Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

В. О. Мельк, А. П. Шиляков

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОДВИЖНЫМ СОСТАВОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний к курсовой работе

для студентов специальности 190300 –

«Подвижной состав железных дорог»

Омск 2014

УДК 629.423(075.8)

ББК 39.232-042я73

М48

Системы управления электрическим подвижным составом постоянного тока: Методические указания к курсовой работе / В. О. Мельк, А. П. Шиляков; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2014. 50 с.

Разработаны в соответствии с программой дисциплины «Системы управления электроподвижным составом». Содержат основные сведения о методах проектирования систем управления электрическим подвижным составом постоянного тока, разработки электрических схем силовых цепей электровозов и электропоездов постоянного тока и цепей управления электрическим оборудованием.

Предназначены для студентов четвертого и пятого курсов специальности 190300 – «Подвижной состав железных дорог» – специализации 190303 – «Электрический транспорт железных дорог» – дневной и заочной форм обучения.

Библиогр.: 16 назв. Табл. 23. Рис. 8. Прил. 6.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор И. К. Лакин;

доктор техн. наук, профессор В. Д. Авилов.

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………… 5

1. Исходные данные к курсовой работе ……………………………………… 6

2. Выбор основных решений по системе управления электровозом ………. 7

3. Определение основных параметров тяговых двигателей электровоза и

системы регулирования возбуждения ………….……………………… 10

3.1. Расчет основных параметров тяговых двигателей электровоза … 10

3.2. Расчет основных параметров ослабления возбуждения ТЭД ……. 12

4. Расчет пускового реостата, переходных резисторов и вентилей ………... 13

4.1. Расчет параметров пускового реостата ..……..…………………… 13

4.2. Тепловой расчет секции пускового реостата …………………….. 16

4.3. Расчет переходных резисторов и вентилей .……………………… 18

5. Расчет электромеханических характеристик тяговых двигателей

электровоза ………………………………………….………………..…. 19

5.1. Подготовка исходных данных …………………………………….. 19

5.2. Расчет электромеханических характеристик тяговых двигателей. 20

5.3. Расчет и построение ограничений скорости движения ………….. 21

5.4. Построение пусковой диаграммы .………………………………… 24

6. Расчет системы регулирования возбуждения тяговых двигателей ……… 25

6.1. Составление схемы системы регулирования возбуждения

тяговых двигателей.…………………………………………………….. 25

6.2. Расчет элементов системы регулирования возбуждения

тяговых двигателей …………………………………………………….. 27

7. Разработка схем силовых и вспомогательных цепей ……………………. 28

7.1. Разработка схемы силовых цепей электровоза ………………….. 28

7.2. Разработка схемы вспомогательных цепей электровоза ………... 30

7.3. Защита силовых и вспомогательных цепей .……………………... 31

7.4. Составление сводной таблицы основных машин и тяговых

электрических аппаратов электровоза .……………………………….. 33

8. Разработка цепей управления ……………………………………………… 33

9. Расчет массы поезда………………………………………………………… 35

10. Требования к оформлению работы……………………………………….. 35

Библиографический список…………………………………….……………... 36

Приложение 1. Схемы соединения секций пусковых реостатов электро-

возов ……….…………………………………………………………….. 38

Приложение 2. Относительные значения сопротивлений секций пуско-

вых реостатов электровозов …………………………………………… 40

Приложение 3. Соединение секций и относительные значения сопротив-

лений пусковых реостатов электровозов ………………………..…… 43

Приложение 4. Технические данные фехралевых резисторов типа КФ……. 48

Приложение 5. Кривые нагревания резисторов типа КФ……………………. 48

Приложение 6. Обозначения элементов в электрических схемах

электровоза………………………………………...……………………… 49

ВВЕДЕНИЕ

Системы управления электрическим подвижным составом (ЭПС) предназ­начены для изменения параметров работы основного электрооборудования с целью регулирования силы тяги и скорости движения. Системы управления должны надежно обеспечивать исполнение заданных режимов работы, должны максимально использовать тягово-тормозные качества и энергетические харак­теристики ЭПС. Разработанная с учетом условий эксплуатации подвижного сос­тава система управления позволяет улучшить технико-экономические показатели работы электрического подвижного состава и в конечном итоге в значительной мере повысить пропускную и провозную способность железных дорог.

Разработка систем управления ЭПС является сложной задачей, при решении которой следует использовать весь опыт проектирования, накопленный десятилетиями. Получение оптимальной структуры системы управления возможно в результате расчетов, сравнения различных вариантов и экспериментов в условиях поездной работы.

В настоящих методических указаниях приведены рекомендации по проектированию систем управления основным тяговым электрооборудованием электровозов постоянного тока и изложена методика расчета их параметров.

Целью издания является оказание помощи студентам в закреплении теоретических знаний о работе систем управления ЭПС. В процессе проектирования студент должен разработать структуру системы управления электровозом постоянного тока, произвести компоновку электрических цепей и осуществить выбор основного электрического оборудования на основе определения его рабочих параметров. Выполнение некоторых разделов проекта требует обязательного использования ЭВМ.

1. Исходные данные к курсовой работе

Выбор исходных данных для проектирования систем управления электровоза постоянного тока производится студентом в соответствии с заданным номером варианта по табл. 1.1. В качестве исходных данных используются серия электровоза-образца; номинальное напряжение контактной сети U_с.н = 3 кВ; масса электровоза, приходящаяся на одну ось m_л.о, т; номинальная мощность тягового двигателя Р_н, кВт; номинальная скорость движения электровоза, V_н, км/ч; номинальное напряжение тягового двигателя U_д.н = 1500 В; минимальный коэффициент регулирования возбуждения _m; КПД двигателя в номинальном режиме _д.н; КПД зубчатой передачи _з.п = 0,975; номер расчетной позиции регулирования i_расч; номер секции пускового реостата для теплового расчета j_расч.

Таблица 1.1

Исходные данные к курсовой работе

Номер варианта	Серия электровоза-образца	Значение параметра для варианта
		mл.о, т	Рн, кВт	Vн, км/ч	m	д.н	iрасч	jрасч
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	ВЛ10	25	650	44	0,35	0,94	34	10
2	ВЛ11	25	615	53	0,43	0,95	31	12
3	ВЛ10	25	625	45	0,36	0,93	34	11
4	ЭП2К	25	685	52	0,40	0,95	33	14
5	2ЭС6	24	600	46	0,37	0,95	25	3
6	2ЭС4К	25	665	48	0,39	0,93	33	3
7	ВЛ10	24	575	46	0,38	0,93	33	6
8	ВЛ11	25	630	47	0,36	0,93	31	5
9	2ЭС6	25	640	47	0,39	0,94	32	12
10	2ЭС4К	25	680	48	0,37	0,94	29	12
11	ВЛ10	25	620	48	0,40	0,95	32	2
12	ВЛ11	24	540	50	0,38	0,95	36	2
13	2ЭС6	25	610	52	0,41	0,94	26	9
14	2ЭС4К	24	550	50	0,39	0,94	34	9
15	ВЛ10	25	590	52	0,42	0,93	32	6
16	ВЛ11	25	660	46	0,40	0,93	36	5
17	2ЭС6	24	560	48	0,43	0,94	36	5
18	2ЭС4К	25	640	47	0,41	0,95	36	7
19	ВЛ10	24	580	46	0,44	0,95	33	9
20	ВЛ11	25	620	48	0,42	0,94	36	11
21	ЭП2К	25	620	54	0,42	0,94	35	16

Окончание табл. 1.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9
22	2ЭС6	24	580	46	0,44	0,95	34	10
23	ВЛ10	25	640	47	0,41	0,95	32	11
24	ЭП2К	24	560	55	0,43	0,94	31	5
25	2ЭС6	25	660	47	0,40	0,93	24	4
26	2ЭС4К	25	590	52	0,42	0,93	32	10
27	ВЛ10	24	550	50	0,39	0,94	32	2
28	ВЛ11	25	610	52	0,41	0,94	33	3
29	2ЭС6	24	540	50	0,38	0,95	35	6
30	ЭП2К	25	620	52	0,40	0,95	23	3
31	ВЛ10	25	680	48	0,37	0,94	31	6
32	ВЛ11	25	640	47	0,39	0,94	34	7
33	ВЛ10	25	630	47	0,36	0,93	31	8
34	2ЭС4К	24	575	46	0,38	0,93	30	1
35	ЭП2К	25	665	53	0,39	0,93	33	6
36	2ЭС6	24	600	49	0,37	0,95	14	13
37	ВЛ10	25	685	51	0,40	0,95	31	10
38	ВЛ11	25	625	45	0,36	0,93	34	11
39	2ЭС6	25	615	50	0,43	0,95	15	1
40	ВЛ11	25	650	44	0,35	0,94	34	14

В курсовой работе принять электровозы серий ВЛ10, ВЛ11, 2ЭС4К, 2ЭС6 в двухсекционном варианте, электровоз серии ЭП2К – в односекционном.