Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет тяговых характеристик тепловозов с электрической передачей и электровозов

Расчет тяговых характеристик тепловозов с электрической передачей и электровозов

Главная > Курсовая работа >Транспорт

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство»

По предмету: «Электрические передачи локомотивов»

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

Проверил: Киселев В.И.

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

8.Список используемой литературы

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.

Читайте так же:
Бьет током от теплого пола плитка

Рис.1.1 Схема механической передачи локомотивов.

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

Достоинства механической передачи:

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).

Рис.1.2 Передача постоянного тока, где Д — дизель; ГГ — главный генератор; ПРА — пуско-регулирующая аппаратура; ТЭД — тяговый электродвигатель; КП — колесные пары. Достоинства электрической передачи постоянного тока: простота регулирования; простота компоновки на тепловозе; высокий КПД.

Недостатки электрической передачи постоянного тока:

большой вес и габариты конструкций;

ограничение по мощности тягового генератора.

Передачи постоянного тока находят основное применение на тепловозах мощностью до 2200 кВт.

1.2.Передача переменно — постоянного тока

Данная передача состоит из тягового генератора переменного тока (СГ), выпрямительной установки (ВУ) и тяговых электродвигателей постоянного тока (ТЭД).

Рис 1. 3 Передача переменно-постоянного тока, Д — дизель; СГ — генератор переменного тока; ВУ — выпрямительная установка; ПРУ — пуско — регулирующее устройство; ТЭД — тяговые электродвигатели; КП — колесные пары.

Достоинства электрической передачи переменно — постоянного тока:

снятие ограничения по мощности тягового генератора.

Недостатки электрической передачи постоянного тока:

уменьшение по сравнению с передачей постоянного тока общего КПД передачи.

Данным типом передачи оборудованы большинство серий современных магистральных тепловозов мощностью 1500 — 4500 кВт.

1.3.Передача переменного тока

Рис.1. 4 Передача переменного тока, где Д — дизель; СГ — генератор переменного тока; ВУ — выпрямительная установка; И — инвертор; ПРА — пуско-регулирующая аппаратура; АД — асинхронный электродвигатель; КП — колесная пара.

Электрическая передача на тепловозах

Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 04.02.2021

При разработке проектов тепловозов инженерная мысль искала различные технические решения передачи вращающего момента от дизеля к движущим колесным парам. Создавались проекты электрической, механической, пневматической и гидравлической передач, и только две из них практически были осуществлены на тепловозах – электрическая и гидравлическая.

В этой статье я расскажу об электрической передаче. Она нашла самое широкое применение на мощных магистральных и маневровых тепловозах. Электрическая передача очень надежная и экономичная, но имеет и недостатки – большой вес и требует для изготовления дорогостоящих цветных и изоляционных материалов. Но все равно, несмотря на свои некоторые недостатки, она является основной в тепловозостроении.

Тепловозный дизель-генератор

Электрическая передача работает по принципу – дизель вращает вал генератора, вырабатываемый им ток поступает на тяговые электродвигатели, расположенные на осях движущих колесных пар. Такие установки на тепловозах называются – дизель-генераторными. В прежних статьях я уже касался вопроса тягового привода локомотивов, где рассматривалась именно электрическая передача. Вот тяговые электродвигатели и располагаются либо на опорно-осевой подвеске, либо на опорно-рамной в рамах тележек, в зависимости от конструкции.

Читайте так же:
Датчик температуры теплого пола можно ли удлинить провод

Колёсно-моторный блок тепловоза

Тяговые электродвигатели (ТЭД) соединены с главным генератором (ГГ) соединительными кабелями. Еще очень важным и сложным элементом в электрической передаче являются системы и устройства ее регулирования.

Существует несколько типов электрической передачи: на постоянном токе и на переменном токе. Все тяговые электродвигатели тепловозов работают на постоянном токе, поэтому электрическая передача постоянного тока имеет главный генератор постоянного тока. Ток вырабатываемый генератором сразу поступает на тяговые электродвигатели.
Здесь есть и свои недостатки – большой вес и габариты главного генератора, большой расход цветных металлов на его производство.

Генераторный блок

Существуют и передачи переменно-постоянного тока. Дизель вращает якорь генератора переменного тока, а далее переменный ток преобразуется в постоянный в выпрямительных установках и все равно на ТЭД поступает постоянный ток.
Здесь есть свои преимущества – главный генератор переменного тока значительно проще в изготовлении, расход цветных металлов меньше, значительно меньше его вес и габариты, но требуется установка выпрямительных установок. Запуск дизеля на тепловозах с электрической передачей осуществляется с помощью самого главного генератора — система в момент запуска дизеля переводит генератор в режим сериесного электродвигателя, он и раскручивает вал дизеля. Сериесный электродвигатель – это двигатель в котором обмотка якоря и обмотка возбуждения соединены последовательно. Не требуется установка стартера или системы накопления и сохранения сжатого воздуха для пуска дизеля.

Дизель-генераторная установка тепловоза

Конечно для вращения вала главного генератора требуется большая мощность дизеля, ведь все мы знаем, что такое «противоЭДС» — сила, направленная против вращения якоря генератора и ее надо постоянно преодолевать. Поэтому приходиться применять разные системы регулирования электрической передачи на тепловозах. Она позволяет автоматически поддерживать постоянную мощность главного генератора за счет сложной системы возбуждения, позволяющей автоматически изменять ток возбуждения главного генератора в зависимости: от позиции контроллера машиниста (как правило контроллер имеет 15 позиций); от величины тока в силовой цепи; от напряжения главного генератора; от потребляемой мощности от вала дизеля вспомогательными устройствами и агрегатами.

Повторюсь, система очень сложная, включает в себя всевозможные механические и электрические устройства. Как-нибудь, наберусь смелости и попробую написать статью в которой попытаюсь изложить все это просто и доступно.

Машинное отделение тепловоза 2ТЭ10М

Тяговые электродвигатели на тепловозах подключаются либо последовательно, либо параллельно, в зависимости от конструкции тепловоза, подключение к главному генератору осуществляется посредством силовых электропневматических контакторов, смена направления движения тепловоза осуществляется разворотом электропневматического устройства с силовыми контактами – реверсора.

Электрическая Схема Тепловоза Тэм2

Регулирование температуры воды контура охлаждения наддувочного воздуха осуществляется посредством Р7″-7 — РТ


После пуска дизеля катушка электромагнита БМ питается через контакт реле давления масла РДМ , см. Создавался для изучения целесообразности оборудования ТЭМ2 электрическим тормозом.

Автоматическая локомотивная сигнализация АЛСН 2.
Электрическая схема реле переходов ТЭМ2

Читайте так же:
Тепловыделение проводника с током


При остановленном дизеле цепи управления и освещения получают питание от аккумуляторной батареи БА по цепи: плюсовой нож рубильника батареи РБ, предохранитель батареи на 80А, шунт амперметра ШАl, сопротивление заряда батареи СЗБ, плюсовые клеммы пульта и автоматические выключатели АВ1, АВ3,АВ

От зажима Я1 генератора Г напряжение подается к двум параллельным группам тяговых электродвигателей.

По истечении этого времени н.

Силовые кабели и провода имеют надёжную изоляцию и защиту от механических повреждений и попадания на них масла и влаги. Включившись, РУ14 своим размыкающим контактом , см.

Реле PУ12 включается и замыкающими контактами становится на самоблокировку.

Схема запуска дизеля ТЭМ 2

1.1.1. Алгоритм пуска дизеля

При отсутствии штырей можно воспользоваться прутком, который необходимо ввести в отверстие в ручке каркаса. Контактор КВ после включения и. В этом случае после отключения пусковых контакторов блок-магнит регулятора дизеля теряет питание. Включившись, реле РБ1 своим размыкающим контактом , разорвет цепь контактора ВВ, а замыкающим контактом , соберет цепь включения звукового сигнала СБ, оповещающего машиниста о боксовании.

Эффективное охлаждение тяговых электродвигателей осуществляется двумя центробежными вентиляторами с клиноременным приводом.

При отсутствии тока нагрузки генератора напряжение возбудителя максимально, по мере увеличения тока нагрузки генератора действие дифференциальной обмотки усиливается, что приводит к снижению напряжения возбудителя и тягового генератора.

Включенный маслопрокачивающий насос производит предварительную прокачку масла дизеля в течение 30 с. Необходимый запас сжатого воздуха в главных тормозных резервуарах поддерживается двухступенчатым, трёхцилиндровым компрессором с промежуточным охлаждением воздуха.

При включении контактора Ш2 параллельно обмоткам возбуждения электродвигателей 1,2,3 подсоединяется сопротивление второй ступени ослабления поля СШ1.

По- Схема масляной системы тепловоза ТЭМ2: 1 — масляные секции; 2-термореле; 3-фильтры тонкой очистки масла; 4 — маслоподкачивающий насос; 5 — электротермометер; 6 — манометр ток охлаждающего воздуха в холодильнике создаётся осевым шестилопастным вентилятором. Таким образом, разборка силовой схемы происходит после снятия возбуждения с генератора Г, что уменьшает подгар главных контактов и

Еще на стадии приемки тепловоза, на котором не приходилось работать, необходимо узнать у сдающей бригады машиниста особенности управления данным локомотивом, расположение аппаратов на пуль-те управления, порядок пуска дизеля, включения питания радиостанции и АЛСН.
ТЭМ 2 схема реле земли

Электрическая схема тепловоза ТЭМ2

Система защиты от боксования. Возможен и такой случай: контактор КТН включается, а затем отключается.

Все клеммы каждой из клеммных коробок обозначают только номером коробки, штепсельные разъемы — буквой Р или буквами ШР и цифрой, соответствующей номеру разъема. Причина может заключаться вниз-ком давлении масла. Предохранитель введен для защиты слаботочного контакта термореле РТЗ и установлен на панели в пульте управления.

Катушка реле РУ2 получает питание от контактов контроллера на II положении.

Ударно-тяговые приборы. Следовательно, первоначальное питание катушка РУ12 может получить только при выключенном тумблере В Дифференциальная обмотка возбуждения включается последовательно с якорем тягового генератора и обтекается током нагрузки генератора.

Генератор возбуждается и на его зажимах возникает напряжение. Прежде всего, необходимо обеспечить питание дизеля топливом. Дифференциальная обмотка возбуждения включается последовательно с якорем тягового генератора и обтекается током нагрузки генератора. Электрические схемы трудно изучать из-за большого количества в них различных электроаппаратов и коммутируемых цепей.

Смотреть онлайн


Включившись, РУ4 разомкнет свой размыкающий контакт и и обесточит катушку РВ2. Токовые катушки реле РП1 и РП2 через резистор СРПТ включены параллельно обмотке добавочных полюсов тягового генератора и дифференциальной обмотке возбудителя. Схема управления тепловозом со вспомогательного пульта , , катушка В Б, провода , , , Для обогрева кабины в зимнее время в ней имеется калорифер, а на полу установлен обогреватель для ног. Необходимо проверить целостность и Надежное крепление соединительных кабелей в аппаратной камере, осмотреть главные контакты контакторов П1, П2, KB и ВВ.

Читайте так же:
В чем проявляется тепловое химическое магнитное действие тока

Защиты дизеля, генератора, тягового электродвигателя 3. Начиная с 3-й позиции увеличивается частота вращения коленчатого вала дизеля. Перед пуском дизеля включают рубильник аккумуляторной батареи и проверяют, есть ли контакт у его ножей.

При остановке дизеля, когда напряжение вспомогательного генератора снижается и становится меньше напряжения батареи, диоды ДЗБ не пропускают ток в обратном направлении, то есть от аккумуляторной батареи к вспомогательному генератору, предотвращая разрядку батареи на обмотку якоря генератора ВГ. Автоматическая локомотивная сигнализация АЛСН. При этом цепь питания катушек аппаратов схемы пуска дизеля размыкается размыкающими контактами тумблера В В случае замерзания наружной части трубы и невозможности ее прочистить, соединительную головку и участок трубы следует отогреть горячей водой, которую можно слить из системы в другом месте. Поездные кон-такторы П1 и П2 должны быть включены и их замыкающие вспомогательные контакты замкнуты.
Электрическая схема тепловоза тэм 2

Технические характеристики

По истечении этого времени н.

Тележки тепловозов ТЭМ2 с челюстными буксами отличаются большим количеством точек смазки Кроме контроля уровня смазки в моторно-осевых подшипниках, в перечень работ по ТО-1 и ТО-2 входит так-же смазка наличников букс осевым маслом.

В случае замерзания наружной части трубы и невозможности ее прочистить, соединительную головку и участок трубы следует отогреть горячей водой, которую можно слить из системы в другом месте. Переключение ламп заднего и переднего прожекторов выполняется автоматически посредством контактов реле управления НУ

электрические схемы тепловозов тэм2 и тэм1

В конструкции кузова предусмотрены боковые двери, жалюзи и кры-шевые люки, создающие необходимые удобства при обслуживании тепловоза. Питание цепей управления и освещения. Задержка отключения контакторов Д1 и Д2 на 5 с после включения реле давления масла РДМ предусмотрена для повышения устойчивости пуска дизеля.

При включении РУ2 его размыкающий контакт , разрывает цепь питания катушек контакторов КВ. Прогрев дизеля и работа на холостом ходу 3.

Катушки напряжения включены на напряжение Г. Конструкция рессорного подвешивания обеспечивает тепловозу хорошие динамические качества и спокойный плавный ход на неровностях пути. В процессе приемки тепловоза надо проверять. Этим ослабляется действие параллельной катушки, и реле подготавливается для возможности отключения под действием токовой катушки.

По мере прогрева масла и уменьшения его давления вентиль необходимо прикрывать вплоть до полного его закрытия. Спускают воздух через кран 4 28 на отростке трубы нагнетания топлива к фильтру тонкой очистки.
ТЕПЛОВОЗ ТЭМ-2 МАНЕВРОВЫЙ (описание узлов и агрегатов)

Отличие постоянного и переменного тока

Электрическим током называют направленное, упорядоченное движение заряженных частиц.

Постоянный ток имеет устойчивые свойства и направление движения заряженных частиц, которые не изменяются со временем. Он используется многими электрическими устройствами в домах, а также в автомобилях. От постоянного тока работают современные компьютеры, ноутбуки, телевизоры и многие другие устройства. Для преобразования переменного тока в постоянный используются специальные блоки питания и трансформаторы напряжения.

Читайте так же:
Можно ли удлинять провода датчика температуры теплого пола

Все электрические устройства и электрические инструменты, работающие от батарей и аккумуляторов считаются потребителями постоянного тока, так как батарея – это источник постоянного тока, который может быть преобразован в переменный с помощью инверторов.

Разница переменного тока от постоянного

Переменным называют электрический ток, который может изменяться по направлению движения заряженных частиц и величине с течением времени. Важнейшими параметрами переменного тока считаются его частота и напряжение. В современных электрических сетях на разных объектах используется именно переменный ток, имеющий определенное напряжение и частоту. В России в бытовых электросетях ток имеет напряжение 220 В и частоту равную 50 Гц. Частота электрического переменного тока – это число изменений направления движения заряженных частиц за 1 секунду, то есть, при частоте в 50 Гц он меняет направление 50 раз в секунду. Таким образом, отличие переменного тока от постоянного заключается в том, что в переменном заряженные частицы могут менять направление движения.

Источниками переменного тока на объектах различного назначения являются розетки. К розеткам мы подключаем различные бытовые приборы, получающие необходимое напряжение. Переменный ток используется в электрических сетях потому, что величина напряжения может быть преобразована до необходимых значений с помощью трансформаторного оборудования с минимальными потерями. Другими словами, его гораздо проще и дешевле транспортировать от источников электроснабжения до конечных потребителей.

Передача переменного тока потребителям

Путь переменного тока начинается с электростанций, на которых устанавливаются мощнейшие электрические генераторы, из которых выходит электрический ток с напряжением на уровне 220-330 кВ. Через электрические кабели ток идет к трансформаторным подстанциям, устанавливаемым в непосредственной близости от объектов электрического потребления – домов, квартир, предприятий и других сооружений.

Подстанции получают электрический ток с напряжением около 10 кВ и преобразуют его в трехфазное напряжение 380 В. В некоторых случаях на питание объектов идет ток с напряжением 380 В, этого требуют мощные бытовые и производственные приборы, но чаще всего в месте ввода электричества в дом или квартиру, напряжение снижается до привычных нам 220 В.

Преобразование переменного тока в постоянный

Мы уже разобрались с тем, что в розетках бытовых электрических систем находится переменный ток, однако многие современные потребители электричества нуждаются в постоянном. Преобразование переменного тока в постоянный осуществляется с помощью специальных выпрямителей. Весь процесс преобразования включает в себя три этапа:

  1. Подключение диодного моста с 4-мя диодами необходимой мощности. Такой мост может «срезать» верхние значения синусоид переменного тока или делать движение заряженных частиц однонаправленным.
  2. Подключение сглаживающего фильтра или специального конденсатора на выход с диодного моста. Фильтр способен исправить провалы между пиками синусоид переменного тока. Подключение конденсатора серьезно уменьшает пульсации и может довести их до минимальных значений.
  3. Подключение стабилизаторов напряжения для снижения пульсаций.

Преобразование тока может осуществляться в обоих направлениях, то есть, из постоянного тоже можно сделать переменный. Но этот процесс значительно сложнее и осуществляется он за счет использования специальных инверторов, которые отличаются высокой стоимостью.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector