- •1. Исходные данные к курсовой работе
- •2. Выбор основных решений
- •3. Определение основных параметров
- •3.1. Расчет основных параметров тяговых двигателей электровоза
- •3.2. Расчет основных параметров ослабления возбуждения тэд
- •4. Расчет параметров тягового трансформатора и выпрямительной установки
- •4.1. Расчет мощности тягового трансформатора и построение внешней характеристики выпрямительной установки
- •4.2. Расчет параметров обмоток тягового трансформатора и внешних характеристик выпрямительной установки электровоза
- •4.3. Расчет параметров выпрямительной установки
- •5. Расчет электромеханических характеристик
- •5.1. Подготовка исходных данных
- •5.2. Расчет электромеханических характеристик тяговых двигателей
- •5.3. Расчет и построение ограничений скорости движения
- •5.4. Построение пусковой диаграммы
- •6. Расчет системы регулирования
- •6.1. Составление схемы системы регулирования возбуждения тяговых двигателей
- •6.2. Расчет элементов системы регулирования возбуждения тяговых двигателей
- •7. Разработка схем силовых и вспомогательных цепей
- •7.1. Разработка схемы силовых цепей электровоза
- •7.2. Разработка схемы вспомогательных цепей электровоза
- •7.3. Защита силовых и вспомогательных цепей
- •7.4. Сводная таблица основных машин и тяговых электрических аппаратов электровоза
- •8. Разработка цепей управления
- •9. Расчет массы поезда
- •10. Требования к оформлению работы
- •Обозначения элементов в электрических схемах электровоза
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
2. Выбор основных решений
ПО СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОМ
На эксплуатируемом в настоящее время электрическом подвижном составе применяются две системы регулирования напряжения тяговых двигателей: ступенчатое и плавное. Преимущества и недостатки каждой из систем можно оценить, сравнивая их основные технико-экономические показатели: затраты на изготовление, тяговые свойства, эксплуатационную надежность, расходы на ремонт и обслуживание, расход электроэнергии, соответствие достижениям современной техники и др. [1 – 3].
Как известно, изначально на ЭПС стало применяться ступенчатое регулирование напряжения тяговых электрических двигателей (ТЭД). Связано это с тем, что производство надежных силовых неуправляемых полупроводниковых преобразователей – диодов, составляющих основу выпрямительной установки ЭПС со ступенчатым регулированием, было освоено гораздо раньше, чем производство тиристоров, необходимых для плавного регулирования напряжения ТЭД.
При проектировании электровозов со ступенчатым регулированием первоначально решаются вопросы о выборе
способов изменения напряжения на стороне низкого (НН) или высокого напряжения (ВН) тягового трансформатора, использования той или иной схемы переключения секций трансформатора под нагрузкой (при помощи переходных реакторов, переходных резисторов, вентильных пробок и др.), применения встречно-согласного включения обмоток;
блочной или групповой схемы компоновки преобразователей и тяговых двигателей;
мостовой или нулевой схемы выпрямительных установок.
Кроме этого принимается решение о возможности применения разнополупериодного питания ТЭД в связанных мостах с расщепленными плечами, о количестве ступеней (позиций) регулирования. Выбирают тип вентилей, параметры которых далее уточняют на основе вариантных расчетов количества и стоимости вентилей. Результаты решения всех этих вопросов следует соотносить с требованиями задания по способу возбуждения тяговых двигателей.
При разработке системы управления электровозов с плавным регулированием напряжения ТЭД приходится решать несколько иные задачи. Глубокое однозонное фазовое регулирование имеет существенные недостатки [2], поэтому на современных электровозах для изменения напряжения ТЭД используют только зонно-фазовое регулирование. В связи с этим необходимо определить количество зон регулирования, схему преобразователя для получения нужного их числа. Выбор числа зон регулирования mз определяется многими факторами. Увеличение числа зон улучшает средний эксплуатационный коэффициент мощности системы преобразования, уменьшает пульсацию выпрямленного напряжения и мешающее влияние на линии связи, однако увеличивает число плеч выпрямителей, усложняет конструкцию тягового трансформатора и аппаратуры управления тиристорами [1, 2]. Опыт создания электровозов с плавным регулированием свидетельствует о том, что увеличение числа зон свыше четырех не дает существенного улучшения показателей преобразования, а получить четыре зоны можно при трех секциях вторичной обмотки тягового трансформатора, разработав специальный алгоритм работы вентилей.
В соответствии с исходными данными к курсовой работе необходимо выбрать способ регулирования напряжения тяговых двигателей. В задании при использовании в качестве образца электровоза серии ВЛ80С выбирается ступенчатое регулирование, ВЛ80Р, ВЛ85, 2ЭС5К, ЭП1 – плавное.
Исходя из способа регулирования (ступенчатое или плавное) следует проанализировать методы, при помощи которых на электровозе осуществляется изменение напряжения ТЭД, используя рекомендации, приведенные в работах [1 – 3], и данные электровоза-образца [4 – 9]. В результате необходимо разработать упрощенную принципиальную схему силовых цепей электровоза, отражающую принятые решения по способам регулирования напряжения тяговых двигателей, привести в пояснительной записке описание работы схемы и назначение отдельных элементов, входящих в ее состав.