2.4. Расчет и построение ограничений тягового режима.

Ограничение по максимальной скорости 80 км/ч, это ограничение по конструкционной скорости электровоза–прототипа ВЛ8. Откладываем горизонтальную прямую, соответствующую 80 км/ч, на оси скорости (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 1).

Для построения ограничения режимов работы тяговых двигателей по сцеплению колес с рельсами определяем силу сцепления , по формуле [2, (3.9)]:

, (2.11)

где =25 т. – заданная нагрузка на ось, т;

– расчетный коэффициент сцепления колеса с рельсами.

Расчетный коэффициент сцепления с рельсами колес является функцией скорости. Расчет осуществляют на основании формулы [1, (94)]:

, (2.12)

Таблица 2.5 – Результаты расчета ограничения по сцеплению.

, км/ч		, кгс
0	0,330	66000
5	0,290	58000
10	0,277	55350
20	0,266	53200
30	0,261	52300
40	0,259	51800

Продолжение табл. 2.5

, км/ч		, кгс
50	0,257	51450
60	0,256	51250
70	0,255	51100

Для определения величины тока, соответствующей ограничению по току , воспользуемся формулой:

, (2.13)

где =380А – ток часового режима работы тягового электродвигателя НБ–406, А;

Далее, строим ограничение по сцеплению по данным таблицы 2.5, зависимость , и ограничение по максимальному току (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 2). Чтобы построить ограничение по току на тяговых характеристиках, отмечаем точки пересечения ограничения по току на электротяговых характеристиках с зависимостью на П соединении тяговых двигателей и всех ее ступенях ослабления возбуждения на том же соединении, сопоставляем точки пересечения со скоростью, затем откладываем полученные скорости на тяговых характеристиках и отмечаем точки пересечения на соответствующих графиках .

Рисунок 2.1 – Пояснение к построению ограничений тягового режима.

2.5. Расчет напряжения на токоприемнике электровоза с учетом влияния сопротивления контактной сети.

Определяем удельное сопротивление 1 км контактной сети , по формуле [2, (3.11)]:

, (2.14)

где , , , – удельные сопротивления соответственно контактного, вспомогательного проводов, несущего троса, усиливающего провода, Ом/км;

В контактной сети постоянного тока используют два контактных провода и вспомогательный провод той же марки, что и контактный.

Таблица 2.6 – Удельное сопротивление заданных проводов.

Марка провода и вид	, Ом/км
МФ–100 контактный	0,177
М–120 несущий трос	0,158

Продолжение табл. 2.6

Марка провода и вид	, Ом/км
А–185 усиливающий	0,170

= 0,034 Ом/км

Рассчитываем ток электровоза , по формуле:

(2.15)

где =340 А – ток длительного режима работы одного тягового двигателя электровоза–прототипа;

= 4 – число параллельных ветвей тяговых двигателей на параллельном соединении;

Составляем эквивалентные электрические схемы замещения двухпутных участков пути для составления формул расчета эквивалентного сопротивления контактной сети, при следовании электровоза от первой тяговой подстанции ТП1 до второй тяговой подстанции ТП2.

Рисунок 2.2 – Эквивалентная схема замещения для случая двухстороннего питания контактной сети на двухпутном участке пути при движении электровоза от ТП1 к ПС.

Рисунок 2.3 – Эквивалентная схема замещения для случая двухстороннего питания контактной сети при следовании электровоза по двухпутному участку пути от ПС до ТП2.

На основании схем рис. 2.2 и рис. 2.3 составляем формулы для расчета эквивалентного сопротивления контактной сети, при следовании электровоза по участку от ТП1 до ТП2:

, (2.16)

, (2.17)

где , – расстояния, соответственно от ТП1 до ПС и от ПС до ТП2, км;

– расстояние от ТП1 до электровоза, км;

, – сопротивление контактной сети при следовании электровоза, соответственно по первому и по второму участкам, Ом;

Таблица 2.7 – Результаты расчета эквивалентного сопротивления контактной сети.

, км	, Ом	, км	, Ом
0	0	13	0,096
1	0,032	14	0,108
2	0,060	15	0,116
3	0,084	16	0,118
4	0,103	17	0,116
5	0,119	18	0,109
6	0,130	19	0,097
7	0,138	20	0,080
8	0,141	21	0,058
9	0,140	22	0,032
10	0,135	23	0
11	0,126	–	–
12	0,113	–	–
13	0,096	–	–

Рассчитываем падение напряжения на токоприемнике электровоза U, по формуле [2, (3.10)]:

, (2.18)

где =3300В – напряжение на выходе из тяговой подстанции;

Таблица 2.8 – Результаты расчета изменения напряжения на токоприемнике электровоза при движении его от ТП1 до ТП2.

, км	, В	, км	, В
0	3300	13	3169
1	3257	14	3153
2	3219	15	3142
3	3186	16	3139
4	3160	17	3142
5	3138	18	3152
6	3123	19	3168
7	3113	20	3191
8	3108	21	3221
9	3109	22	3257
10	3116	23	3300
11	3128	–	–
12	3146	–	–
13	3169	–	–

По данным табл. 2.7 и табл. 2.8 строим график падения напряжения на токоприемнике электровоза (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 4) и график изменения эквивалентного сопротивления контактной сети, в зависимости от расстояния до тяговых подстанций и ПС (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 3).