1.3.2. Силы сопротивления движению

Эти силы всегда направлены встречно движению и условно их можно разбить на три группы:

Первая - основные силы сопротивления движению W_o. Данное сопротивление постоянно действует на прямом горизонтальном участке пути и нормальных условиях движения (сопротивление в буксах, стыках пути и др.);

Вторая - дополнительное сопротивление движению - это временно действующие силы, возникших при определенных условиях движения (это наличие уклона, кривых, низкой температуры -30 °С и ниже, наличие ветра);

Третья- сопротивление движению при трогании поезда с места Wтр. Это самое большое сопротивление, так как при стоянке смазка охлаждается, повышается вязкость, появляется молекулярное сцепление колес с рельсами. Общее полное сопротивление движению всего поезда:

W_О=W 'o+W ^˝_{О ,} ,

где W 'o - сопротивление движению локомотива, Н;

W ^˝_О - сопротивление движению вагонов, Н.

В тяговых расчетах используется удельное (относительное) сопротивление движению для всего поезда:

,

где Р - масса локомотива, Т ';

Q - масса состава; Т.

для локомотивов:

;

Раздел 2. Энергоснабжение железных дорог

2.1.Системы электрической тяги

Более 50% всей вырабатываемой электроэнергии в РФ потребляется железнодорожным транспортом. В России электрифицировано около 45,2 тысяч километров железных дороги. Электрическая тяга - самый надежный и дешевый вид тяги.

Системы электрической тяги бывают:

• постоянного тока (напряжение в контактной сети равно 3000В)

• переменного тока (напряжение в контактной сети равно 25000В, с частотой f =50 Гц)

• система 2*25 кВ

Общий вид электрифицированной железной дороги

Система постоянного тока наиболее простая. Относительная простота инадежность электрооборудования ЭПС постоянного тока и хорошие тяговые характеристики электровозов обеспечили этой системе преимущественное применение как в нашей стране, так и за рубежом.

В настоящее время на переменном токе электрифицируют новые участки и переводят с постоянного тока наиболее трудные, гористые участки на эту систему.

Систему тяги постоянного тока можно представить:

1 – электростанция; 2 – ЛЭП; 3 - тяговая подстанция; 4 – трансформатор;

5 – выпрямитель; 6 - питающий провод; 7 – контактная сеть;

8 – токоприемник; 9 – пускорегулирующая аппаратура; 10 – тяговый двигатель;

11 – рельс; 12 – отсасывающий провод (фидер).

Электрическая схема замкнута. Рельс является обратным проводом по которому тяговый ток возвращается на тяговую подстанцию

Системы тяги переменного тока:

Сам электровоз усложняется, и в основном, за счет тягового трансформатора становится сложнее и дороже.

Система энергоснабжения упрощается, так как выпрямительная установка перенесена на электровоз:

1 – электрическая станция; 2 – ЛЭП; 3 – тяговая подстанция; 4 – трансформатор;

5 – питающий провод (фидер); 6 – контактная сеть;

7 – токоприемник; 8 – электрическая аппаратура; 9 – тяговый трансформатор;

10 – тяговый двигатель; 11 – рельс; 12 – отсасывающий провод (фидер).

Все тяговые двигатели электровозов в России работают на постоянном токе. И по рельсам протекает постоянный тяговый ток.

Преимущества системы тяги переменного тока над постоянным:

• сечение контактной сети в три раза меньше, чем у постоянного тока 500 мм².

• больший к.п.д.;

• увеличивается расстояние между тяговыми подстанциями;

• меньше себестоимость строительства системы энергоснабжения;

• электровозы переменного тока меньше боксуют.

Система тяги 2*25кВ:

Вдоль железной дороги идёт питающий провод 50 кВ (на рисунке П).

Имеются автотрансформаторы (АТ), при их помощи из 50 кВ трансформируют в 25 кВ. Как известно, мощность Р равна произведению напряжения (U) на величину тока (I):

Р = UI

От величины тока зависит потеря энергии из-за нагревания. При какой-то постоянной мощности P при большом напряжении надо меньший ток и значит меньше электрические потери. В этой системе электровозы используются те же, что и в системе переменного тока. Именно этой системой электрифицируются в последние годы железные дороги нашей страны.

Тяговые подстанции:

• опорные, когда они питаются непосредственно от ЛЭП и от этих тяговых подстанций питаются контактная сеть и другие тяговые подстанции)

• тупиковые

• промежуточные

• стационарные (те, которые видим, когда проезжаем в поезде)

• передвижные, тяговые подстанции на колесах (устанавливаются в случае резкого и непредвиденного увеличения грузонапряженности).