Зміст

Вступ

1 Аналіз існуючих систем регулювання тяговим електроприводом вагона метрополітену і обґрунтування до його модернізації

1.1 Контакторно-реостатна система регулювання тяговим електроприводом вагона метрополітену……………………………………………………………........8

1.1.1 Загальна характеристика вагонів…………………………………………......8

1.1.2 Силові ланцюги в режимах тяги і гальмування…………………………….11

1.2 Розробка блок схеми модернізованого тягового електроприводу вагону метрополітену………………………………………………………………………17

1.3 Розробка блок-схеми системи керування імпульсним перетворювачем.......26

2 Розрахунок силової частини імпульсної системи керування тяговими двигунами вагонів метрополітену

2.1 Розрахунок імпульсного перетворювача у пусковому режимі…………........31

2.2 Розрахунок імпульсного перетворювача у режимі тяги з безперервним

струмом тягових двигунів………………………………………………………….39

2.3 Вибір силових елементів імпульсного перетворювача……………………….44

2.3.1 Вибір керованого ключового елемента імпульсного перетворювача…….44

2.3.2 Розрахунок вхідного фільтра…………………………………………….....45

3 Розрахунок системи керування імпульсним перетворювачем

3.1 Розрахунок обмежувача напруг………………………………………………...51

3.2 Розробка і розрахунок задаючого генератора ………………………………...54

3.2.1 Опис схеми задаючого генератора…………………………………………...54

3.2.2 Розрахунок чекаючого мультивібратора…………………………………….57

3.2.3 Розрахунок інтегратора ………………………………………………………57

3.3 Розрахунок компаратора………………………………………………………..57

3.4 Розрахунок формувача імпульсів………………………………………….....60

4 Визначення економічного ефекту від модернізації вагонів метрополітену серії 81 - 717 системою імпульсного управління тяговими двигунами

4.1 Загальна характеристика заходу………………………………………………63

4.2 Методика розрахунку економічного ефекту…………………………………..64

4.3 Розрахунок показників використання………………………………………….68

4.4 Розрахунок капітальних витрат………………………………………………...70

4.5 Розрахунок економічного ефекту…………………………………………........73

5 Охорона праці

5.1 Коротка характеристика проектуємого об’єкту……………………………….77

5.2 Небезпечні і шкідливі виробничі фактори……………………………………79

5.3 Аналіз потенційних небезпек на електропоїзді………………………………80

5.4 Заходи по створенню безпечних умов праці………………………………….81

5.5 Правила пожежної безпеки…………………………………………………….85

5.6 Розрахунок захисного заземлювача………………………………………......87

Висновок

Список використаних джерел

Вступ

Як правило, нові концептуальні технічні рішення в області залізничного рухомого складу з'являються в ході його поступового вдосконалення. Однак трапляються й революційні перетворення, прикладом яких служить впровадження імпульсного тягового приводу.

Тяговий привід з імпульсними перетворювачами в цей час застосовується в тяговому і моторвагонному рухомому складі залізниць Європи. Шлях, пройдений до появи сучасної елементної бази, що дозволив повною мірою використати переваги імпульсного приводу, був довгим і пов'язаний з рішенням багатьох проблем, що найчастіше супроводжувались жвавими дискусіями. Всі елементи, властивому імпульсному тяговому приводу, присутні в сучасних електропоїздах залізниць ряду країн Європи.

Істотний прогрес був досягнутий в 80-і роки з появою транзисторів, що замикають, (GTO) з високим ККД, застосування яких дозволило значно скоротити число напівпровідникових приладів у перетворювачах. Завдяки цьому вдалося спростити складну комутаційну схему. Ці фактори сприяли швидкому розвитку імпульсного тягового приводу. У той же час впровадження 16-розрядних, а потім і 32-розрядних мікропроцесорів забезпечило системам керування й контролю тяги бажану продуктивність і швидкодію, дозволивши в такий спосіб оптимально використати сили зчеплення.

Одночасно з освоєнням тиристорів почалася розробка біполярних транзисторів з ізольованим затвором (IGBT-транзисторів), які володіють рядом переваг у порівнянні з GTO-тиристорами. Завдяки більш високій частоті комутації можна зменшити розміри й масу перетворювача, знижуються необхідність у фільтрації гармонійних складових струму, рівні перешкод, створюваних при роботі напільного встаткування, і випромінюваного шуму. Виділення тепла зменшується завдяки менш глибокому перепаду напруги й більш низькому рівню комутаційних втрат. Схемні блоки можуть мати більше просту конструкцію, не вимагають наявності ланцюга гасіння, що підвищує їхню ефективність, і їх, як будь-який інтегрований біполярний пристрій, простіше прохолоджувати. Технологія IGBT була швидко прийнята для застосування в допоміжних перетворювачах малої потужності, наприклад вагонів метрополітену, у тому числі й через те, що компактність перетворювачів сприятлива для їхнього розміщення під кузовом або в піддаховому просторі.

Проаналізувавши експлуатаційні витрати по моторвагонному господарству метрополітену за останні роки, можна стверджувати, що найбільше ефективним із погляду скорочення експлуатаційних витрат у нинішній ситуації повинно стати істотне зниження витрат по статті "Електроенергія".

Вагони серій 81-114 і 81-117, що випускаються з 1987р, мають ще достатній запас конструктивної міцності кузова і частини устаткування, при цьому багато систем і комфортність поїздки не задовольняють сучасним вимогам.

Тому в даному дипломному проекті для зменшення експлуатаційних втрат і збільшення дохідності від перевезень пропонується модернізація вагонів метрополітену серії 81-717 і 81-714 системою імпульсного управління тяговими двигунами.