Методические указания к практическим и самостоятельным занятиям, контрольным заданиям, курсовой работе и лабораторным (стр. 1 из 9)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ

Методические указания к практическим и самостоятельным

занятиям, контрольным заданиям, курсовой работе и лабораторным

работам для студентов заочной формы обучения специальностей :

7.092 201 – «Электрические системы и комплексы транспортных средств», 7.092.202 – «Электрический транспорт»,

Харьков – ХНАГХ – 2007

Основы электрической тяги. Методические указания к практическим и самостоятельным занятиям, контрольным заданиям, курсовой работе и лабораторным работам для студентов заочной формы обучения специальностей :

7.092 201 – «Электрические системы и комплексы транспортных средств», 7.092.202 – «Электрический транспорт»,

Составители: П.М. Пушков, В.П. Андрейченко

Рецензент: проф. Карпушин Э.И.

Утверждено кафедрой электрического транспорта

Протокол № 8 от 06.03.2007

Введение

В дисциплине «Основы электрической тяги» рассматриваются общая теория движения поезда, процессы реализации сил тяги и торможения, силы сопротивления движению, характеристики тягового и тормозного режимов движения поезда, расчет и построение кривых движения поезда, расход энергии на движение поезда, расчет нагревания тяговых электрических двигателей, вопросы частотно-регулируемого асинхронного тягового привода.

Для студентов, обучающихся по специальности – 7.092.202 – «Электрический транспорт», эта дисциплина является одной из основных специальных дисциплин и служит базой для изучения дисциплин «тяговые сети и тяговые подстанции электрического транспорта», «электрооборудование подвижного состава», «ремонт подвижного состава». Учебным планом для изучения данной дисциплины предусматриваются:

· установочные лекции во время сессий;

· самостоятельная работа над учебным материалом согласно рекомендованной литературе;

· выполнение контрольных заданий, курсовой работы, лабораторных работ;

· консультации, подготовка к сдаче экзамена.

Курсовая работа предусматривает расчет параметров и построение характеристик тяговых электрических двигателей, расчет параметров и характеристик режимов пуска и торможения электроподвижного состава заданного типа.

Целью лабораторных работ является приобретение навыков определения удельного основного сопротивления движению подвижного состава при работе двигателей и на выбеге.

Установочные лекции имеют целью разъяснение наиболее трудных тем дисциплины, методики самостоятельной работы студентов с рекомендованной литературой. Для глубокого понимания и закрепления теоретического материала, изученного по рекомендованной литературе, по каждой теме дисциплины необходимо ответить на все вопросы для самостоятельной проверки и решить соответствующие задачи контрольных заданий. Своевременному и качественному выполнению контрольных заданий и курсовой работы придается особое значение, так как они являются письменным отчетом студентов о проделанной самостоятельной работе по изучению учебного материала дисциплины. Основная и дополнительная литература по дисциплине приведена в конце настоящих методических указаний.

Методические указания

к изучению теоретической части дисциплины

Введение

Предмет и значение дисциплины в подготовке инженера - электромеханика. Краткий исторический обзор развития электрической тяги. Общие сведения об электрическом транспорте.

[1], с. 3-8; [4], с. 4-5; [5], с. 5-10; [6], с. 6-9, 19-29.

Контрольные вопросы

1. Как классифицируется электрический транспорт по назначению, по конструктивному исполнению, по системе тока и типу используемых электрических тяговых двигателей?

2. Почему электрическая энергия к городскому электротранспорту подводиться только на постоянном токе?

3. Какие значения напряжения контактной сети постоянного тока для ГЭТ приняты в нашей стране и за рубежом и чем они обусловлены?

4. Какие типы трамвайных вагонов и троллейбусов эксплуатируются в настоящее время в городах Украины?

Раздел 1. Теоретические основы движения поезда

Тема 1. Механика движения поезда

Уравнение движения поезда. Определение коэффициента инерции вращающихся частей. Общий анализ основных режимов движения поезда. Понятие о тяговых и тормозных характеристиках. Коэффициент жесткости. Кривые движения поезда и их свойства.

[1], с. 9-24; [4], с. 6-15; [5], с. 11-21; [6], с. 55-62; [7], с. 170-178.

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой приведенная масса поезда?

2. Что учитывает коэффициент инерции вращающихся частей поезда? От чего зависит его величина?

3. Каковы значения коэффициента инерции вращающихся частей трамвайных вагонов и троллейбусов?

4. Напишите уравнение движения поезда в двух видах (формах).

5. Чем обусловлена необходимость введения в уравнение движения поезда переводных коэффициентов? Каковы их значения?

6. Назовите основные режимы движения поезда и силы, действующие на поезд в этих режимах.

7. Что называют кривыми движения поезда?

8. При каких условиях в режимах тяги, выбега и торможения поезд движется с установившейся (постоянной) скоростью?

9. Чему соответствует площадь под кривой движения V(t)?

Тема 2. Реализация сил тяги и торможения

Образование силы тяги и торможения, её ограничение по условиям сцепления. Физические процессы образования силы сцепления. Коэффициент сцепления, его расчетные значения. Влияние расхождения электромеханических характеристик тяговых двигателей, типа провода, жесткости характеристик на реализацию силы сцепления. Мероприятия по повышению сцепления.

[1], с. 25-38; [4], с. 16-35, 40-41; [5], с. 21-36; [6], с. 62-70; [7], с. 4-14.

Контрольные вопросы

1. Объясните процесс возникновения силы сцепления отдельного колеса при действии на его движущего и тормозного момента.

2. Каковы условия нормального (без скольжения) качения колеса в режимах тяги и торможения?

3. Каково условие нормальной (без буксования) реализации силы тяги поезда?

4. Каково условие нормальной (без юза) реализации силы торможения поезда?

5. Какова природа силы сцепления?

6. Что называют сцепным и тормозным весом поезда?

7. Что называют расчетным коэффициентом сцепления? Каковы его значения для ПС ГЭТ?

Тема 3. Силы сопротивления движению поезда

Природа и классификация сил сопротивления движению. Основное сопротивление движению. Дополнительное сопротивление движению. Мероприятия по уменьшению сопротивления движению. Методы определения основного сопротивления движению.

[1], с. 39-51; [4], с. 42-55; [5], с. 37-54; [6], с. 71-94; [7], с. 122-135.

Контрольные вопросы

1. Что представляют собой полное, основное и дополнительное сопротивления движению поезда? От чего они зависят и чем обусловлены?

2. Чем обусловлена разница в расчетных значениях основного сопротивления движению в режиме тяги (электрического торможения) и в режиме выбега (механического торможения)?

3. В каком случае сила сопротивления движению может быть направлена по направлению движения поезда?

4. Назовите эксплуатационные и конструктивные мероприятия по уменьшению сопротивлению движению.

5. Что означает крутизна уклона, выраженная в тысячных долях (промиллях)?

6. Чему численно равно удельное сопротивление движению от уклона?

7. Как рассчитывают удельное сопротивление движению в кривых участках пути?

Раздел 2. Характеристики тягового и тормозного

режимов движения поезда

Тема 4. Характеристики тяговых двигателей постоянного тока.

Уравнения напряжений, моментов, мощностей. Электромеханические и тяговые (механические) характеристики двигателей различных систем возбуждения, отнесенные к валу двигателя и к ободу движущего колеса.

[1], с. 52-65; [4], с. 67-77; [5], с. 55-73; [6], с. 95-97, 110-122; [7], с. 15-31.

Контрольные вопросы

1. Нарисуйте энергетическую диаграмму (диаграмму электромеханического преобразования энергии) двигателя последовательного возбуждения и объясните её.

2. Напишите формулы ЭДС и вращающего момента, уравнения напряжений для цепи якоря двигателя и уравнения моментов в установившемся и переходном режимах.

3. Что называют электромеханическими характеристиками на валу тягового двигателя и от чего зависит их вид (форма)?

4. Что называют электромеханическими характеристиками на ободе движущегося колеса и от каких конструктивных параметров подвижного состава они зависят?

5. Чем обусловлено наличие в кривой КПД двигателя максимума? При каких режимах работы КПД двигателя равен нулю?

6. Какие виды потерь мощности имеют место в двигателе постоянного тока и от чего они зависят?

7. Каким образом при расчете электромеханических характеристик двигателя определяют сумму его механических и магнитных потерь?

8. Каким образом определяют потери в механической передаче тягового электропривода?

9. Каким образом при расчете электромеханических характеристик двигателя определяют значение магнитного потока возбуждения?

10. Что представляют собой основные и дополнительные магнитные потери тягового двигателя? Как учитывают дополнительные магнитные потери при нагрузке двигателя?

11. Двигатели каких систем возбуждения могут автоматически переходить в генераторный режим работы (в режим рекуперативного торможения) и почему?

12. Двигатели каких систем возбуждения имеют «мягкие» тяговые характеристики и какие – «жесткие»?

13. Чем обусловлено различие в степени жесткости тяговых характеристик двигателей последовательного и параллельного (независимого) возбуждения?