Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Иващенко В.О.
|
|
Теория электрической тяги. Конспект лекций. – СПб: ПГУПС, 2012. – 118 с.
Библиогр.: 11 назв.
Настоящее учебное пособие преследует цель помочь студентам старших курсов в освоении теоретического материала по дисциплинам " Теория электрической тяги" и " Теория тяги поездов".
Учебное пособие содержит конспект лекций, и предназначено для студентов электротехнических и электромеханических специальностей очной и заочной формы обучения.
Рецензент кандидат техн. наук, доцент Н.О.Фролов(Уральский государственный университет путей сообщения).
Содержание
| стр. | |
| 1. Определение и содержание науки о тяге поездов ………... | |
| 2. Уравнение движения поезда ………………………………. | |
| 2.1. Уравнение движения одиночного экипажа …………….. | |
| 2.2. Уравнение движения поезда …………………………….. | |
| 2.3. Методы интегрирования уравнения движения поезда … | |
| 2.3.1. Графический метод ……………………………………. | |
| 2.3.2. Аналитический метод …………………………………. | |
| 2.3.3. Численные методы …………………………………….. | |
| 3. Сопротивление движению поезда ………………………… | |
| 3.1. Основное сопротивление движению ……………………. | |
| 3.1.1. Сопротивление движению при трогании с места ……. | |
| 3.2. Дополнительное сопротивление движению ……………. | |
| 3.2.1. Сопротивление движению от уклонов ……………….. | |
| 3.2.2. Сопротивление движению от кривых ………………… | |
| 3.2.3. Сопротивление движению в тоннелях ………………... | |
| 3.2.4. Сопротивление движению от подвагонных генераторов …………………………………………………………………….. | |
| 3.3. Добавочное сопротивление движению …………………. | |
| 3.3.1. Сопротивление движению от ветра …………………… | |
| 3.3.2. Сопротивление движению от низких температур ……. | |
| 3.4. Мероприятия по снижению сопротивления движению.. | |
| 4. Образование и реализация силы тяги …………………….. | |
| 4.1. Образование силы тяги при точечном контакте колеса и рельса …………………………………………………………………. | |
| 4.2. Реализация силы тяги с учетом упругой деформации колеса и рельса ………………………………………………………. | |
| 4.2.1. Взаимодействие колеса и рельса при отсутствии вращающего момента ……………………………………………….. | |
| 4.2.2. Перераспределение сил взаимодействия колеса и рельса под действием вращающего момента ………………………. | |
| 4.2.3. Срыв сцепления ………………………………………… | |
| 4.3. Практическая оценка коэффициента сцепления ……….. | |
| 4.4. Факторы, влияющие на реализацию силы тяги ………… | |
| 4.5. Мероприятия по повышению использования сцепной массы …………………………………………………………………. | |
| 4.6. Сравнение схем соединения тяговых двигателей по отношению к боксованию …………………………………………….. | |
| 5. Торможение ………………………………………………… | |
| 5.1. Классификация систем торможения ЭПС ……………… |
| 5.2. Принцип возникновения тормозной силы при механическом колодочном торможении …………………………………… | |
| 5.3. Расчетный тормозной коэффициент …………………….. | |
| 5.4. Общие требования к системам электрического торможения ………………………………………………………………….. | |
| 5.5. Реостатное торможение с самовозбуждением тягового двигателя ……………………………………………………………… | |
| 5.6. Реостатное торможение с независимым возбуждением тягового двигателя …………………………………………………… | |
| 5.7. Реверсивное торможение (торможение противовключением) …………………………………………………………………. | |
| 5.8. Рекуперативное торможение …………………………….. | |
| 6. Энергетика движения поезда ……………………………… | |
| 6.1. Задачи расчета расхода электроэнергии на движение поезда …………………………………………………………………. | |
| 6.2. Аналитический метод определения расхода электроэнергии ……………………………………………………………….. | |
| 6.3. Статистические методы определения расхода электроэнергии ……………………………………………………………… | |
| 6.4. Оценка расхода электроэнергии на движение поезда по перегону ………………………………………………………………. | |
| 6.5. Факторы, влияющие на расход электроэнергии ………... | |
| 6.6. Выбор энергооптимального режима движения поезда по перегону ………………………………………………………….. | |
| 6.7. Методы энергооптимизации скорости движения поезда | |
| 7. Нагревание тяговых двигателей …………………………… | |
| 7.1. Необходимость проверки тяговых двигателей на нагревание ………………………………………………………………….. | |
| 7.2. Аналитический расчет нагревания тяговых двигателей.. | |
| 7.3. Проверка мощности тяговых двигателей методом среднеквадратичного тока ……………………………………………….. | |
| 7.4. Расчет нагрева тяговых двигателей при повторных рейсах ……………………………………………………………………... | |
| 7.5. Определение тепловых характеристик тяговых двигателей по паспортным данным …………………………………………. | |
| 8. Выбор рациональных схем формирования поездов повышенной массы и длины ………………………………………… | |
| 8.1. Особенности движения поездов повышенной массы и длины …………………………………………………………………. | |
| 8.2. Выбор рациональных схем формирования грузовых поездов повышенной массы и длины ………………………………. | |
| 9. Тяговые и тормозные свойства ЭПС с бесколлекторными тяговыми двигателями ………………………………………………. | |
| 9.1. Тяговые свойства асинхронного тягового двигателя …............................................................................................................. | |
| 9.2. Тормозные свойства асинхронного тягового двигателя.. | |
| 9.3. Тяговые свойства вентильного тягового двигателя ……. | |
| 9.4. Тормозные свойства вентильного тягового двигателя … | |
| 9.5. Электрическая устойчивость вентильного тягового двигателя …………………………………………………………………. | |
| 10. Тягово-эксплуатационные испытания ЭПС …………….. | |
| 10.1. Назначение и классификация испытаний ……………... | |
| 10.2. Методика определения коэффициента сцепления, коэффициента инерции вращающихся частей и основного сопротивления движению ЭПС …………………………………………… | |
| Список литературы …………………………………………… |
Определение и содержание науки о тяге поездов.
Тяга поездов – это отрасль железнодорожной науки, изучающая круг вопросов, относящихся к механике движения поезда, рациональному использованию мощности локомотивов и безопасности движения. Теория электрической тяги является частным случаем науки о тяге поездов.
Наука о тяге поездов включает следующие основные разделы:
1. Силы, действующие на поезд и факторы, их определяющие.
2. Движение поезда как результат действия сил.
3. Методы решения практических задач, связанных с движением поезда и работой локомотива.
4. Методы тяговых испытаний подвижного состава.
5. Методы определения условий наиболее рационального использования мощности локомотива.
Применительно к электрической тяге можно выделить следующие практические вопросы, решаемые с использованием теории электрической тяги:
1. Расчет силы тяги электровоза при различных режимах его работы и скоростях движения.
2. Расчет сил сопротивления движению.
3. Расчет тормозных сил электровоза и состава при различных режимах торможения.
4. Расчет динамических усилий в поезде при различных режимах его движения.
5. Выбор типа электровоза по заданным параметрам состава, скоростного режима и участка обращения.
6. Выбор массы состава по заданным параметрам электровоза и участка обращения.
7. Расчет скоростей движения и времени хода по каждому перегону участка.
8. Составление графика движения поездов.
9. Нормирование расхода электроэнергии.
10. Определение рациональных режимов движения поезда по различным участкам.
11. Определение пропускной и провозной способности электрифицированных участков железных дорог.
12. Определение параметров системы энергоснабжения по заданному типу электровоза, параметрам участка и графику движения.
13. Выбор профиля проектируемого участка по заданному типу подвижного состава и параметрам движения (следует в основном рассматривать применительно к метрополитену).
14. Выбор рационального размещения станций, депо, экипировочных устройств, тяговых подстанций проектируемого участка при заданном типе подвижного состава и параметрах движения.
15. Выбор тяговых свойств, формы кузова, компоновки проектируемого подвижного состава в зависимости от его функционального назначения.
Обобщая выше сказанное, можно сказать, что в теоретической части вопросов, рассматриваемых Теорией электрической тяги, используются законы общей механики и электротехники; в практической – обобщается опыт передовых машинистов наряду с применением передовой вычислительной техники.
Теорию электрической тяги нельзя рассматривать в отрыве, как от остальных железнодорожных наук, так и от остальных наук в целом. На данном этапе развития науки и техники все науки тесно связаны между собой и имеют тенденцию к проникновению друг в друга. Это можно проиллюстрировать на основе классификации тяги поездов.
 тяга поездов
| |||||||||
  по типу движителя
| |||||||||
| паровозная | тепловозная | электрическая | |||||||
    по типу подвижного состава
| |||||||||
  локомотивная
| |||||||||
   моторвагонная
| |||||||||
| по типу передачи | |||||||||
 гидропередача
|   постоянного тока
| ||||||||
  электрическая передача
|   переменного тока
| ||||||||
   
| выпрямленного тока | ||||||||
|  асинхронный привод
| ||||||||
| синхронный привод
| ||||||||
Тепловозная тяга с электрической передачей, как и электрическая тяга, может быть как постоянного, так и переменного тока с коллекторными или бесколлекторными тяговыми двигателями. Из этого следует, что при разработке автономного подвижного состава необходимо решать, в том числе, и вопросы Теории электрической тяги.
Поскольку курс предусматривает рассмотрение вопросов тяги поездов применительно к электрической тяге, рассмотрим преимущества этого вида тяги:
1. Экологическая чистота поездов с электрической тягой (вопрос особенно актуален для крупных промышленных центров с интенсивным пригородным движением).
2. Б о льшая реализуемая мощность локомотива, по сравнению с тепловозной тягой при тех же габаритах (не нужен запас топлива, двигатель внутреннего сгорания, меньшая емкость аккумуляторной батареи). Б о льшая мощность подразумевает б о льшую массу состава и б о льшую техническую скорость.
3. Возможность равномерного распределения тяговых двигателей по длине поезда (моторвагонный подвижной состав). Распределение тяговых двигателей по длине поезда позволяет при значительной суммарной мощности электропоезда использовать тяговые двигатели небольшой мощности и снизить нагрузку на ось колесной пары.
4. Возможность возврата части электроэнергии в режиме торможения (электрическая тяга – это единственный вид тяги, который на сегодняшний момент предполагает " утилизацию" части потребленной энергии с последующим ее использованием другими поездами или питающей сетью).
5. Б о льший, по сравнению с другими видами тяги, пробег между экипировками, поскольку требуется только заправка локомотива песком. Как правило, для электропоездов не требуется даже этого.
Наряду с преимуществами электрической тяги следует отметить и главный ее недостаток – неавтономность, то есть жесткая зависимость от наличия контактной сети, что удорожает сооружение участков с электрической тягой и уменьшает ее надежность из-за возможности обрыва контактной сети.