Системы управления электроподвижным составом 1 (стр. 4 из 4)
Если каждый элемент профиля пути будет проследован с наименьшим временем, то и общее время хода будет минимальным.
Для получения наибольшей средней скорости требуется наибольшая результирующая сила, которая получается в тяговом режиме с наибольшими тяговыми усилиями (с учетом действующих ограничений силы тяги).
При одном и том же ускорении средняя скорость тем больше, чем больше начальная скорость.
Скорость движения поезда ограничена конструкцией пути, вагонов и локомотива и при тяговом режиме может достичь допустимого значения, В этом случае для обеспечения наименьшего времени хода движение поезда до конца элемента должно осуществляться с допустимой скоростью. Режим ведения поезда
с постоянной скоростью определяется из условия равенства нулю результирующей силы при этой скорости. Однако часто ни в одном из режимов это условие не выполняется, и тогда за счет чередования режимов скорость движения поддерживается около допустимого значения.
Движение с возможной наибольшей силой тяги до конца элемента профиля пути, или до точки пути, где скорость достигает максимального значения, дальнейшее движение со скоростью, близкой к допустимой, обеспечивает наибольшую скорость в конце рассматриваемого элемента профиля пути. Тем самым создаётся условие для получения наименьшего времени хода на следующем элементе.
6.4 Построение кривой t(S) способом МПС
Построение кривой t(S) начинаем с выбора масштаба времени mi и полюсного расстояния ∆. При построении кривой скорости были выбраны масштабы скорости движения и пути. Этим масштабам соответствии mi=10 мм/мин и ∆=30 мм. Кривую времени строю на одном графике с кривой скорости.
В результате выполненных построений, получаем время хода поезда с остановкой и без остановки.
7. Построение кривых тока.
Кривые тока строим на графике кривых движения. Для каждой точки кривой скорости по токовым характеристикам находим ток электровоза Iэ(V), ток который потребляется в тяговом режиме или отдается в контактную сеть в режиме рекуперации.
В точках пути, где режим работы электровоза меняется — определяем два значения тока (до и после изменения режима). Также с помощью скоростных характеристик двигателя Iя(V) определяем ток двигателя.
8. Расчет нагревания тяговых двигателей
Целью расчета нагревания тяговых двигателей является определение превышения температуры обмоток двигателя над температурой окружающего воздуха при работе электровоза на участке. При этом максимальное превышение температуры обмоток двигателя не должно быть больше их допустимого значения.
Превышение температуры
, 0С, обмоток двигателя определяют по выражению = 
· 
/ T + 
(1 - / T) (8.1)при соблюдении условия
/ T ≤ 0.1, (8.2)где
- i-й интервал времени; - превышение температуры двигателя в начале интервала 
, 0С; - превышение температуры двигателя в конце интервала 
, 0С; - установившееся превышение температуры обмоток двигателя при работе двигателя со средним значением тока в интервале , 0С;Т - постоянная времени процесса нагревания двигателя, мин.
Расчеты по выражению (8.1) выполняются для всех интервалов времени
последовательно от начала участка до его конца, включая интервалы времени работы электровоза без тока (в последнем случае = 0).Для каждого отрезка кривой тока двигателя определяется среднее значение тока и соответствующий ему интервал времени
(по кривой времени), затем по тепловой характеристике двигателя для найденного среднего тока определяется соответствующее ему значение , после чего выполняется расчет 
по формуле (8.1) и т.д.Результаты расчетов сведем в таблицу 9.1.
Расчет на нагрев ТЭД показал, что превышение температуры обмоток двигателя над температурой окружающего воздуха составило 57,23 0С, что не превышает допустимого значения 120 0С.
9. Расчет полного и удельного расхода электроэнергии
Полный расход электроэнергии А, кВт.ч, потребляемой электровозом из контактной сети при работе его на участке, складывается из расхода электроэнергии на собственные нужды Асн, кВт.ч, расхода электроэнергии на тягу поезда Ат, кВт.ч, и возврата электроэнергии при рекуперативном торможении Ар, кВт.ч:
А = Асн + Ат + Ар. (9.1)
Расход электроэнергии на собственные нужды определяется по выражению
Асн = асн · Туч / 60, (9.2)
где асн – удельный расход электроэнергии на собственные нужды, кВт.ч/мин;
Туч - время работы электровоза на участке, мин.
Расход электроэнергии в режиме тяги определяется по формуле
Ат = (Uс / 60)
( Iт.ср.i · ), (9.3)где Uc - напряжение контактной сети, кВ;
Iт.ср.i - среднее значение тока электровоза в режиме тяги на интервале времени
, А;n - количество отрезков пути (интервалов времени
), проходимых электровозом в режиме тяги.Для электровозов постоянного тока: Uс = 3 кВ, Uр = 3.3 кВ.
Удельный расход электроэнергии а, кВт.ч/10 т.км брутто, определяется по выражению
а = А / (m · Lуч · 10-4), (9.5)
где m - масса поезда, т.
Lуч – длина участка.
А – расход электроэнергии на тягу.
а = 805,56 / (3750 · 35,3 · 10-4) = 60,854 кВт∙ч/10 т∙км брутто
Таблица 9.1 - Расчет нагрева тяговых двигателей, полного и удельного расхода электроэнергии.
| Участок | Iэн, А | Iэк, А | Iэср, А | ∆t, мин | ∆ti / Т | Iдср, А | τ ∞ , 0С | τ , 0С | А, кВт∙ч | Ат, кВт∙ч |
| 1.-2. | 580 | 1020 | 800 | 0,5 | 0,011 | 510 | 350 | 15 | 20,45 | 20 |
| 2.-3. | 1020 | 1970 | 1495 | 0,9 | 0,02 | 470 | 300 | 20,83 | 67,73 | 67,28 |
| 3.-4. | 1970 | 1940 | 1955 | 0,4 | 0,01 | 487,5 | 340 | 23,73 | 39,55 | 39,1 |
| 4.-5. | 1940 | 1910 | 1925 | 0,4 | 0,01 | 480 | 315 | 26,38 | 38,95 | 38,5 |
| 5.-6. | 1910 | 2120 | 2015 | 0,18 | 0,00 | 502,5 | 355 | 27,72 | 18,59 | 18,14 |
| 6.-7. | 2120 | 2240 | 2180 | 0,12 | 0,00 | 545 | 450 | 28,87 | 13,53 | 13,08 |
| 7.-8. | 2240 | 1620 | 1930 | 0,1 | 0,00 | 478,8 | 315 | 29,52 | 10,10 | 9,65 |
| 8.-9. | 1620 | 1600 | 1610 | 0,3 | 0,01 | 402,5 | 185 | 30,58 | 24,60 | 24,15 |
| 9.-10. | 1600 | 1380 | 1490 | 0,25 | 0,01 | 372,5 | 155 | 31,29 | 19,08 | 18,63 |
| 10.-11. | 1380 | 1220 | 1300 | 0,25 | 0,01 | 325 | 110 | 31,74 | 16,70 | 16,25 |
| 11.-12. | 1220 | 1300 | 1260 | 0,6 | 0,01 | 315 | 105 | 32,74 | 38,25 | 37,8 |
| 12.-13. | 1300 | 1140 | 1220 | 0,3 | 0,01 | 305 | 100 | 33,20 | 18,75 | 18,3 |
| 13.-14. | 1140 | 1230 | 1185 | 0,4 | 0,01 | 295 | 80 | 33,63 | 24,15 | 23,7 |
| 14.-15. | 1230 | 2000 | 1615 | 0,5 | 0,01 | 402,5 | 185 | 35,35 | 40,83 | 40,38 |
| 15.-16. | 2000 | 2400 | 2200 | 0,5 | 0,01 | 550 | 460 | 40,18 | 55,45 | 55 |
| 16.-17. | 2400 | 2280 | 2340 | 0,5 | 0,01 | 585 | 540 | 45,86 | 58,95 | 58,5 |
| 17.-18. | 2280 | 1900 | 2090 | 0,1 | 0,00 | 522,5 | 395 | 46,65 | 10,90 | 10,45 |
| 18.-19. | 1900 | 1540 | 1720 | 0,4 | 0,01 | 430 | 230 | 48,32 | 34,85 | 34,4 |
| 19.-20. | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0,00 | 0 | 0 | 48,21 | 0,45 | 0 |
| 20.-21. | 0 | 0 | 0 | 0,5 | 0,01 | 0 | 0 | 47,66 | 0,45 | 0 |
| 21.-22. | 0 | 0 | 0 | 0,5 | 0,01 | 0 | 0 | 47,12 | 0,45 | 0 |
| 22.-23. | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0,00 | 0 | 0 | 47,01 | 0,45 | 0 |
| 23.-24. | 0 | 0 | 0 | 0,2 | 0,01 | 0 | 0 | 46,80 | 0,45 | 0 |
| 24.-25. | 1900 | 1520 | 1710 | 0,2 | 0,01 | 427,5 | 228 | 47,62 | 17,55 | 17,1 |
| 25.-26. | 0 | 0 | 0 | 0,45 | 0,01 | 0 | 0 | 47,13 | 0,45 | 0 |
| 26.-27. | 1860 | 1500 | 1680 | 0,5 | 0,01 | 420 | 215 | 49,04 | 42,45 | 42 |
| 27.-28. | 1500 | 1180 | 1340 | 0,5 | 0,01 | 335 | 120 | 49,85 | 33,95 | 33,5 |
| 28.-29. | 0 | 0 | 0 | 0,2 | 0,01 | 0 | 0 | 49,62 | 0,45 | 0 |
| 29.-30. | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0,00 | 0 | 0 | 49,51 | 0,45 | 0 |
| 30.-31. | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0,00 | 0 | 0 | 49,40 | 0,45 | 0 |
| 31.-32. | 0 | 0 | 0 | 0,3 | 0,01 | 0 | 0 | 49,06 | 0,45 | 0 |
| 32.-33. | 0 | 0 | 0 | 0,15 | 0,00 | 0 | 0 | 48,89 | 0,45 | 0 |
| 33.-34. | 0 | 0 | 0 | 0,2 | 0,01 | 0 | 0 | 48,67 | 0,45 | 0 |
| 34.-35. | 0 | 0 | 0 | 0,35 | 0,008 | 0 | 0 | 48,28 | 0,45 | 0 |
| 35.-36. | 1320 | 1950 | 1635 | 0,15 | 0,003 | 408,7 | 200 | 48,80 | 12,72 | 12,26 |
| 36.-37. | 1950 | 2400 | 2175 | 0,2 | 0,005 | 543,8 | 445 | 50,60 | 22,2 | 21,75 |
| 37.-38. | 2400 | 2080 | 2240 | 0,35 | 0,008 | 560 | 480 | 54,02 | 39,65 | 39,2 |
| 38.-39. | 2080 | 1900 | 1990 | 0,05 | 0,001 | 497,5 | 350 | 54,36 | 5,43 | 4,98 |
| 39.-40. | 1900 | 1530 | 1715 | 0,6 | 0,014 | 430 | 230 | 56,76 | 51,9 | 51,45 |
| 40.-41. | 1530 | 1520 | 1525 | 0,2 | 0,005 | 380 | 160 | 57,23 | 15,7 | 15,25 |
| 41.-42. | 0 | 0 | 0 | 0,25 | 0,006 | 0 | 0 | 56,90 | 0,45 | 0 |
| 42.-43. | 0 | 0 | 0 | 0,15 | 0,003 | 0 | 0 | 56,71 | 0,45 | 0 |
| 43.-44. | 0 | 0 | 0 | 0,38 | 0,009 | 0 | 0 | 56,22 | 0,45 | 0 |
| 44.-45. | 0 | 0 | 0 | 0,02 | 0 | 0 | 0 | 56,19 | 0,45 | 0 |
| 45.-46. | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0,002 | 0 | 0 | 56,06 | 0,45 | 0 |
| 46.-47. | 0 | 0 | 0 | 0,3 | 0,007 | 0 | 0 | 55,68 | 0,45 | 0 |
| 47.-48. | 0 | 0 | 0 | 0,25 | 0,006 | 0 | 0 | 55,36 | 0,45 | 0 |
| 48.-49. | 0 | 0 | 0 | 0,15 | 0,003 | 0 | 0 | 55,17 | 0,45 | 0 |
| 49.-50. | 0 | 0 | 0 | 0,2 | 0,005 | 0 | 0 | 54,92 | 0,45 | 0 |
| 50.-51. | 0 | 0 | 0 | 0,4 | 0,009 | 0 | 0 | 54,42 | 0,45 | 0 |
| 51.-52. | 0 | 0 | 0 | 0,6 | 0,014 | 0 | 0 | 53,68 | 0,45 | 0 |
| 52.-53. | 0 | 0 | 0 | 0,2 | 0,005 | 0 | 0 | 53,44 | 0,45 | 0 |
| 53.-54. | 0 | 0 | 0 | 0,2 | 0,007 | 0 | 0 | 53,08 | 0,45 | 0 |
| 54.-55. | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0,37 | 0 | 0 | 33,42 | 0,45 | 0 |
| 55.-56. | 0 | 0 | 0 | 0,3 | 0 | 0 | 0 | 33,42 | 0,45 | 0 |
| Итого | 16,3 | 57,23 | 805,56 |
Список использованных источников
1. Правила тяговых расчетов для поездной работы (ПТР). – М.: Транспорт, 1985. – 287 с.
2. Розенфельд В.Е., Исаев И.П., Сидоров Н.Н. Теория электрической тяги. - М.: Транспорт, 1983. – 328 с.
3. Низов А.С., Пяткова А.Г. Основные требования к содержанию и оформлению дипломных проектов: Методические указания. – Екатеринбург, 2000. – 75 с.