем ограничение по сцеплению F_ка и F_к80.

Величину СФ_{кт max} вычисляем по формуле:

,

при подстановке в нее максимального значения тока возбуждения в режиме рекуперации:

Производим проверку величины F_ктm по условиям сцепления колес с рельсами.

F_ктm = 0,367gСФ_кI_яk_п4N_c

F_ктm = 0,3679,8130,625000,95143=668791,6 Н

Вычисляем скорость для V_{p min}:

Коэффициент сцепления колес с рельсами рассчитываем для скорости V_{p min};

Ограничение по сцеплению - по формуле:

В_сц = 0,81000Gg_к(ктm)

В_сц(ктm) = 0,810002769,810,249=539345,95 Н

Скорость окончания рекуперации вычисляем из условия равенства ЭДС ТЭД и напряжения контактной сети на низшем соединении ТЭД в режиме рекуперации для заданного значения тока якоря:

,

где m = 4. При нечетном числе секций электровоза низшим соединением ТЭД является последовательно-параллельное соединение.

Вычисляем расчетную тормозную силу электровоза:

Н

На основе полученных данных заполняем таблицу 3:

Режим	Fк	Vср
Пуск	622251	24,1
Разгон до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения	380077	63,4
Разгон на автоматической характеристике	136869	79,4
Рекуперативное торможение	604068	64
Дотормаживание	668791	13

Величина основного удельного сопротивления движению вычисляется отдельно для каждого участка по формуле:

Величины и вычисляются по формулам из пункта 2.9., 2.11., 2.12. соответственно при подстановке в них скоростей движения V_сp взятые из таблицы 3.

Величина основного удельного сопротивления движению в режиме пуска:

Н/кН

Н/кН

Н/кН

Величина основного удельного сопротивления движению в режиме разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Н/кН

Величина основного удельного сопротивления движению в режиме разгона на автоматической характеристике в данном курсовом проекте отсуствует, так как есть небольшая разница в величине F_ка(ов) и F_к80 и она не сильно влияет на скоростные характеристики поезда.

Величина основного удельного сопротивления движению в режиме рекуперативного торможения:

Н/кН

Величина основного удельного сопротивления движению в режиме дотормаживания:

Н/кН

Величину эквивалентного уклона рассчитываемого участка вычисляем по формуле:

Разгон на каждом участке, а также замедление поезда считаем равноускоренным с ускорением, равным среднему ускорению на соответствующем участке:

где F_к - сила тяги (торможения), Н;

w_о - основное удельное сопротивление движению, Н/кН;

i_э - эквивалентный уклон рассчитываемого участка, ‰;

1+ - коэффициент инерции вращающихся частей.

Знак "-" в формуле соответствует режиму тяги, "+" - режиму торможения.

Правила выбора величины F_к сведены в табл.3.

Считаем среднее ускорение на участке пуска:

м/с²

Считаем среднее ускорение на участке до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

м/с²

Считаем среднее ускорение на участке в режиме рекуперативного торможения:

м/с²

Считаем среднее ускорение на участке в режиме дотормаживания:

м/с²

На основе полученных данных заполняем таблицу 4:

Таблица 4

Пуск	Vр, км/ч	Fк, Н	wo, Н/кН	ап, м/с2
	48,2	622251	251	0,133
Разгон до выхода на	Vов, км/ч	Fк, Н	wo, Н/кН	аов, м/с2
максимальную ступень	78,8	137904,5	2,3	0,66
ослабления возбуждения
Рукеперативное торможение	Vp min, км/ч	Fк, Н	wo, Н/кН	арт, м/с2
	48	604068	251	0,175
Дотормаживание	26,5	Fк, Н	wo, Н/кН	адт, м/с2
		668791	1,09	0,182



7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону

В данном пункте производим расчет расхода электроэнергии на движение поезда для следующих значений скорости V_п: 40; 50; 60; 70; 80 км/ч. При этом условно считаем, что траектория движения поезда включает шесть участков рисунка 2:

В зависимости от величины скорости V_п, которая определяем заданным временем хода по перегону и его длиной, в кривой движения данного курсового проекта отсутствует участок разгона на автоматической характеристике.

Для каждого значения скорости V_п, которая равна 40, 50, 60, 70 и 80 км/ч соответственно, рассчитываем время прохождения соответствующего участка разгона по формуле:

,

где V_i - изменение скорости на соответствующем участке разгона, км/ч,

а_i - усредненное ускорение на соответствующем участке разгона, м/с². Принимаем из таблицы 4.

Путь, пройденный поездом, на соответствующем участке разгона, м:

,

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке движения с постоянной скоростью, м.

S_у = S_пер - S_рп - S_ров - S_рт - S_дт,

где S_пер - длина рассчитываемого перегона, м;

S_рп - путь пуска, м;

S_ров - путь разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения, м; S_рт - путь рекуперативного торможения, м; S_дт - путь дотормаживания, м.

.

время движения с постоянной скоростью, которая вычисляется по формуле:

;

расчетное время хода поезда по перегону определяем, как суммарное время прохождения отдельных участков кривой движения:

Т_х = t_п + t_ов + t_а + t_у + t_рт + t_дт,

где t_п - время пуска, мин;

t_ов - время разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения, мин;

t_у - время движения с постоянной скорости, мин;

t_рт - время рекуперативного торможения, мин;

t_дт - время дотормаживания, мин..

Рассчитываем основное удельное сопротивление движению поезда на участке движения с постоянной скоростью для каждого значения скорости V_п;

,

,

.

Затраты электроэнергии на участке движения с постоянной скоростью вычисляем по формуле:

.

Вычисляем затраты электроэнергии на преодоление сопротивления движения на участке разгона производим как сумму затрат электроэнергии:

А_wр = А_wрп + А_wров ,

где А_wрп - расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при пуске, кВтч;

А_wров - расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при разгоне до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения, кВтч.

Расчет каждой составляющей производим по формуле:

,

где w_орi - усредненное основное удельное сопротивление движению поезда на соответствующем участке разгона, Н/кН. Принимаем из табл.4;

Вычисляем расход электроэнергии на приобретение поездом кинетической энергии по формуле:

.

Потери электроэнергии при пуске вычисляются как доля от расхода электроэнергии при разгоне до скорости выхода на безреостатную позицию параллельного соединения ТЭД:

,

где w_оп - усредненное основное удельное сопротивление движению поезда на пути пуска, Н/кН. Принимается из табл.4;

k_п - коэффициент пусковых потерь. Для электровоза ВЛ11М при числе секций равное 3, k_п = 0,5.

Подсчет расходов электроэнергии на собственные нужды по формуле:

.

Рассчитываем расход электроэнергии преодоление сопротивления движению при движении с постоянной скоростью,

При рекуперативном торможении количество электроэнергии, возвращаемое в контактную сеть равно разности кинетической энергии поезда в начале и конце рекуперативного торможения за вычетом расхода электроэнергии на преодоление сопротивления движению на пути рекуперативного торможения, которую считаем по формуле:

,

где w_орт - усредненное основное удельное сопротивление движению поезда на пути рекуперативного торможения, Н/кН. Принимаем из таблицы 4.

Рассчитываем время пуска при скорости V_п, равная 40 км/ч:

мин.

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке пуска:

Вычисляем затраты электроэнергии на преодоление сопротивления движения на участке пуска:

Рассчитываем время рекуперативного торможения:

мин.

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке рекуперативного торможения:

Рассчитываем время на участке дотормаживания:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке дотормаживания:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке движения с постоянной скоростью,

Sу = 32100 - 470 - 38,5 -147=31444,5 м. Рассчитываем время, пройденного поездом на участке движения с постоянной скоростью, 7.1 Определяем расчетное время хода поезда по перегону Тх=1,4+47,17+0,34+0,67=49,58 мин. Рассчитываем основное удельное сопротивление движению поезда на участке движения с постоянной скоростью для скорости Vп=40 км/ч Н/кН Н/кН Производим подсчет расходов электроэнергии на преодоление сопротивления движению при движении с постоянной скоростью:

Вычисляем расход электроэнергии на приобретение поездом кинетической энергии:

7.2 Вычисляем потери электроэнергии при пуске

Производим подсчет расходов электроэнергии на собственные нужды:

Считаем количество электроэнергии, возвращаемое в контактную сеть при рекуперативном торможении:

Рассчитываем время пуска при скорости V_п, равная 50 км/ч:

мин.

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке пуска:

Рассчитываем время разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Рассчитываем путь, пройденный поездом до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Вычисляем затраты электроэнергии на преодоление сопротивления движения на участке пуска:

Вычисляем затраты электроэнергии на преодоление сопротивления движению при разгоне до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Рассчитываем время рекуперативного торможения:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке рекуперативного торможения:

Рассчитываем время на участке дотормаживания:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке дотормаживания:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке движения с постоянной скоростью,

S_у = 32100 - 488,7 -0,012 - 121 -147=31322,2 м.

Рассчитываем время, пройденного поездом на участке движения с постоянной скоростью,

Определяем расчетное время хода поезда по перегону:

Т_х=1,68+0,012+37,6+0,62+0,67=

Рассчитываем основное удельное сопротивление движению поезда на участке движения с постоянной скоростью для скорости V_п=50 км/ч

Н/кН

Н/кН

Производим подсчет расходов электроэнергии на преодоление сопротивления движению при движении с постоянной скоростью:

Вычисляем расход электроэнергии на приобретение поездом кинетической энергии:

Вычисляем потери электроэнергии при пуске:

Производим подсчет расходов электроэнергии на собственные нужды,

Считаем количество электроэнергии, возвращаемое в контактную сеть при рекуперативном торможении:

Рассчитываем время пуска при скорости V_п, равная 60 км/ч:

мин.

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке пуска:

Рассчитываем время разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Рассчитываем путь, пройденный поездом до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Вычисляем затраты электроэнергии на преодоление сопротивления движения на участке пуска:

Вычисляем затраты электроэнергии на преодоление сопротивления движению

при разгоне до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Рассчитываем время рекуперативного торможения:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке рекуперативного торможения:

Рассчитываем время на участке дотормаживания:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке дотормаживания:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке движения с постоянной скоростью,

S_у = 32100 - 488,7 -7,6 - 243,9 -147=31212,8 м.

Рассчитываем время, пройденного поездом на участке движения с постоянной скоростью,

Определяем расчетное время хода поезда по перегону:

Т_х=1,68+0,08+31,21+0,88+0,67=34,52 мин.

Рассчитываем основное удельное сопротивление движению поезда на участке движения с постоянной скоростью для скорости V_п=60 км/ч

Производим подсчет расходов электроэнергии на преодоление сопротивления движению при движении с постоянной скоростью:

Вычисляем расход электроэнергии на приобретение поездом кинетической энергии:

Вычисляем потери электроэнергии при пуске:

Производим подсчет расходов электроэнергии на собственные нужды,

Считаем количество электроэнергии, возвращаемое в контактную сеть при рекуперативном торможении:

Рассчитываем время пуска при скорости V_п, равная 70 км/ч:

мин.

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке пуска:

Рассчитываем время разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Рассчитываем путь, пройденный поездом до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Вычисляем затраты электроэнергии на преодоление сопротивления движения на участке пуска:

Вычисляем затраты электроэнергии на преодоление сопротивления движению при разгоне до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Рассчитываем время рекуперативного торможения:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке рекуперативного торможения:

Рассчитываем время на участке дотормаживания:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке дотормаживания:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке движения с постоянной скоростью,

S_у = 32100 - 488,7 -26,7 -416,5 -147=31021,1 м.

Рассчитываем время, пройденного поездом на участке движения с постоянной скоростью,

Определяем расчетное время хода поезда по перегону:

Т_х=1,68+0,15+ 27+1,15+0,67=30,65 мин.

Рассчитываем основное удельное сопротивление движению поезда на участке движения с постоянной скоростью для скорости V_п=70 км/ч

Производим подсчет расходов электроэнергии на преодоление сопротивления движению при движении с постоянной скоростью:

Вычисляем расход электроэнергии на приобретение поездом кинетической энергии:

Вычисляем потери электроэнергии при пуске:

Производим подсчет расходов электроэнергии на собственные нужды,

Считаем количество электроэнергии, возвращаемое в контактную сеть при рекуперативном торможении:

Рассчитываем время пуска при скорости V_п, равная 80 км/ч:

мин.

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке пуска:

Рассчитываем время разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Рассчитываем путь, пройденный поездом до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Вычисляем затраты электроэнергии на преодоление сопротивления движения на участке пуска:

Вычисляем затраты электроэнергии на преодоление сопротивления движению при разгоне до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения:

Рассчитываем время рекуперативного торможения:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке рекуперативного торможения:

Рассчитываем время на участке дотормаживания:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке дотормаживания:

Рассчитываем путь, пройденный поездом на участке движения с постоянной скоростью, состав движение торможение электроэнергия

Sу = 32100 - 488,7 -57,5 -626,2 -147=30780,6 м. Рассчитываем время, пройденного поездом на участке движения с постоянной скоростью, Определяем расчетное время хода поезда по перегону: Тх=1,68+0,22+ 23,08+1,41+0,67=27,06 мин. Рассчитываем основное удельное сопротивление движению поезда на участке движения с постоянной скоростью для скорости Vп=80 км/ч Производим подсчет расходов электроэнергии на преодоление сопротивления движению при движении с постоянной скоростью:

Вычисляем расход электроэнергии на приобретение поездом кинетической энергии:

Вычисляем потери электроэнергии при пуске:

Производим подсчет расходов электроэнергии на собственные нужды,

Считаем количество электроэнергии, возвращаемое в контактную сеть при рекуперативном торможении:

Результаты всех расчетов сделанные выше заносятся в таблицу 6.



Таблица 6

Vп, км/ч	40	50	60	70	80
tп, мин	1,4	1,68	1,68	1,68	1,68
tов, мин	0	0,012	0,08	0,15	0,22
tу, мин	47,17	37,6	31,21	27	23,08
tрт, мин	0,34	0,62	0,88	1,15	1,41
tдт, мин	0,67	0,67	0,67	0,67	0,67
Тх, мин	49,58	40,58	34,52	30,65	27,06
Sрп, м	470	488,7	488,7	488,7	488,7
Sров, м	0	0,17	7,6	26,7	57,5
Sу, м	31444,5	31343,3	31212,8	31,21,1	30780,6
Sрт, м	38,5	121	243,9	416,5	626,2
Sдт, м	147	147	147	147	147
Ак, кВт?ч	75,36	117,75	169,57	230,8	301,45
Апп, кВт?ч	40,07	55,91	55,91	55,91	55,91
Асн, кВт?ч	154,9	128,11	108,73	96,54	82,23
Аwрп, кВт?ч	12,03	12,51	12,51	12,51	12,51
Аwров, кВт?ч	0	0,005	0,25	0,9	1,95
Аwр, кВт?ч	12,03	12,515	12,76	13,41	14,46
Аwп, кВт?ч	805,01	934,9	1023,7	1023,8	1231,2
Ат, кВт?ч	1087,37	1249,19	1370,67	1420,46	1685,25
Ар, кВт?ч	35,23	70,14	112,62	162,58	220,15
А, кВт?ч	1052,14	1179,05	1258,05	1257,88	1465,1
	1,71	1,94	2,2	2,5	2,83
абр, Вт?ч/т?км	0,0088	0,0101	0,0111	0,0115	0,0136
а, Вт?ч/т?км	0,0085	0,009	0,0101	0,0101	0,0118



8. Расчет удельного расхода электроэнергии

Удельным расходом электроэнергии на железнодорожном транспорте называется расход электроэнергии на выполнении единицы перевозочного процесса. В грузовом движении это величина электроэнергии, затраченной на единицу выполненной работы..

Для следующих значений скорости V_п: 40; 50; 60; 70; 80 км/ч, рассчитываем удельный расход электроэнергии, которые определяется выражением:

Для скорости V_п=40км/ч рассчитываем удельный расход электроэнергии:

Для скорости V_п=50км/ч рассчитываем удельный расход электроэнергии:

Для скорости V_п=60км/ч рассчитываем удельный расход электроэнергии:

Для скорости V_п=70км/ч рассчитываем удельный расход электроэнергии:

Для скорости V_п=80км/ч рассчитываем удельный расход электроэнергии:

Для оценки эффективности применения рекуперативного торможения на участке используем величину удельного расхода электроэнергии без учета рекуперации:

.

Для скорости V_п=40км/ч рассчитываем удельный расход электроэнергии без учета рекуперации:

Для скорости

V_п=50км/ч рассчитываем удельный расход электроэнергии без учета рекуперации:

Для скорости V_п=60км/ч рассчитываем удельный расход электроэнергии без учета рекуперации:

Для скорости V_п=70км/ч рассчитываем удельный расход электроэнергии без учета рекуперации:

Для скорости V_п=80км/ч рассчитываем удельный расход электроэнергии без учета рекуперации:

Результаты расчета заносим в таблицу 6.

По результатам расчета строим зависимости а = (Т_х), а_бр = (Т_х).

Размещено на Allbest.ru