4.9 Побудова струмових діаграм

Струмова діаграма, або крива струму тепловоза являє собою залежність сили струму тягового генератора від шляху, що його пройшов поїзд I_г= f(s).

Для її побудови необхідно мати криву швидкості v = f (s) і струмову характеристику генератора тепловоза, яка є залежністю сили струму тягового генератора від швидкості I_г=f(v). Струмові характеристики генераторів тепловозів наведені в [1, дод. 5, рис. 5.27…5.40].

Значення сили струму генератора І_г, які відповідають точкам переламів кривої швидкості v = f (s), наносять в певному масштабі на планшет, на якому побудовані криві v = f (s) і t= f(s). Слід пам’ятати, що при певних значеннях швидкості відбувається зміна режимів роботи тягових електродвигунів (перехід з повного поля ПП на ослаблене поле ОП1, ОП2 і навпаки) і з’являються вертикальні кидки струму. Це повинно знаходити відображення на струмовій діаграмі I_г= f(s).

В місцях вимикання струму (режим вибігу і гальмування) криву обривають і проводять вертикально вниз до нуля. Вмикання струму показують вертикальною лінією від нуля до значення струму, що відповідає швидкості руху поїзда в даній точці шляху.

Для електровозів постійного струму будують діаграми залежності струму електровоза від шляху I_е= f(s). Їх будують на основі кривих швидкості v = f (s) і струмових характеристик електровозів I_е=f(v), які наведені в [1, дод. 4; рис. 4.42...4.58]. При побудові діаграми враховують (аналогічно тепловозам) зміну схем з’єднання тягових електродвигунів і режимів ослаблення поля їх збудження.

Для електровозів змінного струму необхідно побудувати струмові діаграми залежності діючого значення активного струму I_da і струму тягового електродвигуна І_д від шляху I_da=f(s) і І_д=f(s). При цьому використовують криві швидкості v = f (s) і струмові характеристики електровозів змінного струму I_da= f(v) та тягових електродвигунів I_д= f(v) цих електровозів, які наведені в [1, дод. 4; рис. 4.59...4.84]. При побудові діаграм I_da=f(s) і І_д=f(s) враховують зміну режимів роботи тягових електродвигунів та режимів руху електровоза.

Струмову характеристику заданого локомотиву необхідно накреслити на міліметровому папері і навести в курсовій роботі.

4.10 Визначення витрат електроенергії електровозами

4.10.1 Електровози постійного струму

При розрахунках використовують криві струму електровозу I_е= f(s) та часу руху поїзда t = f(s). За кривою I_е = f(s) визначаються значення струму в точках переламу даної кривої. Величина струму між суміжними точками приймається постійною та рівною півсумі значень струму в точках переламу. За кривою t = f(s) визначається час змінення струму між цими точками. Розрахунок витрат електроенергії на тягу поїзда, кВт·год, виконують шляхом підсумовування витрат енергії за окремими проміжками часу

, (35)

де U_e =3000 В – напруга на струмоприймачі електровоза;

І_есер – середнє значення струму для відрізку кривої I_е= f(s), в межах якого величину струму можна прийняти постійною і рівною півсумі струмів на початку і наприкінці вказаного відрізку (відрізки беруться між сусідніми точками переламу кривої I_е = f(s)), А;

Δt – відповідний проміжок часу, під час якого величина струму приймається постійною (визначається за кривою t = f(s)), хв.

Усі розрахунки щодо визначення витрат електроенергії слід звести в таблицю за формою табл. 8.

Таблиця 8 – Розрахунки витрат електроенергії електровозом

№ відрізка	Струм електровоза, А			Проміжок часу Δt, хв	Ieсер Δt, А·хв
	Iei	Iei+1	Ieсер
0″ - 1″	Ie0	Ie1		…	…
1″- 2″	…	…	…	…	…
∑

Витрати електроенергії на власні потреби електровоза (на роботу допоміжних машин, живлення ланцюгів управління, освітлення і опалення тощо), кВт·год

, (36)

де r – середні витрати електроенергії на власні потреби електровозу в одиницю часу, кВт·год/хв, визначаються для певної серії електровозу за табл. 9;

t_діл – повний час роботи локомотива на ділянці (час ходу), хв.

Таблиця 9 – Середні значення витрат електроенергії на власні потреби електровозами

Серія електровоза	Середні витрати електроенергії на власні потреби r, кВт·год/хв
ДЕ1 ВЛ8 ВЛ10 ВЛ11(3 секції) ВЛ60К ВЛ80Т	3,59 1,67 2,08 3,12 3,33 5,50

Для визначення повної витрати електроенергії необхідно до витрат енергії на переміщення поїзда додати витрати електроенергії на власні потреби електровозу.

Повні витрати електроенергії електровозом на заданій ділянці, кВт·год

, (37)

Питомі витрати електроенергії на одиницю виконаної перевізної роботи в Вт·год/(т·км) підраховують за формулою

, (38)

де Q – маса складу поїзда, т;

L – довжина ділянки, для якої виконані тягові розрахунки (відстань між осями станцій заданої ділянки), км.