6. Расчёт тока электровоза, полного и удельного расхода энергии

6.1. Расчёт тока электровоза

Ток, потребляемый из контактной сети, определяется по мощности электровоза. Электровоз преобразует электрическую мощность Р_эл, потребляемую из контактной сети, в механическую мощность Р_э=W·V.

Это преобразование сопровождается потерями мощности, коэффициент полезного действия электровоза η_э=Р_э/Р_эл постоянного тока при движении с постоянной скоростью можно принять равным η_э=0,9.

Электрическая мощность при постоянном токе равна произведению напряжения контактной сети U_с на ток электровоза I_э.

Р_эл=U_с·I_э, (6.1)

тогда . (6.2)

Ток вычисляется для всех значений мощности Р_э из табл.3 и по вычисленным значениям строятся два графика I_э(U) для двух значений загрузки вагонов. Расчёты I_э представлены в табл. 3.

Таблица 3

Расчёт тока электровоза

Вычисляемые величины	Значения величины при скоростях движения, км/ч
	20	40	48	60	80	100
IЭ, А	140,67	319,65	407,15	560,08	885,15	1318,01
IЭ.М, А	306,45	653,06	808,38	1064,11	1563,90	2176,70

Рис. 3

Обращая внимание на то, что в формуле для расчёта I_Э напряжение сети U_С стоит в знаменателе. Обратно пропорциональная зависимость между током и напряжением существует при постоянстве мощности.

Следовательно, чтобы обеспечить постоянство мощности, машинист должен регулировать режим работы электровоза так, чтобы скорость поезда оставалась постоянной независимо от изменения напряжения в контактной сети.

Известно, что по закону Ома между током и напряжением имеет место прямая пропорциональная зависимость, однако этот закон характеризует процесс преобразования электрической энергии в тепловую. В рассматриваемом случае электрическая энергия преобразуется в механическую и закон Ома применять нельзя.

6.2. Полный расход энергии электровозом

Полный расход энергии электровозом найден по формуле, Втс:

, (6.3)

где W_Э – полный расход электрической энергии электровозом, Вт·с

Полный расход электроэнергии электровозом вычислен для заданной скорости движения и заданной грузоподъёмности вагона.

Значение удельного основного сопротивления движению ω₀ получили используя график рис.1.

ω₀=W₀/(G+Q) (6.4)

ω₀=37883,47/15747 = 1,28 (Н/кН)

W_э = (1,15/0,9 )15747(1,28+3,6)14600 =1,207  10⁹ (Втс)

6.3. Удельный расход электроэнегрии

Удельный расход электроэнегрии найден по формуле, Втч / ткм:

(6.5)

Для перехода к Вт  ч / ткм выражение (6.4) следует разделить на 3600.

w_э = 1207390727/(3840  146003600 10 ^–3) = 14,3 (Втч / ткм) .