9. Мощность электровоза и влияние на нее различных факторов. Кпд электровоза и его зависимость от тока, напряжения тэд и реализуемой на ободах колесных пар мощности.

Реализуемая мощность электровоза зависит в основном от массы поезда, характеристике его сопротивления движению, скорости движения и ее изменений, а также от профиля и плана пути. В эксплуатации стремятся максимально использовать мощность путем увеличения массы и скорости движения поездов. P_д=U_дI_д.

Мощность электровоза ограничивается следующими факторами:

- сцепление колес с рельсами (в основном грузовые электровозы)

- максимальным током тягового двигателя (в основном у пассажирских электровозов и электропоездов)

- коммутация тягового двигателя

- нагрев тягового двигателя и другого электрического оборудования

- механической прочностью узлов и деталей.

Нагревание ТД определяется током и продолжительностью его протекания. Нагревание обусловлено различными потерями: электрические, механические, магнитные, добавочные.

КПД электровоза: относительная величина, характеризующая потери в целом (которые происходят в энергетической цепи электровоза от токоприемника до ободов колес):

; где P – полезная (механическая) мощность электровоза на ободах колес; P_э – электрическая мощность, подведенная к электровозу из тяговой сети; ΔP – суммарные потери мощности в энергетической цепи электровоза. Мгновенная механическая и электрическая мощность, например, электровоза постоянного тока: P=F_кV; P_э=U_эI_э; где F_к, V – касательная сила тяги и скорость движения электровоза; U_э,I_э – напряжение на токоприемнике и ток электровоза.

При изменении динамометрической силы тяги F_с на автосцепке электровоза его касательную силу тяги F_к при V=const определим: ; гдеW₀^’, w₀^’ – полное и удельное основное сопротивление движению электровоза под током; W_i – сила от уклона, действующая на электровоз; m_л – масса электровоза.

КПД электровоза в режиме тяги: . Номинальный КПД современных электровозов 0,85…0,9. КПД электровоза при большой мощности увеличивается.

Для постоянного тока: .

Для переменного тока: .

– КПД пусковых реостатов

– КПД тяговых двигателей

– КПД зубчатых передач

– КПД сцепления колес с рельсами

10. История электрификации железных дорог России. Современное состояние и перспективы развития электровозостроения и электровагоностроения, высокоскоростного наземного транспорта.

Большую роль в электрификации народного хозяйства нашей страны сыграл ленинский план электрификации России – ГОЭЛРО(1920 г.) На первом этапе электрификации железных дорог в соответствии с планом ГОЭЛРО электрифицировались тяжелые по профилю пути горных перевалов, а также пригородные участки. Первым (в 1926 г.) был электрифицирован на постоянном токе напряжением 1500 в для мотор-вагонной тяги пригородный участок Баку – Сураханы протяжением 20 км. Спустя 3 года в 1929 г. был переведен на электрическую тягу постоянного тока напряжением 1500 в пригородный участок Москва – Мытищи.Перевод грузового движения в России на электрическую тягу начался в 1932 г. вводом в эксплуатацию горного участка Хашури – Зеставони (Сурамский перевал) Закавказской дороги протяженностью 63 км, электрифицированного на постоянном токе напряжением 3000 в.

1932 г.-ВЛ19, 3₀-3₀, mл = 6*19 = 114т.

1936 г.- Белово – Новокузнецк = Uн= 3000 В.

40-е – ВЛ22м, 3₀-3₀, mл = 6*22 = 132т.

50-е – ВЛ23, 3₀-3₀, mл = 6*23 = 138т.

50-60-е – ВЛ8, 2₀+2₀+2₀+2₀, mл= 8*23 = 184т.

70-80-е- ВЛ-10, 2(2₀-2₀), mл = 8*23 = 184т.

ВЛ-11, 2(2₀-2₀), mл = 8*23 = 184т.

В 1956 г. был утвержден Генеральный план электрификации железных дорог.

1956 – 1961 г. – Мариинск – Болотное – Красноярск.

1220 км. – Иланская – Тайшет – Новокузнецк.

Переменное напряжение 25 КВ промышленной частоты 50 Гц.

50 – 70-е г. - Н60, ВЛ60, ВЛ60р, ВЛ60п/к, ВЛ60к, 3₀+3₀, ,mл = 6*23 = 138т.

Ф,Ф_р, 3₀-3₀

70–80–е г. – ВЛ80К, ВЛ80Т, ВЛ80С, 2(2₀-2₀), mл = 8*23 = 184т.

80-е г.- ВЛ80Р, mл = 8*24 = 192т.

ВЛ85, 2(2₀-2₀-2₀),mл = 12*24 = 288т.

90-е г. =ЭП10, 2₀-2₀-2₀, 160 км/ч, АД, 12эл-возов.

~ЭП200 8-осн., 200 км/ч, ВД, 2-эл-за.

2000-е г. ~2ЭС5К, 2(20-20), mл = 8*24 = 192т.

НЭВЗ =2ЭС4К =//=

УЛ =2ЭС6,2(2₀-2₀), mл = 8*25 = 200т.

НЭВЗ - пост-перем. Тока ЭП20, АД, 200 км/ч, 2₀-2₀-2₀.

~2ЭС5, АД, 120 км/ч, 2(2₀-2₀).

УЛ =2ЭС10, АД, 120 км/ч, 2(2₀-2₀).

~2ЭС7, АД.

КЗ =ЭП2К, 160 км/ч,3₀-3₀, mл= 23*6 = 138т.

НЭВЗ ~ЭП1, 160 км/ч, 2₀-2₀-2₀, mл = 23*6 = 138т.

До 90-х г. =ЧС2, ЧС2Т,3₀-3₀, 160 км/ч.

=ЧС6, ЧС7, 2(2₀-2₀), 160 км/ч.

=ЧС800, 2(2₀-2₀),200 км/ч

~ЧС4, К4т, 3₀-3₀, 160 км/ч

~ЧС8, 2(2₀-2₀),160 км/ч

До 90-х г. =ЭР1, ЭР2, Пг = 3П+5М+ПГ.

~ ЭР9

С 90-х г. =ЭД4, ЭД9.

=ЭТ2

~ЭМ3, АД, 5 ваг.2М+3П.

=ЭД6, АД;

=ЭТ2А, АД.

Перспективы развития эл. тяги:

1. Повышение массы поездов.

2. Повышение скорости движения поездов (сокращение времени хода поездов).

3. Применение нового ЭПС или модернизированного с улучшенными энергетическими показателями, в т.ч. с бесколлекторными ТД.

4. Сокращение удельных расходов эл. энергии на тягу поездов.

5. Усовершенствование системы эл. снабжения, с целью сокращения потерь эл. энергии.