Теория электрической тяги

Введение
В настоящее время электрический транспорт является важным и связующим звеном между различными сферами человеческой деятельности. Роль электрического транспорта в современной жизни с каждым годом возрастает, поскольку это самый экологичный вид транспорта в городе. Обратите внимание, что положения теории электрической тяги широко используются для правильной организации, создания и эксплуатации режимов движения поездов.
Методы теории тяги позволяют решать практические задачи, такие как обоснование и выбор параметров трамваев, их характеристик, организации движения и определения потребления электроэнергии. В этой главе рассчитывается удельное энергопотребление трамвая, оснащенного реостатно- контакторным и импульсным управлением. Для расчета был выбран трамвайный вагон Т-3М «ТАТРА» с двигателем постоянного тока ТЕ – 022А, номер профиля для расчёта - 2.

 
1. Исходные данные
Таблица 1.1 – Номер варианта задания

Номер варианта 12
Тип ЭПС T-3M «TATPA»
Тип ТЭД ТЕ -022А
Номер профиля 2

Таблица 1.2 – Характеристики тягового электродвигателя ТЕ -022А

Напряжение U , B
300
Мощность часового режима Pч, кВт 45
Номинальная частота вращения Об/мин 1700
Максимальная частота вращения Об/мин 4200
Ток часового режима Iч , А
160
Ток длительный Iд , А 160
Число коллекторных пластин K 145
Число витков обмотки
последовательного возбуждения Wв 33
Число витков обмотки параллельного
возбуждения W –
Сопротивление обмотки якоря при
100°С rя , Ом 0,055
Сопротивление обмотки последовательного возбуждения при
100°С
rв , Ом 0,027
Сопротивление обмотки дополнительных полюсов
при 100°С
rд , Ом 0,025

Таблица 1.3 – Характеристики трамвая

Вместимость
пассажиров 128
Масса трамвая Gт , кг 18400
Полная масса G , кг 28000
Диаметр колеса Dк , мм 700
Передаточное
отношение µ 7,14
Максимальная скорость Vмакс ,
км/ч 70
Число ТЭД Z 4/45


 


Рисунок 1. 1 Электромеханические характеристики тяговых двигателей ТЕ – 022 и ТЕ – 022А



 
1 Расчет и построение кривых удельного сопротивления движению


Основное удельное сопротивление движению ω0 включает: а) внутреннее трение в электроподвижном составе (ЭПС);
б) сопротивление от взаимодействия ЭПС и пути на прямом и горизонтальном участках;
в) сопротивление от взаимодействия ЭПС и воздуха.
Сложность закономерностей и многообразие явлений, определяющих величины отдельных составляющих основного сопротивления движению, делают нецелесообразным и малонадежным путь аналитического расчета, поэтому практически пользуются формулами и коэффициентами, полученными из опытных данных для подвижного состава различных типов.
Обычно применяемые в практических расчетах эмпирические формулы имеют вид полинома ????0 = ???? + ???????? + ????????2, причем каждому типу подвижного состава соответствуют свои значения коэффициентов a, b, c.
Для электрической тяги принято различать понятия и величины сопротивления движению под током и без тока. Это связано с тем, что при движении под током силы сопротивления, вызываемые механическими потерями в тяговых двигателях, моторно-осевых подшипниках и зубчатой передаче, не включают в основное сопротивление движению, так как эти сопротивления учитывают при расчете тяговых и тормозных характеристик.
В режиме выбега эти силы добавляют к основному сопротивлению движения. Выражения для определения удельного основного сопротивления движению поезда при движении под током и без тока:

????0 = 5,0 + 0,005????2, (2.1)

????0′ = 9,0 + 0,005????2, (2.2)

где ω0 - удельное сопротивление движению при движении под током; ω'0- удельное сопротивление движению при движении без тока.
По формулам (2.1) и (2.2) определяем удельное сопротивление движению под током и без тока. Результаты расчетов сведены в таблицу 2.1 и схематически представлены на рисунке 2.1.


Таблица 2.1 - Удельное сопротивление движению

V, км/ч 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
????0, Н/кН 5 5,12 5,50 6,12 7,0 8,12 9,5 11,12 13,0 15,12 17,5 20,12 23
????′ , Н/кН
0 9 9,12 9,5 10,12 11 12,12 13,5 15,12 17 19,12 21,5 24,12 27


Рисунок 2.1 – Кривые удельного сопротивления движению