Меню

Определить силу тока в двигателе электровоза



Тяговые расчёты для поезда состоящего из электровоза постоянного тока и состава из груженых грузовых вагонов на роликовых подшипниках , страница 2

3.1 Расчёт и построение тяговой характеристики Fk(V).

Сила тяги электровоза Fk определяется по формуле:

Задаваясь величиной скорости движения и пользуясь соответствующим графиком V(Iд) на рис.1 находим ток двигателя Iд,, а по нему из графика Fд(Iд) для полного или ослабленного возбуждений определяем силу тяги Fд ТЭД. Далее, по приведённой формуле рассчитываем силу тяги электровоза Fk при выбранной скорости движения.

Пример: для «П-ПВ» при V=100 км /ч Fд=600кгс

Результаты расчётов предоставлены в форме таблицы № 7

Таблица №7. «Тяговая характеристика электровоза для «П-ПВ».

Аналогично рассчитываются тяговые характеристики электровоза для «П-ОВ». «СП-ПВ». «С-ПВ». Результаты занесены в таблицы №8, №9, №10.

Таблица №8. «Тяговая характеристика электровоза для «П-ОВ».

Таблица №9. «Тяговая характеристика электровоза для «СП-ПВ».

Таблица №10. «Тяговая характеристика электровоза для «С-ПВ».

По результатам расчётов на рис.3 построены тяговые характеристики электровоза Fк(V).

3.2. Расчет ограничений.

3.2.1. Расчёт ограничения по сцеплению.

Максимальная сила тяги электровоза ограниченная сцеплением колёс с рельсами определяется по формуле:

Р – расчётная (сцепная) масса электровоза. , т.

— расчётный коэффициент сцепления электровоза.

Величина определяется по эмпирической формуле: .

Пример: для V=10 км /ч .

Результаты расчётов занесены в таблицу №11.

Таблица №11. Расчет ограничений по сцеплению.

Fксц, кгс

На рис.3 построен график зависимости Fксц(V), по данным табл.№11.

3.2.2. Расчёт ограничения по максимальному току ТЭД.

По известной величине тока Iдмакс ТЭД по рис.1 определяем величины силы тяги ТЭД при полном и ослабленном возбуждениях (Fдпв и Fдов). Умножением полученных величин на число двигателей Nд определяются величины силы тяги электровоза Fкпв и Fков , им соответствуют скорости движения Vпв и Vов , так же полученные из рис.1. На пересечении максимального тока Iдмакс с кривыми V(Iд) для «ПВ» и «ОВ».

По результатам расчёта на рис.3 наносим линию ограничения силы тяги электровоза по току Iдмакс.

3.2.3. Построение ограничений по максимальной скорости движения электровоза.

По заданной величине максимальной скорости Vмакс электровоза наносим на рис.3 соответствующие ограничения.

4. Определение расчётной массы состава.

4.1. Определение расчётной скорости и расчётной силы тяги электровоза.

Величина расчётной скорости Vр и расчётной силы тяги Fкр определяется из графика на рис.3, и составит 47 км /ч и 70500 кгс., соответственно.

4.2. Расчёт массы состава.

Расчётная масса состава определяется по условию равномерного движения с расчётной скоростью Vр на расчётном подъёме по формуле:

Fкр [кгс] – расчётная сила тяги электровоза

Р [т] – расчётная масса электровоза

Ip [ /00] – расчётный подъём

[ кгс /т] – удельное основное сопротивление электровоза в режиме тяги

[ кгс /т] – удельное основное сопротивление движению состава

Для состава, состоящего из шестиосных вагонов, величина удельного основного сопротивления движению составит:

5. Расчёт и построение диаграммы удельных равнодействующих сил.

5.1. Расчёт удельного основного сопротивления состава.

Расчётные формулы приведены в пункте №4.

Скорости берутся через 10 км /ч от V=0, до выхода на характеристику «П-ПВ», а за тем, через 5 км /ч,, до Vмакс. Так же, должны быть взяты, расчётная скорость Vр и скорость Vв, при которой осуществляется переход на позицию «ОВ».

Сопротивление движению состава в диапазоне скоростей от 0 до 10 км /ч принимается неизменным и равным сопротивлению при V=10 км /ч.

  • АлтГТУ 419
  • АлтГУ 113
  • АмПГУ 296
  • АГТУ 267
  • БИТТУ 794
  • БГТУ «Военмех» 1191
  • БГМУ 172
  • БГТУ 603
  • БГУ 155
  • БГУИР 391
  • БелГУТ 4908
  • БГЭУ 963
  • БНТУ 1070
  • БТЭУ ПК 689
  • БрГУ 179
  • ВНТУ 120
  • ВГУЭС 426
  • ВлГУ 645
  • ВМедА 611
  • ВолгГТУ 235
  • ВНУ им. Даля 166
  • ВЗФЭИ 245
  • ВятГСХА 101
  • ВятГГУ 139
  • ВятГУ 559
  • ГГДСК 171
  • ГомГМК 501
  • ГГМУ 1966
  • ГГТУ им. Сухого 4467
  • ГГУ им. Скорины 1590
  • ГМА им. Макарова 299
  • ДГПУ 159
  • ДальГАУ 279
  • ДВГГУ 134
  • ДВГМУ 408
  • ДВГТУ 936
  • ДВГУПС 305
  • ДВФУ 949
  • ДонГТУ 498
  • ДИТМ МНТУ 109
  • ИвГМА 488
  • ИГХТУ 131
  • ИжГТУ 145
  • КемГППК 171
  • КемГУ 508
  • КГМТУ 270
  • КировАТ 147
  • КГКСЭП 407
  • КГТА им. Дегтярева 174
  • КнАГТУ 2910
  • КрасГАУ 345
  • КрасГМУ 629
  • КГПУ им. Астафьева 133
  • КГТУ (СФУ) 567
  • КГТЭИ (СФУ) 112
  • КПК №2 177
  • КубГТУ 138
  • КубГУ 109
  • КузГПА 182
  • КузГТУ 789
  • МГТУ им. Носова 369
  • МГЭУ им. Сахарова 232
  • МГЭК 249
  • МГПУ 165
  • МАИ 144
  • МАДИ 151
  • МГИУ 1179
  • МГОУ 121
  • МГСУ 331
  • МГУ 273
  • МГУКИ 101
  • МГУПИ 225
  • МГУПС (МИИТ) 637
  • МГУТУ 122
  • МТУСИ 179
  • ХАИ 656
  • ТПУ 455
  • НИУ МЭИ 640
  • НМСУ «Горный» 1701
  • ХПИ 1534
  • НТУУ «КПИ» 213
  • НУК им. Макарова 543
  • НВ 1001
  • НГАВТ 362
  • НГАУ 411
  • НГАСУ 817
  • НГМУ 665
  • НГПУ 214
  • НГТУ 4610
  • НГУ 1993
  • НГУЭУ 499
  • НИИ 201
  • ОмГТУ 302
  • ОмГУПС 230
  • СПбПК №4 115
  • ПГУПС 2489
  • ПГПУ им. Короленко 296
  • ПНТУ им. Кондратюка 120
  • РАНХиГС 190
  • РОАТ МИИТ 608
  • РТА 245
  • РГГМУ 117
  • РГПУ им. Герцена 123
  • РГППУ 142
  • РГСУ 162
  • «МАТИ» — РГТУ 121
  • РГУНиГ 260
  • РЭУ им. Плеханова 123
  • РГАТУ им. Соловьёва 219
  • РязГМУ 125
  • РГРТУ 666
  • СамГТУ 131
  • СПбГАСУ 315
  • ИНЖЭКОН 328
  • СПбГИПСР 136
  • СПбГЛТУ им. Кирова 227
  • СПбГМТУ 143
  • СПбГПМУ 146
  • СПбГПУ 1599
  • СПбГТИ (ТУ) 293
  • СПбГТУРП 236
  • СПбГУ 578
  • ГУАП 524
  • СПбГУНиПТ 291
  • СПбГУПТД 438
  • СПбГУСЭ 226
  • СПбГУТ 194
  • СПГУТД 151
  • СПбГУЭФ 145
  • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
  • ПИМаш 247
  • НИУ ИТМО 531
  • СГТУ им. Гагарина 114
  • СахГУ 278
  • СЗТУ 484
  • СибАГС 249
  • СибГАУ 462
  • СибГИУ 1654
  • СибГТУ 946
  • СГУПС 1473
  • СибГУТИ 2083
  • СибУПК 377
  • СФУ 2424
  • СНАУ 567
  • СумГУ 768
  • ТРТУ 149
  • ТОГУ 551
  • ТГЭУ 325
  • ТГУ (Томск) 276
  • ТГПУ 181
  • ТулГУ 553
  • УкрГАЖТ 234
  • УлГТУ 536
  • УИПКПРО 123
  • УрГПУ 195
  • УГТУ-УПИ 758
  • УГНТУ 570
  • УГТУ 134
  • ХГАЭП 138
  • ХГАФК 110
  • ХНАГХ 407
  • ХНУВД 512
  • ХНУ им. Каразина 305
  • ХНУРЭ 325
  • ХНЭУ 495
  • ЦПУ 157
  • ЧитГУ 220
  • ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

  • О проекте
  • Реклама на сайте
  • Правообладателям
  • Правила
  • Обратная связь

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник

Определите силу тока в обмотке двигателя электропоезда, развивающего силу тяги 6 кН

Условие задачи:

Определите силу тока в обмотке двигателя электропоезда, развивающего силу тяги 6 кН, если напряжение, подводимое к двигателю, равно 600 В и поезд движется со скоростью 72 км/ч. Коэффициент полезного действия двигателя 80%.

Задача №7.4.62 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Решение задачи:

Согласно определению коэффициент полезного действия \(\eta\) равен отношению полезной работы \(A_п\) к затраченной работе \(A_з\), то есть его можно найти по формуле:

Полезную работу \(A_п\) можно определить по такой формуле (как работу силу тяги):

Здесь \(S\) – путь, пройденный электропоездом.

Читайте также:  Источники питания постоянного тока обзор

Затраченная работа \(A_з\) в данном случае равна работе тока, то есть её можно посчитать по такой формуле:

В этой формуле \(t\) – время работы двигателя (строго говоря, это время, за которое электропоезд пройдет путь \(S\)).

Поставим выражения (2) и (3) в формулу (1):

Выполним следующий трюк, поделим и числитель, и знаменатель на время \(t\), тогда, учитывая, что движение было равномерным, получим:

Откуда искомая сила тока \(I\) равна:

Задача решена в общем виде, подставим данные задачи в полученную формулу и посчитаем численный ответ (при этом не стоит забывать переводить численные величины в систему СИ):

Ответ: 250 А.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Источник

Расчет и построение тяговых характеристик электровозов

Тяговой характеристикой называют зависимость силы тяги электровоза FК от скорости его движения V: FК(V). Скорость электровоза V, км/ч регулируют различными способами: изменением напряжения на тяговых двигателях UД , В ступенчато или плавно, изменением величины пусковых резисторов RП, Ом и изменением магнитного потока возбуждения Ф, Вб; это видно из выражения для определения скорости движения электровоза

, (1)

где I – ток двигателя, А; rД – активное сопротивление всех обмоток ТЭД, Ом; Сv – постоянная величина для конкретного двигателя.

Чтобы построить характеристику FК (V), необходимо иметь кривую намагничивания стали тягового электродвигателя СV Ф(IВ) и электротяговые FКД(I) и V(I) – характеристики при номинальном напряжении ТЭД. Зависимости СV Ф(IВ); FКД(I) и V(I) в относительных единицах представлены в таблице 6.

Таблица 6Характеристики тягового двигателя постоянного тока

в относительных единицах

Ток двигателя I/IH 0,25 0,50 0,75 1,00 1,50
Удельная ЭДС СVФ/ (СVФ)Н 0,50 0,76 0,96 1,00 1,11
Сила тяги FКД/ FКДН 0,13 0,38 0,67 1,00 1,66

Точки для построения характеристик электровоза получим, пересчитывая характеристики из относительных единиц в абсолютные по формулам:

; ; . (2)

В выражениях (2) неизвестны значения номинального (часового) тока IH, удельной ЭДС и силы тяги двигателя . Номинальный ток ТЭД IH рассчитаем по номинальной мощности

, Вт,

, А,

где =1500 В и 1000 В согласно исходным данным

– коэффициент полезного действия ТЭД, = 0,95.

Из выражения (1) определим номинальное значение удельной ЭДС тягового электродвигателя

, ,

где Vн – номинальная скорость движения электровоза; принимаем

rд – активное сопротивление всех обмоток ТЭД, рассчитываемое из условия, что при номинальном режиме падение напряжения на обмотках якоря, главных и дополнительных полюсов, компенсационной обмотке электродвигателя составляет (4…5) % от подведенного к тяговому двигателю напряжения, т.е. IЯ Rд=(0,04 – 0,05) Uдн, откуда

Определим значение номинальной силы тяги электродвигателя

, тс (3)

где – коэффициент потери силы тяги в процессе преобразования электрической энергии в механическую: = 0,95.

Результаты расчетов сводим в таблицы 7 и 8 для электровозов постоянного и однофазно-постоянного тока

Таблица 7Расчетные точки характеристики двигателя электровоза

постоянного тока

Номера расчетных точек
Ток двигателя I, А
Удельная эдс СvФ,
Сила тяги ТЭД Fкд, тс

Таблица 8Расчетные точки характеристик двигателя электровоза

однофазно-постоянного тока

Номера расчетных точек
Ток двигателя I, А
Удельная эдс СvФ,
Сила тяги ТЭД Fкд, тс

Тяговые характеристики 8-осного электровоза строим по расчетным данным таблицы 9.

Таблица 9Расчетные точки тяговых характеристик электровоза

постоянного тока

Сила тяги электровоза FК, кН
Скорость движения, V1 км/ч Напряжение B
Напряжение B
Напряжение B

В таблице 9 строку сила тяги электровоза заполняют, используя данные таблицы 7, умножив эти значения на число осей электровозов m=8. Напряжение , и рассчитать в зависимости от числа ТЭД электровоза, соединенных сериесно (С”), сериес-параллельно (СП) и параллельно (П) (см. таблицу 2). Скорость движения рассчитывают по выражению (1)

, ,

где – напряжение на ТЭД при соответствующем их соединении ( , и ), В.

Значения I, CvФ используют из таблицы 7 для каждого значения , и .

Для построения зависимости FК (V) для электровоза однофазно-постоянного тока используем таблицу 10. В таблице 10 строку « сила тяги электровоза» заполняют по данным таблицы 8, в которой строку « сила тяги» умножают на число двигателей m = 8. Значения FК в таблице 7 и 8 одинаковы, так как сила тяги не зависит от напряжения на ТЭД (см. выражение (3)). Значение напряжений Uд1 – Uд33 для таблицы 10 рассчитаны в таблице 3. Значения скорости рассчитать по (1), используя значения I, СvФ из таблицы 8.

Таблица 10Расчетные точки тяговых характеристик электровоза

однофазно-постоянного тока со ступенчатым регулированием напряжения

на тяговых двигателях

Сила тяги электровоза FК, кН
V1, км/ч Uд1= В
V5 Uд5=
V9 Uд9=
V13 Uд13=
V17 Uд17=
V21 Uд21=
V25 Uд25=
V29 Uд29=
V33 Uд33=

Таблица 11Расчетные точки тяговых характеристик электровоза

однофазно-постоянного тока с плавным регулированием напряжения

на тяговых двигателях

Сила тяги электровоза FК, кН
V1, км/ч Uд5=320 В
V2,км/ч Uд9=640 В
V3,км/ч Uд13=960 В
V4, км/ч Uд17=1280 В

В таблице 11 строка «сила тяги электровоза» заполняется так же, как и в таблице 10. Напряжение холостого хода тягового трансформатора на каждой из четырех зон у всех вариантов одинаково (см. таблицу 11), так как одинаково Uдн =1000 В для всех вариантов. Скорость движения электровоза V1, V2, V3 и V4 рассчитываем по выражению (1), используя значения I, СvФ из таблицы 8. Величина rд такая же, как и сопротивление обмоток ТЭД (rд) электровоза со ступенчатым регулированием напряжения.

3. Структурная электрическая схема

и тяговые характеристики электровоза ЭП10

К концу 70-х годов ХХ столетия был практически исчерпан резерв повышения мощности коллекторных тяговых двигателей магистральных электровозов постоянного и однофазно-постоянного тока |6|. Техническое обслуживание этих двигателей обходится дорого и требует больших затрат ручного, не поддающегося автоматизации труда для обслуживания щеточно-коллекторного узла. Опорно-осевое подвешивание ТЭД не позволяло реализовать значительные скорости. Применение плавного регулирования напряжения на коллекторных ТЭД, усовершенствование систем защиты от боксования, независимое возбуждение двигателей повысило тяговые свойства электровозов, но не дало возможности кардинально удовлетворить потребности эксплуатации.

Появление мощных управляемых полупроводниковых приборов позволило создать статические преобразователи частоты и числа фаз с габаритами и весом, приемлемыми для железнодорожного транспорта, что и определило стратегическое направление работ: создание эпс с бесколлекторными ТЭД. В 60-х годах был разработан вентильный (синхронный) тяговый двигатель и вскоре были построены опытные электровозы ВЛ80А и ВЛ80В с асинхронными и вентильными трехфазными ТЭД. В 1985 г. был создан двенадцатиосный отечественный электровоз ВЛ86Ф также с асинхронными двигателями. В 1997 г. были выпущены два электровоза ЭП200 с вентильными двигателями, в начале 2003 – был выпущен 6-осный электровоз двойного питания ЭП10 с асинхронными двигателями НТА-1200. Эти двигатели приняты за основу для использования их на перспективных электровозах для железных дорог, электрифицированных постоянным и переменном током (электровозы серии ЭП2, ЭП3, ЭП4, ЭП5 и ЭП9). На рисунке 4 представлена структурная схема питания ТЭД одной тележки электровоза ЭП10 от сети переменного тока =25 кВ, 50 Гц. На рисунке обозначено: А11…А14 – входные преобразователи (четырехквадратные выпрямители); А21…А23 – инверторы напряжения; Сz1, Сz2 – промежуточный контур постоянного тока; Сsk, LL1,2 – фильтр; М1, М2 – статорные обмотки ТЭД; U, V,W – фазы статорной обмотки; ТV1 – тяговый трансформатор;

Читайте также:  Начало расчета токов кз 1

2U1-2V1, 2U4-2V4 –вторичные обмотки тягового трансформатора; ХА1 – токоприемник; QF1 – главный выключатель; QS31 – разъединитель; QP11 – переключатель полуобмоток двигателей М1 и М2.

Регулирование режима работы асинхронных двигателей М1 и М2 осуществляется изменением частоты и величины питающего напряжения. Для этого используются статические преобразователи частоты АО71 и фаз А21, А22, А23 (рисунок 4). Форма кривой напряжения на обмотках статора М1 и М2 несинусоидальная. Несинусоидальность питающего напряжения, т.е. наличие высших гармонических составляющих, вызывает дополнительные потери в стали магнитопроводов и в меди обмоток статора и ротора, из-за чего снижается КПД на 2…3 % и cos φ – на 5 % |6|.

Асинхронные тяговые двигатели (АТД) на электровозе ЭП10 имеют плавное регулирование напряжения от V = 0 км/ч до максимальной скорости, поэтому правильно выбранная частота питающего напряжения существенно влияет на технико-экономические характеристики двигателя и электровоза. Известно, что частота вращения ротора АТД практически пропорциональна частоте тока статора |6|.

,

где – частота тока статора; Р – число пар полюсов.

В результате теоретических и практических разработок выявлено, что оптимальными характеристиками обладают шестиполюсные АТД (2р=6). В этом случае частота питающего напряжения тягового двигателя в номинальном режиме лежит в пределах 45…65 Гц. Основные технические характеристики двигателя НТА-1200 приведены на рисунке 5, из которого видно, что часовая мощность АТД 1200 кВт, ей соответствует вращающий момент М= 8,853к , частота тока статора f1= 65,4 Гц, напряжение линейное статора Uл = 2183 В, фазный ток статора Iф1 = 385 А. Если учесть, что расчетная часовая мощность тягового двигателя Fч=52,917 кН, то часовая мощность 6-осного электровоза ЭП10 будет Fк=317,5 кН, что будет соответствовать, согласно рисунку 6 , часовой скорости 80 км/ч.

В пояснительной записке сравнить тяговые характеристики электровозов постоянного, однофазно-постоянного и электровозов ЭП10. Для чего для скорости 0,40 , Vч= Vн= Vр , 50 и 10 км/ч по соответствующим тяговым характеристикам определить силу тяги и занести эти данные в таблицу 12.

Рисунок 4Структурная электрическая схема питания тяговых

двигателей М1 и М2 одной тележки электровоза ЭП10

Рисунок 5Рабочие характеристики двигателя НТА-1200 электровоза ЭП10

Рисунок 6рабочие характеристики электровоза ЭП-10

Таблица 12Сравнение силы тяги электровозов

Электровозы постоянного тока Электровоз однофазно-постоянного тока Электровоз ЭП10
Со ступенчатым регулированием Со ступенчатым регулированием
V, км/ч Fк, кН V, км/ч Fк, кН V, км/ч Fк, кН V, км/ч Fк, кН
Vр= Vр= Vр= Vр=80 317,5
317,5

4. Расположение оборудования на электровозе

В задании (таблица 1) студентам предложена одна из серии электровоза. В пояснительной записке следует указать серию электровоза, осность, род тока, развиваемую им мощность и силу тяги в часовом режиме, скорость, сцепной вес, передаточное отношение, коэффициент полезного действия. Эти данные можно выбрать из инструкционных книг, справочника и журналов «Локомотив» , рекомендованных в списке использованных источников (источники указаны в таблице 1 рядом с серией электровоза).

На последующих страницах данного раздела привести эскизы двух проекций кузова электровоза с указанием на них описываемого оборудования. Перечень описываемого оборудования приведен в подразделе 1.1 исходных данных.

Оборудование на эскизах не следует вычерчивать подробно, достаточно оборудование изобразить характерными очертаниями. Например, изображение токоприемника: прямоугольник (это рама), пересеченный двумя параллельными линиями, изображающими полоз.

1. СТП П9-2-02. Стандарт предприятия. Оформление учебной документации курсовых и дипломных проектов (работ). – Ростов н/Д: РГУПС, 2002. – 200 с.

2. Ротанов, Н.А. [и др.]. Проектирование систем управления подвижным составом электрических железных дорог / Н.А. Ротанов [и др.]. – М.: Транспорт, 1964. – 352 с.

3. Правила тяговых расчетов для поездной работы. – М.: Транспорт, 1985. – 385 с.

4. Некрасов, О.А. [и др.]. Режимы работы магистральных электровозов /О.А. Некрасов [и др.]; Под ред. О.А. Некрасова. – М.: Транспорт, 1983. – 231с.

5. Тихменев, Б.Н. Подвижной состав электрифицированных железных дорог / Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахтман – М.: Транспорт, 1980. – 456 с.

6. Бахвалов, Ю.А. Моделирование электромеханической системы с асинхронным тяговым приводом / Ю.А. Бахвалов, А.А. Зарифьян, В.Н. Кашников [и др.]; Под ред. Е.М. Плохова. – М.: Транспорт, 2001. – 286 с.

7. Грузовые электровозы переменного тока: справочник / З.М. Дубровский, В.И. Попов, Б.А. Тушканов – М.: Транспорт, 1998. – 503 с.

8. Электровоз ЭП1 // «Локомотив» 1999. – №7. – № 8. – № 9. – № 10.

9. Электровоз ВЛ65 // «Локомотив» 2000 . – №3. – № 4. – № 7. – № 8. – № 9. – № 10.

10. Кравчук, В.В. Особенности конструкции и управления электровоза ВЛ65 /В.В. Кравчук, А.С. Поддавашкин [и др.] – Иркутск, 1997. – 133 с.

11. Электровозы ВЛ60 К и ВЛ60 ПК. Руководство по эксплуатации. – М.: Транспорт, 1993. – 399с.

Источник

Устройство электровоза (Часть 1)

Опубликовано 10.06.2020 · Обновлено 04.02.2021

А вообще, зададимся вопросом, что такое электровоз? Тепловоз мы с вами в предыдущих моих статьях немножко изучили, теперь пришло время познакомиться с электровозом, этим славным представителем семьи локомотивов.

» data-medium-file=»https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-300×200.jpg» data-large-file=»https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-1024×683.jpg» width=»1024″ height=»683″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-1024×683.jpg» alt=»Электровоз ВЛ10″ data-srcset=»https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-1024×683.jpg 1024w, https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-300×200.jpg 300w, https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-768×512.jpg 768w, https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/159784.jpg 1200w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px»/> Электровоз ВЛ10

Что такое электровоз и как он работает

Электровоз – очень мощная машина и эту мощность можно повышать существенно, чего не скажешь про тепловоз. Практически все железные дороги нашей страны уже электрифицированы, поэтому электровоз является главным в семье локомотивов. Итак, электровоз — это локомотив, который работает, используя электрический ток, получая его от контактной сети, через контактный провод, поэтому требует для своей работы большой инфраструктуры: контактная сеть, тяговые подстанции и т.д., но он хорошо выигрывает в мощности, скорости и является более экономичным в своей эксплуатации. На наших железных дорогах применяется для питания электровозов две системы тока: постоянный и переменный. Напряжение в контактной сети постоянного тока составляет — 3000 Вольт, а в контактной сети переменного тока – 25000 Вольт.

Контактная сеть ЖД

Контактная сеть

Исходя из этого на железных дорогах эксплуатируются электровозы двух родов тока: постоянного и переменного, есть и представители, совмещающие в своей конструкции обе системы, так называемые, электровозы двойного питания, про них я ниже расскажу. Давайте рассмотрим, что общего в конструкциях электровозов.

Тяговые электродвигатели

Немного освежим в памяти основы электротехники. Если в магнитное поле мы поместим какой-нибудь проводник (рамку) и начнем ее вращать, то в этой самой рамке будет возникать электрический ток, таким образом мы получаем генератор. А если по этой рамке пропустить ток, то получится электродвигатель. Из законов физики известно, что вокруг проводника с током создается магнитное поле – теперь эти оба магнитных потока складываются и вращают рамку с током. В этом и заключается принцип работы всех электродвигателей.

Читайте также:  Телевизор dns k42a619 уменьшить ток подсветки

Принципиальная модель электродвигателя постоянного тока

Более подробно это выглядит так: все тяговые электродвигатели (ТЭД) электровозов сложные электрические машины, постоянными магнитами наша промышленность просто не сможет снабдить все электромашины, поэтому магнитный поток, необходимый для вращения якоря, создается в проводниках, путем пропуска по ним электрического тока, это называется – обмотка возбуждения и располагается она в остове электродвигателя по всей его окружности. Эта обмотка включает в себя главные полюса, добавочные полюса и компенсационную обмотку. Якорь тягового электродвигателя состоит из сердечника, коллектора и обмотки, которая укладывается в пазы сердечника. Величина тока в обмотке возбуждения и в обмотке якоря регулируется, соответственно обороты якоря и мощность электродвигателя.

  • Щёточно-коллекторный аппарат ТЭДЩёточно-коллекторный аппарат ТЭД
  • Колесно-моторный блок ТЭД и колесная пара электровоза

Существует режим реостатного и рекуперативного торможения, то есть, ток от якоря тягового электродвигателя (ТЭД) отключается и якорь вращается в магнитном поле обмотки возбуждения, а это уже генератор. В генераторах возникает сила, называемая противо ЭДС, эта сила всегда направлена против вращения якоря, и она довольно большая. Поэтому в режиме реостатного или рекуперативного торможения электровоз тормозит всеми своими ТЭД, без применения автоматических тормозов, что очень эффективно на затяжных спусках и обеспечивает плавность ведения грузовых и пассажирских поездов. Вот на эти ТЭД и работают все системы электровоза.

Практически на всех электровозах обоих систем тока применяются тяговые электродвигатели постоянного тока. Это коллекторные двигатели со щеточным аппаратом, по которому подается ток на якорь двигателя. Велись активные разработки по применению на электровозах асинхронных тяговых электродвигателей переменного тока, что значительно удешевит стоимость локомотива и уменьшит его вес, но возникали трудности с системами управления этими двигателями. В настоящее время эта проблема решена и уже эксплуатируется парк электровозов с асинхронными ТЭД.

Тележки

Итак, общее в электровозах – тяговые электродвигатели постоянного тока, которые устанавливаются в тележках. Тележка представляет собой рамную конструкцию, на раме которой и крепятся ТЭД. Существует два вида подвески ТЭД: опорно-осевая и опорно-рамная.

Тележка электровоза 2ЭС6 Синара

Тележка электровоза 2ЭС6 Синара

Опорно-осевая подвеска ТЭД

В первом случае ось колесной пары закрепляется в пазах двигателя и закрывается крышками, в которых находится смазочный материал: косы из специального материала, смазывающиеся маслом (польстер). Вся эта конструкция называется – моторно-осевой подшипник. На концах оси колесной пары (с одной или с обоих сторон) напрессованы тяговые шестерни, которые входят в зацепление с шестернями, расположенными на якоре электродвигателя. Этот тяговый редуктор закрывается кожухом. Другой конец тягового электродвигателя закрепляется за балку на раме тележки.

Опорно-рамная подвеска ТЭД

Во втором случае, ТЭД крепится к раме тележки, а ось колесной пары с напрессованной на ней тяговой шестерней закреплена с шестерней ТЭД в специальном редукторе, эта схема не требует установки моторно-осевых подшипников и постоянного контроля за уровнем смазки в них.

опроно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей

Как передается тяговое усилие от колесных пар к автосцепкам?

На концах осей колесных пар расположены буксовые узлы. На всех современных электровозах применяются бесчелюстные (поводковые) буксы. Ведь вращающий момент и тяговое усилие от ТЭД и соответственно колесной пары необходимо передать на раму электровоза, а через нее на весь состав. Поэтому тележки имеют, так называемые, приливы, именно к этим приливам через резинометаллические поводки и закреплены буксы. Сами тележки установлены на шкворнях на раме кузова и могут свободно перемещаться в соответствии с профилем пути. Таким образом все необходимые тяговые усилия передаются на раму кузова, на ней с обоих сторон установлены автоматические сцепки, которые соединяются с автосцепками вагонов и вперед, поехали!

На тележках устанавливаются гидравлические гасители колебаний, пружины и рессоры. Тележки могут быть трехосными, двухосными и даже четырехосными, но в настоящее время все отечественные электровозы имеют двухосные тележки и в зависимости от конструкции, электровоз может опираться на две или три двухосные тележки (ВЛ85 ,ВЛ65, ЭП1).

Оборудование электровоза

Электровозы обоих систем имеют, как правило, унифицированный кузов, в котором размещено все оборудование. Пассажирские электровозы имеют свои особенности по конструкции кузова.

Токоприемник

На крышах электровозов располагаются токоприемники – это трубчатая конструкция, на самом верху которой закрепляется, через каретку, полоз токоприемника, в полозе устанавливаются угольные или угольно-керамические вставки, которые и скользят по контактному проводу, передавая ток на токоприемник и далее на силовые цепи.

  • токоприемник пантограф электровоза
  • пантограф токоприемник электровоза

Могут применятся и другие материалы, вместо угольных вставок. На токоприемниках электровозов постоянного тока устанавливается, как правило, два полоза, для улучшения токосъема. Токоприемник поднимается при подаче воздуха из цепей управления в пневматический цилиндр, преодолевая усилие возвратных пружин. При опускании токоприемника воздух из цилиндра выходит в атмосферу и возвратные пружины опускают токоприемник на крышу. Неисправный токоприемник может быть отключен от силовой цепи ручным разъединителем.

Вспомогательные машины

Надо отметить, что воздух для любого электровоза – это очень важный элемент в его работе. Без воздуха не поднимешь токоприемник, не подключишь силовые контакты и т.д. На всех электровозах существуют вспомогательные компрессоры, которые могут накачать давление в цепях управления до величины, необходимой для поднятия токоприемника.

Электровозы обоих систем тока имеют электрические мотор-вентиляторы для охлаждения ТЭД и других устройств, мотор-компрессоры для накачивания воздуха в главные резервуары локомотива, а оттуда во все системы электровоза и автоматические тормоза поезда.

Машинное отделение электровоза

Машинное отделение электровоза

Все электровозы управляются через контроллеры (разных конструкций) из кабины машиниста и оснащены всем необходимым оборудованием для ведения поезда (прожекторы, краны машиниста-усл. №395 и усл. №254, КВ и УКВ радиостанции, буферные фонари, санузлы и т.д.). На крышах электровозов, помимо упомянутых выше токоприемников, располагаются жалюзи вентиляторов, антенны, изоляторы, шунты, токопроводящие шины и другое оборудование. На пассажирских электровозах установлены системы отопления пассажирских вагонов (3000 В).

Какие бывают электровозы

Грузовые электровозы работают обычно в двухсекционном или трехсекционном исполнении, могут соединяться и два двухсекционных электровоза. Все межсекционные соединения производятся кабелями (жоксами), электровозы управляются с одного пульта, это называется – по системе многих единиц.

электровоз 2ЭВ120

» data-medium-file=»https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/1-208-300×201.jpg» data-large-file=»https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/1-208-1024×685.jpg» width=»1024″ height=»685″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/1-208-1024×685.jpg» alt=»электровоз эп1″ data-id=»3429″ data-full-url=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/1-208.jpg» data-link=»https://dvizhenie24.ru/railway/ep1-pervyj-serijnyj-elektrovoz-v-rossii/attachment/1-208/» data-srcset=»https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/1-208-1024×685.jpg 1024w, https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/1-208-300×201.jpg 300w, https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/1-208-768×514.jpg 768w, https://i.dvizhenie24.ru/2019/12/1-208.jpg 1200w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px»/>

  • В настоящее время строятся электровозы в трехсекционном и четырехсекционном исполнении, с возможностью прохода во все секции при движении, промежуточные секции уже не имеют кабин управления и называются – бустерными. Вот в целом и сходства электровозов двух систем тока. А различия рассмотрим в следующих статьях: электровозы постоянного тока, переменного тока, двойного питания.

    Источник

    Adblock
    detector