РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ ЛОКОМОТИВОВ
Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электрические передачи локомотивов» по специальности 190301 «Локомотивы»
Москва 2009г.
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Отделение Высшего профессионального образования
В.С.Косов
Расчет электрических передач локомотивов
Рекомендовано редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний по выполнению курсового проекта по дисциплине «Электрические передачи локомотивов» для студентов специальности 190301 «Локомотивы»
Москва 2009г.
УДК 629.423:621.333
К-44
Автор:
Коссов В.С.
Рецензент:
Доктор технических наук, профессор Феоктистов В.П.
Изложены физические процессы, лежащие в основе работы электрических передач локомотивов, рассмотрены особенности конструкции и режимов работы тяговых двигателей электровозов и тепловозов, приведены методики расчета рабочих характеристик тягового электропривода и электрической передачи локомотивов.
|
|
Методические указания предназначены для студентов и слушателей специальностей «Локомотивы» и «Электрический транспорт».
Авторскими правами на настоящие методические указания по курсовой работе обладает автор и Российская академия путей сообщения.
Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ),
Российская академия путей сообщения (РАПС) 2009 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………...………4
1. УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТЫ ………………..…………4
2. ОБРАЗОВАНИЕ СИЛЫ ТЯГИ ЛОКОМОТИВА………………………….6
3. ТЯГОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛОКОМОТИВОВ…………..…..……..9
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА………………………………………………………………………..13
4.1. Физические основы преобразования энергии в машине постоянного тока.................... ……………………………………………………………13
4.2. Принцип действия и общее устройство электродвигателя постоянного тока……………………………………………………….16
4.3. Основные параметры и показатели работы электрических двигателей……………………………………………………………20
5. НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ…………………………………………….22
5.1. Назначение тяговых электродвигателей………………..…………22
5.2. Конструкция основных узлов и элементов тягового электрического двигателя тепловоза…………………………………………………23
6. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ДВИГАТЕЛЕЙ НА ЛОКОМОТИВАХ………………….……………28
|
|
6.1. Режимы и характеристики работы тяговых электрических двигателей электровозов ……………………………..……………28
6.2. Режимы и характеристики работы тяговых электрических двигателей тепловозов………………………………………….……33
7. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРИВОДА………………………………………………………….……40
7.1. Электромеханические характеристики……………………….……40
7.2. Электротяговые характеристики………………………..…..…….…45
8.ТЯГОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛОКОМОТИВОВ……..….…….…47
8.1. Сила тяги локомотива и ее реализация……………..…….…….…47
8.2. Построение тяговых и токовых характеристик локомотива….....52
9. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ ЧАСТИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ……………………………………………………….…...…56
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………..….….…57
ВВЕДЕНИЕ
Целью курсовой работы является изучение физических процессов, происходящих в колесно-моторном блоке (КМБ) локомотива при преобразовании электрической энергии в механическую и создании силы тяги. На основании рассчитанных параметров тягового электродвигателя (ТЭД) строится тяговая характеристика локомотива с нанесением на ней ограничений по конструктивным параметрам и условиям сцепления колеса с рельсом.
При выполнении работы необходимо решить следующие задачи:
· определить параметры ТЭД на номинальном режиме работы;
· рассчитать характеристику намагничивания ТЭД;
· построить кривые намагничивания ТЭД при различных режимах нагрузки и возбуждения;
· рассчитать и построить внешнюю характеристику тягового генератора тепловоза;
· построить электромеханические и электротяговые характеристики
ТЭД с учетом параметров КМБ;
· рассчитать и построить тяговую и токовую характеристики локомотива с учетом ограничений.
УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТЫ
Курсовая работа включает пояснительную записку объемом 20-25 страниц и графическую часть на листах формата А4. Рекомендуется выполнение расчетных графиков на миллиметровой бумаге.
Расчетно-пояснительная записка должна включать следующие разделы: содержание, введение, основные разделы (главы), выводы, список использованных источников.
Исходные данные ТЭД выбираются из таблиц 1.1 или 1.2 по варианту, указанному преподавателем. Общие исходные данные для всех вариантов: диаметр колеса по кругу катания DK электровоза - 1250 мм, тепловоза -1050 мм; количество движущих осей локомотива nос=6; осевая нагрузка локомотива 2П=23 т; конструкционная скорость локомотива VK=100 км/ч.
Расчетные формулы первоначально представляются в общем виде с пояснением всех входящих в них величин. Затем в формулы подставляются числовые значения и приводятся результаты окончательных вычислений.
Схемы, графики и другие иллюстрации выполняются карандашом на отдельных листах миллиметровой бумаги вслед за текстовой ссыл-
кой. Оси координат следует проводить по утолщенным линиям миллиметровой сетки. Масштабы необходимо выбирать соответственно нормальному ряду: 0,1; 0,2; 0,4; 0,5; 1,0 и т.д. единиц в мм.
Таблица 1.1. Исходные данные тягового двигателя электровоза | |||||||||
Pдн, кВт ,кВт | 525 | 586 | 650 | 690 | 700 | 775 | 810 | 900 | |
2р | 4 | 6 | 6 | 4 | 6 | 6 | 6 | 6 | |
2а | 4 | 6 | 6 | 4 | 6 | 6 | 6 | 6 2,64 | |
µ | 3,90 | 2,27 | 3,83 | 2,73 | 4,10 | 4,40 | 4,63 | 2,64 | |
Nдн, об/мин | 735 | 600 | 770 | 850 | 905 | 920 | 1030 | 1150 | |
Uдн, В | N | Варианты задания | |||||||
1600 | 1050 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
1500 | 812 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
1500 | 1050 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
1100 | 792 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
950 | 696 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
Таблица 1.2.
Исходные данные тягового двигателя тепловоза
Рлн, кВт | 300 | 320 | 350 | 370 | 390 | 400 | 410 | 420 | |||
2р | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |||
2а | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |||
µ | 4,00 | 4,21 | 4,31 | 4,41 | 4,41 | 4,41 | 4,41 | 4,41 | |||
nдн, об/мин
| 550 | 575 | 600 | 625 | 650 | 675 | 700 | 710 | |||
Uдн, В | 'N | Варианты задания эианты задания | |||||||||
500 | 648 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
480 | 630 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | ||
460 440 | 620 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | ||
440 | 610 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | ||
400 | 600 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
В тексте пояснительной записки сокращения слов, за исключением общепринятых, не допускаются.
Страницы расчетно-пояснительной записки следует нумеровать, начиная со страницы 2 (страница 1 - титульный лист не нумеруется). Номер указывается в правом верхнем углу листа.
На странице, следующей после титульного листа, помещается первый раздел - "Содержание". В нем приводится перечень названий всех разделов записки с указанием номера страницы, с которой начинается
соответствующий раздел. В списке "Содержание" разделы "Введение", "Выводы", "Список использованных источников" и "Приложение" не нумеруются. Названия разделов основной части записки нумеруются арабскими цифрами в порядке упоминания.
Во "Введении" объемом не менее 2-х страниц приводятся краткие сведения об общих тенденциях развития локомотивного хозяйства и локомотивостроения, об основных типах локомотивов, эксплуатируемых в настоящее время, и ТЭД, которыми они оборудованы.
В разделе "Выводы", следующем после основной части расчетно-пояснительной записки, должны быть даны краткие выводы по результатам выполнения курсовой работы. Текст выводов должен содержать числовые данные результатов расчетов.
В заключительном разделе - "Списке использованных источников" - приводится перечень учебно-методической литературы и других источников, использованных при выполнении курсовой работы. При ссылках, помещаемых в тексте записки, номера источников указываются в специальных скобках, например [20] или /20/. При повторных использованиях источника ссылка на него обязательна.