Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Вопрос №22. Какие контактные подвески применяются на электрических железных дорогах



Контрольная работа №1

По дисциплине «Тяга поездов»

 

Выполнил студент: Прибора Н.В.

Учебный шифр: 12-УППц-5212

 

Санкт-Петербург

2015 г.

Тяга поездов.

Задача №1.

1.Определение расчетного веса состава грузового поезда.

Исходные данные выбираются студентом по последней цифре шифра.

Исходные данные:

Серия тепловоза – 2ТЭ10В

Расчетный подъем % - 9;

Путь – звеньевой;

Тип грузового вагона – крытый 4х-осный, полувагон 6-тиосный, цистерна 8-миосный;

Вес одного вагона, брутто – КР=21,8; ПВ=126,0; ЦС=149,8;

Условная длина вагона – КР=1,05; ПВ=1,17; ЦС=1,51;

Доля вагонов в составе по весу – КР-0,34; ПВ – 0,36; ЦС-0,30;

Условная длина приемо-отправочных путей- 100.

Расчетная сила тяги Fкр-50600кгс

Р-расчетный вес локомотива,т:276т

Точность вычислений при выполнении расчетов в соответствии с Правилами тяговых расчетов для поездной работы (ПТР) принимают:

А)вес составов(грузовых) с округлением до 50т;

Б)силы,действующие на поезд,с округлением до 50кгс;

В)удельные силы при измерении в кгс/т – с двумя знаками после запятой.

Вес грузового поезда определяют исходя из полного использованиЯ тяговых и мощностных качеств локомотива.

Для расчетного подъема вес состава в тоннах вычисляют по формуле

,

Где -расчетная сила тяги локомотива ,кгс:50600 кгс/т

Р-расчетный вес локомотива,т:276т

W)0-основное удельное сопротивление локомотива, кгс/т:

Wn0-основное удельное сопротивление состава, кгс/т;

Ip-расчетный подъем ,‰:

Основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги (рабочего хода) определяется:

Для тепловозов ,прошедших паспортные испытания, - по графикамПТР;

Для локомотивов, не прошедших паспортные испытания,- по формулам ПТР,кгс/т:

Для звеньевого пути

W)0 =1,9+0,01v+0,0003v2=1,9+0,01*23,4+0,0003*23,42=1,9+0,234+547,56=4,40кгс/т

Основное удельное сопротивление состава,кгс/т,определяют по формуле

Wn01wn01+ α2 wn02+… αn wnn,

Где α12, αn-доли групп вагонов в составе по весу

α1=0,34

α2=0,36

α3=0,30

wn01, wn02, wnn,-основное удельное сопротивление групп вагонов, кгс/т.

Четырехосные вагоны на роликовых подшипниках

wn01=0,7+((3+0,1v+0,0025v2)/g0)

где g0-осевая нагрузка брутто,т/ось

g0= gбрутто/nв,

где nв-количество осей вагона данной группы

g1= gбрутто/nв=21,8/4=5,45т/ось

wn01=0,7+((3+0,1v+0,0025v2)/g0),=0,7+((3+0,1*23,4+0,0025*23,42)/5,45)=1,93кгс/т

шестиосные вагоны на роликовых подшипниках

wn02=0,7+((8+0,1v+0,0025v2)/g0)

g2= gбрутто/nв=126/6=21т/ось

wn02=0,7+((8+0,1v+0,0025v2)/g0)=0,7+((8+0,1*23,4+0,0025*23,42)/21)=1,25кгс/

восьмиосные вагоны на роликовых подшипниках

wn03=0,7+((6+0,038v+0,0021v2)/g0)

g3= gбрутто/nв=149,8/8=18,73т/ось

wn03=0,7+((6+0,038v+0,0021v2)/g0)=0,7+((6+0,038*23,4+0,0021*23,42)/18,73)=1,13кгс/т

Основное удельное сопротивление состава,кгс/т

Wn01wn01+ α2 wn02+… αn wn0=0,34*1,93+0,36*1,25+0,30*1,13=0,656+0,45+0,339=1,45кгс/т

Для расчетного подъема вес состава

= =4488т

 

2.Проверка веса состава по длине приемо-отправочных путей.

Чтобы выполнить проверку веса состава по длине приемо - отправочных путей ,необходимо определить число вагонов в составе,длину поезда и сопоставить эту длину с заданной длиной приемо - отправочных путей на станции.

Если длина поезда меньше или равна длине п/о путей станций заданного участка, то вес состава не корректируется и делается вывод о том,что массу состава уменьшать не надо.

Если же вычисленная длина поезда получилась больше длины п/о путей,указанной в задании, то масса состава уменьшается так,чтобы длина поезда равнялась длине п/о путей на разд.пунктах

Определение количества вагонов с 1-й по (n-1)-ю группу в составе

NВ1=Q* α1/g1=4488*0,34,/21,8=70ваг

NВ2=Q* α2/g2=4488*0,36/126=13ваг

NВ(3-1)=Q* α (3-1)/g(3-1)=4488*0,30/149,8=9ваг.

Окончательный вес состава определяется из выражения

Q= NВ1* g1++ NВ2* g2+ NВ3* g3=70*21,8+13*126+9*149,8=1526+1638+1348,2=4512т

Длины вагонов принимаются в условных вагонах(длина условного вагона 14м) в соответствии с заданием.

Длина состава определяется по выражению

LC=NВ1*lв1+ NВ2*lв2+ NВ3*lв3=70*1,05+13*1,17+9*1,51=73,5+15,21+13,59=53

Длина поезда определяется по выражению

Lp=lc+lл+10=53+2*17+10=97м

Проверка возможности установки поезда на п/о путях выполняется по соотношению

lп≤lпоп

где lпоп-длина п/о путей

97≤100

Локомотивы

Ответы на вопросы:

Вопрос№ 6.Приведите принципиальную (силовую) электрическую схему электровоза переменного тока с полупроводниковыми выпрямителями и дайте необходимые пояснения к ней.

Как и на электровозах постоянного тока, цепи управления на электровозах переменного тока можно разделить на две части; цепи управления тяговыми двигателями и вспомогательные цепи управления.
На электровозах переменного тока основным аппаратом, с помощью которого производят необходимые переключения в цепи управления, а следовательно, и в силовой цепи, также являетсяконтроллер машиниста. Цепи управления питаются постоянным током напряжением 50 В от генераторов управления или от статических выпрямителей.
На электровозах ВЛ80т, ВЛ80с, ВЛ80р с электрическим торможением контроллер имеет три вала: главный, реверсивный и тормозной.
На электровозах без электрического торможения (ВЛ60к, ВЛ80к) контроллер машиниста (рис. 1) выполнен с двумя валами: главным и реверсивным, совмещенным с валом ослабления возбуждения. Контроллер имеет две рукоятки управления — съемную реверсивную и главную.

Рис.1. Контроллер машиниста электровоза переменного тока

 

С помощью реверсивной рукоятки машинист изменяет направление движения локомотива, включает или выключает ступени ослабления возбуждения. В соответствии с этим реверсивная рукоятка может занимать следующие положения (рис. 2): 0 — нулевое; ПВ — полное возбуждение для движения назад; ПВ — полное возбуждение для движения вперед; OBI, OB2, ОВЗ — ступени ослабления возбуждения для движения вперед. При этом включаются или выключаются контакторы ослабления возбуждения, шунтирующие секции резисторов в этих цепях (см. рис. 68). Как и на электровозах постоянного тока, реверсивная и главная рукоятки во избежание ошибочных действий машиниста сблокированы.
Управление силовой цепью электровоза переменного тока сводится к управлению с помощью главной рукояткисерводвигателем СМ главного контроллера: его ручному "или автоматическому пуску, фиксации (остановке) серводвигателя на какой-либо позиции, его реверсированию, сбросу позиций и фиксации на позициях сброса. Пуск серводвигателя, его реверсирование, электрическое торможение осуществляются с помощью контакторов 208 и.206 (на рис. 2) сохранена нумерация аппаратов, присвоенная заводом-изготовителем), замыкающие и размыкающие контакты которых включены в его цепь. (Напомним, что все контакты на рис. 91 показаны в положении, соответствующем отсутствию тока в аппаратах.) В необходимых случаях с помощью главной рукоятки можно быстро выключить главный выключатель силовой цепи.

Рис. 2. Упрощенная схема цепи управления тяговыми двигателями электровоза переменного тока

В соответствии со сказанным главная рукоятка контроллера машиниста электровоза может занимать восемь позиций: 0 — нулевая; БВ — быстрое выключение главного выключателя;АВ — автоматическое выключение;РВ — ручное выключение; ФВ — фиксация выключения; ФП— фиксация пуска; РП — ручной пуск;АП — автоматический пуск.
Машинист при подготовке электровоза к пуску включает кнопку Цепь управления и замыкает специальным ключом контакт213 блокировочного устройства тормозов, в результате чего подается напряжение 50 В в цепь управления контроллера. Затем машинист ставит главную рукоятку на позицию 0. Если при этом вал одного из двух главных контроллеров находится не на нулевой позиции (машинист управляет двумя главными контроллерами, расположенными в каждой секции локомотива), то через ряд блокировок замыкается цепь катушки контактора 208. Тогда включается его замыкающий контакт и выключается размыкающий в цепи серводвигателя. На позиции 0, как видно из развертки кулачковых шайб главного вала контроллера машиниста, катушка контактора 206 обесточена и его размыкающие контакты в цепи серводвигателя СМ включены так, что двигатель вращается в сторону сброса позиции. Как только вал главного контроллера установится в нулевую позицию, специальная блокировка прервет цепь катушки контактора208, контакты которого разорвут цепь питания двигателя СМ и накоротко замкнут обмотку его якоря. В результате начнется электрическое торможение двигателя СМ.
Затем машинист переводит главную рукоятку контроллера в положение фиксации пуска ФП, контактор 206включится и его контакты подготовят цепь якоря серводвигателя СМк тому, что при замыкании его цепи контактами контактора 208он начнет вращаться в направлении, соответствующем набору позиций. Контактор 208включится при переводе главной рукоятки контроллера из положения ФПв положение РП и серводвигатель повернет вал группового переключателя на одну позицию набора.
Как только этот поворот завершится, соответствующие блокировки пр­рвут цепи питания катушки контактора 208 и его размыкающие контакты замкнут накоротко якорь серводвигателя СМ. Для набора следующей позиции машинист должен поставить главную рукоятку снова в положение ФП, чтобы подготовить цепь якоря серводвигателя, и затем перевести рукоятку в положение РП. Переводя рукоятку с позиции на позицию, машинист следит за показаниями амперметра, чтобы не допустить перегрузки тяговых двигателей.
Машинист может осуществлять и автоматический пуск локомотива. Для этого он должен поставить главную рукоятку в положениеАП. В этом случае через катушку контактора 208 будет проходить ток до тех пор, пока машинист удерживает главную рукоятку в положении АП(это положение рукоятки нефиксированное). При этом двигатель СМ будет вращаться в направлении, соответствующем набору позиций. На последней, 33-й, позиции специальные блокировки разорвут цепь катушки208.При наборе позиций катушка контактора206 находится под током.
Сброс позиций, так же как и пуск, может быть осуществлен вручную или автоматически. Для ручного сброса машинист ставит рукоятку поочередно в положения РВ и ФВ, для автоматического — в положение АВ. При сбросе позиций катушка контактора 206 обесточена.
Следовательно, при автоматическом пуске или сбросе скорости машинист только ставит главную рукоятку контроллера в соответствующее положение, а все необходимые переключения производятся автоматически, без его участия. При разгоне электровоза с составом до необходимой скорости ток в тяговых двигателях не должен превышать значения, ограничиваемого условиями сцепления или коммутацией двигателей.
Необходимые переключения в процессе автоматического пуска или снижения скорости могут происходить в зависимости от изменения тока. Этот способ используют в пригородных электропоездах, где масса состава, а следовательно, и начальное значение тока при пуске изменяются сравнительно мало.
Масса грузовых составов, а значит, и зависящий от нее ток электровоза могут меняться в широких пределах. Осуществить автоматический пуск грузового электровоза в зависимости от изменения тока трудно. Поэтому необходимые переключения при пуске и снижении скорости производят через равные промежутки времени независимо от нагрузки двигателей. Промежутки времени, через которые происходит переход с одной позиции на другую, определяются частотой вращения серводвигателя и передаточным числом механизмов передачи от серводвигателя до кулачкового вала контакторов переключения ступеней. Такой способ автоматического управления называют хронометрическим. Безусловно, и при этом способе управления ток в двигателях не должен превышать максимального допустимого.
Машинист в процессе как автоматического, так и ручного пуска должен следить за показаниями амперметра, включенного в цепь тяговых двигателей. Если ток превышает допустимый, он ставит главную рукоятку контроллера в положение ФП, т. е. приостанавливает автоматические переключения в силовой цепи, фиксируя вал главного контроллера на какой-либо промежуточной ступени регулирования.
Если кулачковый вал контакторов переключения ступеней случайно застрянет между позициями, реле времени, которое имеет выдержку 2—3 с, своими контактами разорвет цепь удерживающей катушки главного выключателя, и он отключится.
Машинисту необходимо знать, на какой позиции находится вал главного контроллера в процессе автоматического или ручного набора, а также сброса позиций. Поэтому в каждой кабине управления установленуказатель позиций(см. рис. 2). Стрелка указателя позиций связана с устройством, носящим названиесельсин-приемника. Сельсин-приемник электрически соединен с сельсин-датчиком. Обмотки статоров сельсин-датчика и сельсин-приемника питаются однофазным переменным током напряжением 110В от специального трансформатора напряжения, подключенного к вспомогательной обмотке тягового трансформатора. Роторы сельсин-приемника и сельсин-датчика имеют трехфазные обмотки, электрически соединенные одна с другой. Ротор сельсин-датчика механически связан зубчатой передачей с валом серводвигателя (на рис. 91 условно показано, что ротор соединен с валом серводвигателя непосредственно).
Обмотки статоров сельсинов создают пульсирующие магнитные потоки, которые наводят в трехфазных обмотках роторов равные э. д. с. При повороте вала главного контроллера, а следовательно, и ротора сельсин-датчика равенство э. д. с. нарушается и по соединительным проводам проходит ток. Это заставляет ротор сельсин-приемника повернуться точно на такой же угол, на какой повернулся сельсин-датчик. Тогда равенство э. д. с. восстанавливается.
В схеме управления силовой цепью, как видно из рис. 91, используется много контактов и катушек реле, блок-контактов контакторов. Все они выполняют различные защитные и контрольные функции, например, контролируют включение двигателей вентиляторов, охлаждающих выпрямители, температуру масла в баке тягового трансформатора и т. п. Подробно их действие описывается для электровозов каждой серии в специальных руководствах по эксплуатации.

Вопрос №22. Какие контактные подвески применяются на электрических железных дорогах

Контактная подвеска – одна из основных частей контактной сети, представляет собой систему проводов, взаимное расположение которых, способ механического соединения, материал и сечение обеспечивают необходимое качество токосъема. Конструкция контактной подвески (КП) определяется экономической целесообразностью, эксплуатационными условиями (максимальной скоростью движения ЭПС, наибольшей силой тока, снимаемого токоприемниками), климатическими условиями. Необходимость обеспечения надежного токосъема при возрастающих скоростях движения и мощности ЭПС определила тенденции изменения конструкций подвесок: сначала простые, затем одинарные с простыми струнами и более сложные – рессорные одинарные, двойные и специальные, в которых для обеспечения требуемого эффекта, гл. обр. выравнивания вертикальной эластичности (или жесткости) подвески в пролете, используются пространственно-вантовые системы с дополнительным тросом или другие.

При скоростях движения до 50 км/ч удовлетворительное качество токосъема обеспечивает простая контактная подвеска, состоящая только из контактного провода, подвешенного к опорам А и В контактной сети (рис. 3,а) или поперечным тросам.

 

Рис. 3 Простая контактная подвеска: а) при одноточечном подвешивании контактного провода; б) при двухточечном


Качество токосъема во многом определяется стрелой провеса провода, зависящей от результирующей нагрузки на провод, которая складывается из собственного веса провода (при гололеде вместе со льдом) и ветровой нагрузки, а также от длины пролета и натяжения провода. На качество токосъема большое влияние оказывает угол а (чем он меньше, тем хуже качество токосъема), значительно изменяется контактное нажатие, появляются ударные нагрузки в опорной зоне, происходит усиленный износ контактного провода и токосъемных вставок токоприемника. Несколько улучшить токосъем в опорной зоне можно, применив подвешивание провода в двух точках (рис. 3,6), что при определенных условиях обеспечивает надежный токосъем при скоростях движения до 80 км/ч. Заметно улучшить токосъем при простой подвеске можно, только существенно уменьшив длину пролетов с целью снижения стрелы провеса, что в большинстве случаев неэкономично, либо применив специальные провода со значительным натяжением. В связи с этим применяют цепные подвески (рис. 4), в которых контактный провод подвешен к несущему тросу с помощью струн. Подвеска, состоящая из несущего троса и контактного провода, называется одинарной; при наличии вспомогательного провода между несущим тросом и контактным проводом – двойной. В цепной подвеске несущий трос и вспомогательный провод участвуют в передаче тягового тока, поэтому они соединены с контактным проводом электрическими соединителями либо токопроводящими струнами.

 

 

Рис. 4. Цепные контактные подвески: а) рессорная одинарная, б) двойная, 1- контактный провод, 2- струна, 3- несущий трос, 4- рессорный трос, 5- вспомогательный провод


Основной механической характеристикой контактной подвески принято считать эластичность – отношение высоты подъема контактного провода к приложенной к нему и направленной вертикально вверх силе. Качество токосъема зависит от характера изменения эластичности в пролете: чем она стабильнее, тем лучше токосъем. В простых и обычных цепных подвесках эластичность в середине пролета выше, чем у опор. Выравнивание эластичности в пролете одинарной подвески достигается установкой рессорных тросов длиной 12-20 м, на которых крепят вертикальные струны, а также рациональным расположением обычных струн в средней части пролета. Более постоянной эластичностью обладают двойные подвески, но они дороже и сложнее. Для получения высокого показателя равномерности распределения эластичности в пролете используют различные способы ее повышения в зоне опорного узла (установка пружинных амортизаторов и упругих стержней, торсионный эффект от скручивания троса и др.). В любом случае при разработке подвесок необходимо учитывать их диссипативные характеристики, т. е. устойчивость к воздействию внешних механических нагрузок.
Контактная подвеска является колебательной системой, поэтому при взаимодействии с токоприемниками может находиться в состоянии резонанса, вызванного совпадением или кратностью частот ее собственных колебаний и вынужденных колебаний, определяемых скоростью проследования токоприемника по пролету с заданной длиной. При возникновении резонансных явлений возможно заметное ухудшение токосъема. Предельной для токосъема является скорость распространения механических волн вдоль подвески. В случае превышения этой скорости токоприемнику приходится взаимодействовать как бы с жесткой, недеформируемой системой. В зависимости от нормируемых удельных натяжений проводов подвески такая скорость может составлять 320-340 км/ч.

Простые и цепные подвески состоят из отдельных анкерных участков. Закрепления подвески “на концах анкерных участков могут быть жесткими или компенсированными. На магистральных ж. д. применяют в основном компенсированные и полукомпенсированные подвески. В полукомпенсированных подвесках компенсаторы имеются только в контактном проводе, в компенсированных – еще и в несущем тросе. При этом в случае изменения температуры проводов (вследствие прохождения по ним токов, изменения температуры окружающей среды) стрелы провеса несущего троса, а следовательно, и вертикальное положение контактных проводов остаются неизменными. В зависимости от характера изменения эластичности подвесок в пролете стрелу провеса контактного провода принимают в диапазоне от 0 до 70 мм. Вертикальную регулировку полукомпенсированных подвесок осуществляют так, чтобы оптимальная стрела провеса контактного провода соответствовала среднегодовой (для данного района) температуре окружающего воздуха.

Конструктивную высоту подвески – расстояние между несущим тросом и контактным проводом в точках подвеса – выбирают исходя из технико-экономических соображений, а именно – с учетом высоты опор, соблюдения действующих вертикальных габаритов приближения строений, изоляционных расстояний, особенно в зоне искусственных сооружений и др.; кроме того, должен быть обеспечен минимальный наклон струн при экстремальных значениях температуры окружающего воздуха, когда могут возникнуть заметные продольные перемещения контактного провода относительно несущего троса. Для компенсированных подвесок это возможно, если несущий трос и контактный провод выполнены из различных материалов.

Для увеличения срока службы контактных вставок токоприемников контактный провод располагают в плане с зигзагом. Возможны различные варианты подвески несущего троса: в тех же вертикальных плоскостях, что и контактный провод (вертикальная подвеска), по оси пути (полукосая подвеска), с зигзагами, противоположными зигзагам контактного провода (косая подвеска). Вертикальная подвеска обладает меньшей ветроустойчивостью, косая – наибольшей, но она наиболее сложна при монтаже и обслуживании. На прямых участках пути в основном применяется полукосая подвеска, на криволинейных – вертикальная. На участках с особенно сильными ветровыми нагрузками широко используют ромбовидную подвеску, в которой два контактных провода, подвешенных к общему несущему тросу, располагаются у опор с противоположными зигзагами. В средних частях пролетов провода притянуты один к другому жесткими планками. В некоторых подвесках поперечная устойчивость обеспечивается применением двух несущих тросов, образующих в горизонтальной плоскости своего рода вантовую систему

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.