3.3 Порядок выполнения тяговых расчетов
3.3.1 Построение диаграммы основных удельных результирующих сил
поезда
3.3.2 Определение допустимых скоростей движения на спусках
3.3.3 Построение кривых движения поезда v(s) и t(s)
3.3.4 Определение расхода электроэнергии на тягу поезда
3.3.5 Определение температуры перегрева тяговых двигателей
3.3.6 Анализ полученных результатов:
– по выбору расчетной массы состава;
– по преодолению расчетного подъема и проследованию всего участка;
– по полученным значениям технической и участковой скоростей движения поезда;
– по полученным значениям времени разгона и замедления поезда при остановках на промежуточных станциях участка;
– по расходу электроэнергии на тягу поезда;
– по температуре перегрева тяговых двигателей;
– по использованию мощности электровоза.
3.4 Использование результатов тяговых расчетов
Результаты тяговых расчетов используются при:
а) разработке графика движения поездов;
б) выборе типа локомотива или обоснования его основных эксплуатационных и тяговых характеристик;
в) изысканиях и проектировании железных дорог;
г) разработке режимных карт ведения поезда;
д) решении всех тех задач, которые связаны с повышением эффективности работы железнодорожного транспорта.
4 Расход электроэнергии на движение поезда
4.1 Энергетика процесса движения поезда
Рассмотрим энергетическую диаграмму расхода электроэнергии на тягу поезда – рисунок 4.1. Здесь электроэнергия А, подведенная к тяговой сети, имеет две составляющих:
А = Аэпс + ∆Аэнс, (4.1)
где Аэпс – электроэнергия, потребляемая ЭПС из контактной сети;
∆Аэнс – потери электроэнергии в тяговой сети (на подстанции и в
контактной сети).
В свою очередь электроэнергия, потребляемая ЭПС из контактной сети, в общем случае содержит:
Аэпс = Асн + Ат – Арек, (4.2)
где Асн – расход электроэнергии на собственные нужды ЭПС;
Ат – электроэнергия, расходуемая на тягу поезда;
Арек – энергия, преобразованная из механической в электрическую
при рекуперации и возвращенная в контактную сеть.
В режиме тяги
Ат = Атэд + ∆Аэпс + ∆Апп, (4.3)
где Атэд – электроэнергия, потребляемая тяговыми двигателями из
контактной сети и преобразуемая ими в механическую энергию
движения поезда;
∆Аэпс – потери энергии на самом ЭПС;
∆Апп – пусковые потери.
При этом механическая работа тяговых двигателей Атэд расходуется ими на преодоление сил сопротивления движению поезда при работе электровоза под током Асс и на накопление кинетической энергии движения поезда Акэ:
Атэд = Асс + Акэ, (4.4)
Асс = Асо + Асд, (4.5)
где Асо – работа по преодолению сил основного сопротивления движению
поезда при движении электровоза под током;
Асд – работа по преодолению сил дополнительного сопротивления
движению поезда.
Рисунок 4.1 – Расход электроэнергии на тягу поезда
В режиме выбега движение поезда продолжается за счет накопленной кинетической энергии Акэ, которая расходуется в основном на преодоление сил сопротивления движению поезда при движении электровоза без тока Ассх, частично преобразуется в электрическую энергию Аэт (при реостатном торможении Арт и (или) при рекуперативном торможении Арек – если они применялись), а оставшаяся часть кинетической энергии ∆Амт гасится в тормозах при подтормаживании на спусках ∆Апт и при остановочном торможении ∆Аот. В общем случае:
Акэ = Ассх + ∆Амт + ∆Аэт, (4.6)
Ассх = Асох + Асд, (4.7)
∆Амт = ∆Апт + ∆Аот, (4.8)
Аэт = Арт + Арек, (4.9)
где Асох – работа по преодолению сил основного сопротивления движению
поезда при движении электровоза без тока.
В режиме выбега:
Акэ = Ассх. (4.10)
В режиме механического торможения:
Акэ = Ассх + ∆Амт. (4.11)
В режиме электрического торможения:
Акэ = Ассх + Аэт. (4.12)
При этом электрическая энергия Арек, полученная в режиме рекуперации, уменьшает общее количество электрической энергии Аэпс, потребляемой ЭПС из контактной сети (рисунок 4.1).