Расчет электрооборудования вагонов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет электрического освещения

Рисунок 1 - Планировка мягкого вагона 1 - купе; 2 - служебное помещение; 3 - проход; 4 - туалет; 5 - большой коридор; 6 - малый коридор; 7 - тамбур; 8 - котельная

Высота потолка в коридоре - 2100, высота потолка в купе - 2600.

Необходимый световой поток светильника, лм, определяется по формуле

где - заданная норма освещенности, лк, для пассажирских салонов, купе, служебных отделений составляет 150 лк на уровне диванов, для туалетов и проходов - 100 лк, коридоров и тамбуров - 75 лк, вспомогательных помещений- 50 лк;

- коэффициент запаса, учитывает старение и запыленность ламп и принимается для люминесцентных ламп =1,5;

- освещаемая площадь, м². Площадь помещения определяется по планировке вагона (рисунке 1);

вагон освещение электродвигатель нагреватель

- отношение средней освещенности к минимальной. Коэффициент z характеризует равномерность освещения помещения и равен 1,1 для люминесцентных ламп;

- число светильников в помещении;

- коэффициент использования светового потока, зависящий от типа светильника, коэффициентов отражения стен , потолка , пола или рабочей поверхности и от характеристики (индекса) помещения . Последняя определяется по формуле

где - длина помещения (для прохода - расстояние между светильниками), м;

- ширина помещения, м;

- расчетная высота подвески светильника (до уровня диванов в салоне, купе или пола в остальных помещениях), м.

Значение коэффициентов отражения принимаются равными: для чистых белых потолков - 0,7, темных матовых потолков - 0,5, белых стен с незашторенными окнами - 0,5, темных стен с незашторенными окнами - 0,3, светлой нижней рабочей поверхности - 0,3, темной нижней рабочей поверхности или пола - 0,1.

В соответствии с выбранными , подбирается значение по таблице Б.3 приложения [1]. Потребный световой поток ламп в светильнике определяется по формуле

где - часть светового потока, приходящаяся на нижнюю полусферу. Для вагонных светильников, расположенных на поверхности потолка, =0,8.

По полученному значению выбираются тип ламп, их мощность и количество (таблица Б.4) [1]. Расчет считается законченным, если фактический световой поток выбранных ламп отличается на ±5% от требуемого светового потока .

Производим расчет освещения для купе.

В купе принимаем люминесцентное освещение. Количество светильников шт.

Определяем освещаемую площадь , м²

Для купе принимаем: лк, , , , , . Индекс помещения для купе:

Исходя из выбранных коэффициентов ,,, принимаем значение равным 0,2 [1].

Тогда световой поток для купе:

лм.

Потребный световой поток, лм

лм.

Исходя из потребного светового потока 1 светильник с двумя лампами ЛХБ-40 со световым потоком 2600 лм, мощностью 40 Вт.

Определим расхождение между фактическим и потребным световыми потоками, %

Расхождения между фактическим световым и потребным потоками не превышает 5%. Окончательно принимаем светильник с двумя лампами ЛХБ-40.

Ввиду аналогичности расчета освещения для всех помещений вагона, для остальных помещений результаты расчета заносим в таблицу 1.

Таблица 1 - Результаты расчета электрического освещения

По результатам расчета определяется суммарная мощность люминесцентных ламп .

Вт.

2. Расчет электродвигателей приводов

На пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха установлены электродвигатели для привода вентилятора, электродвигатели компрессора и вентилятора конденсатора холодильной установки, преобразователей для электроснабжения переменным током люминесцентного освещения.

Мощность электродвигателя вентилятора, кВт, определяется по формуле

где k - коэффициент запаса, k = 1,1…1,3, принимаем k = 1,3;

Q - максимальная производительность вентилятора, Q=1,51 м³/с;

Н - аэродинамическое сопротивление вентиляционной системы напор, H=520 Па;

- полный КПД вентилятора, = 0,5…0,6, принимаем =0,5;

- КПД передачи, = 0,85…1,0, принимаем =0,93.

В соответствии с потребной мощностью выбираем электродвигатель [1]

П-22 номинальной мощностью кВт, коэффициентом полезного действия при частоте вращения об/мин.

Номинальный ток определим по формуле

где U_Н - номинальное напряжение, U_Н = 110 В.

.

Мощность электродвигателя вентилятора конденсатора, Вт, определяем по формуле (5), где k = 1,1, Q=4 м³/с, H=340 Па, =0,5, =0,935.

В соответствии с потребной мощностью выбираем электродвигатель [1]

П-41 номинальной мощностью Р_н=3,2 кВт, коэффициентом полезного действия при частоте вращения n=1500 об/мин_.

Рассчитаем номинальный ток по формуле (6)

Мощность электродвигателя насоса отопления, кВт, определим по формуле

где k - коэффициент запаса, k = 1,1…1,3, принимаем k = 1,2;

Q - максимальная производительность вентилятора, Q=3•10^-3 м³/с;

Н - аэродинамическое сопротивление вентиляционной системы напор, H=2,7•10⁴ Па;

- КПД насоса, =0,3…0,6, принимаем =0,51;

- КПД передачи, = 0,85…1,0, принимаем =0,95.

В соответствии с потребной мощностью выбираем электродвигатель [1] П-12 номинальной мощностью кВт, коэффициентом полезного действия при частоте вращения об/мин.

Номинальный ток определим по формуле (6)

.

Мощность электродвигателя компрессора холодильной установки, кВт, определяется по формуле

где - подача компрессора, =0,33 кг/с;

- теоретическая работа сжатия в компрессоре, принимаем =26 кДж/кг;

- индикаторный КПД, ;

- механический КПД, =0,85…0,90, принимаем =0,85;

k - коэффициент запаса, k = 1,1…1,3, принимаем k = 1,2;

- КПД передачи, = 0,85…1,0, принимаем =0,85.

В соответствии с потребной мощностью выбираем электродвигатель П-81 номинальной мощностью Р_н=19 кВт, коэффициентом полезного действия при частоте вращения n=1000 об/мин_.

Рассчитаем номинальный ток по формуле (6)

.

Результаты расчета и выбора электродвигателей заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Результаты расчета и выбора электродвигателей

3. Расчет нагревателей

Электрические нагреватели используются в системах отопления, электрокипятильниках, в обогревателях сливных и наливных труб.

Мощность электронагревательных приборов, кВт, определяется по формуле

где k - коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения и «старение» нагревателей, k = 1,1…1,3 [1]:

- для нагревателей калорифера и электропечей k=1,1;

- для нагревателей кипятильника, наливных и сливных труб k=1,2;

Q - потребная теплопроизводительность, Вт;

- для нагревателей калорифера Q = 11200 Вт;

- для нагревателей электропечей Q = 8500 Вт;

- для нагревателей кипятильника Q = 1640 Вт;

- для нагревателей наливных и сливных труб Q = 270 Вт;

_Э - КПД нагревательного прибора, принимается равным:

- для нагревателей в котлах отопления и в кипятильниках -

_Э = 0,85…0,95, принимаем _Э = 0,85;

- для электропечей и калориферов - _Э = 0,65…0,85, принимаем _Э = 0,85;

- для нагревателей наливных и сливных труб - _Э = 0,6…0,8, принимаем _Э = 0,65.

Мощность калорифера

Для калорифера выбираем ТЭНы 10.30.31 на напряжение 125 В и мощностью 0,5 кВт [1].

Тогда, количество ТЭНов

где Р_т - мощность одного ТЭНа, кВт.

Принимаем количество равное 29 штук.

Следовательно, фактическая мощность калорифера, кВт

Мощность электропечей, кВт

Для электропечей выбираем ТЭНы ЭТ-32 на напряжение 110 В и мощностью 0,1 кВт [1].

Тогда, количество ТЭНов

Принимаем количество ТЭНов равное 110 штук.

Следовательно, фактическая мощность, кВт

Мощность электрокипятильника, кВт

Для электрокипятильника выбираем 2 ТЭНа 10.30.30 на напряжение 125 В и мощностью 1,2 кВт.

Тогда, фактическая мощность, кВт

Мощность нагревателей наливных и сливных труб, кВт

Для нагревателей наливных и сливных труб выбираем ТЭН 10.30.31 на напряжение 125 В и мощностью 0,5 кВт.

Следовательно, фактическая мощность

Результаты расчета и выбора ТЭНов заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Результаты расчета и выбора ТЭНов

Литература

1. Расчет электрооборудования вагонов: учебно-методическое пособие по расчетно-графическим работам для студентов специальности «Вагоны»/ Э.А. Лисичкин; М-во образования РБ, БелГУТ. - Гомель: БелГУТ, 2012. - 36 с.

Размещено на Allbest.ru