Расчет тяговых характеристик тепловозов с электрической передачей и электровозов (стр. 1 из 9)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По предмету: «Электрические передачи локомотивов»

на тему: «РАСЧЕТ ТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОВОЗОВ С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ И ЭЛЕКТРОВОЗОВ»

Выполнил студент

Группы ТЛТ-451

Курохтин Д.Н.

Проверил: Киселев В.И.

Москва 2009 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Типы электрических передач локомотивов

1.1 Электрическая передача постоянного тока

1.2 Электрическая передача переменно-постоянного тока

1.3 Электрическая передача переменного тока

1.4 Описание с изображением основных узлов тяговой характеристики тепловозов с гидромеханической и гидравлической передачей мощности.

2. Физические основы преобразования энергии в электрических машинах.

2.1 В тяговом двигателе постоянного и переменного тока

2.2. В генераторах постоянного и переменного тока

2.3. В трансформаторах

3. Создание силы тяги локомотива

4. Назначение и конструкция тяговых электродвигателей тепловозов

4.1. Назначение тяговых электродвигателей

4.2. Конструкция основных узлов и элементов тягового электрического двигателя тепловоза

5.Расчетная часть курсового проекта.

5.1. Определение параметров ТЭД на номинальном режиме

5.2. Расчет характеристики намагничивания ТЭД при различных режимах нагрузки и возбуждения

5.3.Расчет и построение внешней характеристики тягового генератора тепловоза

5.4. Расчет и построение электромеханических и электрических тяговых характеристик ТЭД с учетом параметров КМБ

5.5. Расчет и построение тяговой и токовой характеристик с учетом ограничений

6. Электроподвижной состав.

6.1. Электровозы постоянного тока

6.2. Электровозы переменного тока

6.3 Электропоезда

7. Выводы

8.Список используемой литературы

Введение

Целью курсовой работы является изучение физических процессов,, происходящих в колесно-моторном блоке (КМБ) тепловоза при преобразовании электрической энергии в механическую, и создании силы тяги. На основании рассчитанных параметров тягового электродвигателя (ТЭД) строится тяговая характеристика тепловоза с нанесением на ней ограничений по конструктивным параметрам и условиям сцепления колеса с рельсом.

При выполнении работы решаются следующие задачи:

определяются параметры ТЭД на номинальном режиме работы;

рассчитывается характеристика намагничивания ТЭД;

строятся кривые намагничивания ТЭД при различных режимах нагрузки и возбуждения;

рассчитываются и строится внешняя характеристика тягового генератора тепловоза;

строятся электромеханические и электротяговые характеристики ТЭД с учетом параметров КМБ;

рассчитывается и строится тяговая и токовая характеристика локомотива с учетом ограничений.

Исходные данные тягового двигателя тепловоза:

Номинальная мощность двигателя Р_дн , кВт – 320

Число пар полюсов 2р=4 , 2а=4

Передаточное число зубчатой передачи

=4,21

Номинальная частота вращения двигателя n , об/мин – 575

Номинальное напряжение двигателя U_дн , В – 480

Количество проводников якорной обмотки – 630

Диаметр колеса , мм – 1050

Число осей n_ос , - 6

Осевая нагрузка 2П , т – 23

Конструкционная скорость V_к , км/ч - 100

Типы электрических передач локомотивов

Назначение любого типа передач - создать дизелю постоянный режим работы, т.е. независимо от профиля пути дизель должен работать с одной и той же мощностью (не должно быть переходных режимов работы).

Передача механической энергии от коленчатого вала дизеля к колесным парам тепловозов осуществляется с помощью самых разнообразных устройств, в которых реализуются различные принципы преобразования энергии.

Из всех выделяются основные четыре типа передач, которые в различной степени применяются на тепловозах: механическая, газовая, электрическая и гидромеханическая.

Механическая передача. Самый простой по устройству тип тяговой передачи. Характеризуется жесткой (рис. 1.) кинематической связью между входным (вал дизеля) и выходным (ось колесной пары) звеньями. Основными составляющими механической передачи являются: муфта сцепления, многоступенчатый редуктор, механическая трансмиссия, которая распределяет механическую энергию от выходного вала редуктора к осям колесных пар.

КПП

ОР

КП

мф

Рис.1.1 Схема механической передачи локомотивов.

где Д - дизель; Мф - муфта; КПП - коробка передач; ОР - осевой редуктор; КП - колесная пара.

Достоинства механической передачи:

компактность;

малая масса;

относительно малая стоимость изготовления;

высокий коэффициент полезного действия (КПД) - около 95%.

Недостатки механической передачи:

низкая эксплуатационная надежность, особенно при больших мощностях;

неполное использование мощности дизеля;

полная потеря силы тяги в процессе переключения ступеней скорости;

ступенчатое изменение силы тяги в функции скорости.

Механическая передача нашла свое применение в локомотивах малой (до 100 кВт) мощности, автомотрисах, мотовозах.

Электрическая передача. Данный тип получил широчайшее распространение на магистральных и маневровых тепловозах. При этом электрическая передача разделяется на три вида: постоянного, постоянно - переменного и переменного тока.

1.1. Передача постоянного тока

Основными составляющими данной передачи являются: тяговый генератор постоянного тока (ГТ) и тяговые электродвигатели постоянного тока (ТЭД).