Реферати українською » Транспорт » Енергообладнання вагонів


Реферат Енергообладнання вагонів

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Зміст

Запровадження

1. Короткий опис електроустаткування вагона

2. Система електропостачання пасажирських вагонів

3. Визначення потужності споживачів електроенергії пасажирського вагона

3.1 Визначення потужності електродвигунів приводів вентиляторів, водяного насоса і компресора

3.2 Визначення потужності електродвигуна приводу компресора установки охолодження повітря

3.3 Вибір двигунів за каталогом

3.5 Визначення потужності освітлювальної навантаження

3.6 Перелік споживачів електроенергії пасажирського вагони й їх характеристики

4. Визначення розрахункових навантажень

5. Визначення пікових навантажень

6. Визначення потужності джерела електроенергії пасажирського вагона

7. Вибір захисної апаратури

8. Вибір дротів мережі електропостачання пасажирського вагона

9. Вибір комутаційної апаратури

10. Розрахунок потужності електродвигуна приводу вантажопідйомного механізму

Укладання

Список використаних джерел


Запровадження

Електроустаткування що застосовується у сприйнятті сучасних пасажирських вагонах використовується висвітленню салонів, купе, коридорів, туалетів; вентиляції приміщень вагона; опалення вагони й підігріву подаваного до нього повітря взимку; охолодження подаваного повітря влітку; охолодження продуктів харчування питної води; радіомовлення й досвід роботи пристроїв зв'язку; створення комфортних умов пасажирів і полегшення обслуговування потяговий бригадою. З іншого боку, задля забезпечення роботи пристроїв сигналізації і місцевого контролю безпеки.

За призначенням вагонне електрообладнання ділиться на джерела електричної енергії, перетворювачі і споживачів. Електроустаткування пасажирського вагона складно і у умовах. У процесі експлуатації нею діє значні динамічні зусилля, воно схильна атмосферним впливам. Тому щодо нього пред'являють високі вимоги, які гарантують його надійність.


 

1. Короткий опис електроустаткування вагона

>Пассажирские вагони з автономної системою електропостачання характеризуються тим, які мають власні джерела електричної енергії, щоб забезпечити харчування низьковольтних споживачів електроенергії на своєму шляху і стоянках.

Перевагою цією системою є його незалежність від зовнішнього джерела харчування, що дозволяє експлуатувати вагони у кожному поїзді, у напрямку, і залежно від типу поїзного локомотива.

У цьому системі для низьковольтних споживачів застосовується виключно постійний струм. Це тим, що у вагоні встановлено акумуляторна батарея, яка служить резервним і аварійним джерелом харчування. З іншого боку, в системах з приводом від осі колісної пари генератор працює із перемінної частотою обертання, пропорційної швидкість руху поїзда.Генератор змінного струму виробляв б із умовах електричний струм перемінної частоти, що неприпустимо для цілого ряду споживачів. З використанням генератора постійного струму стабілізувати його напруга за зміни частоти обертання простіше, ніж густину струму. Постійний струм для харчування системи електропостачання можна отримати тільки від генератора постійного, а й від генератора змінного струму. Але цього разі споживачі і акумуляторну батарею підключають до джерела через ректифікатор.

На вагоні застосовується генератор з приводом від осі колісної паривирабативающий напруга 110 У.

Як резервний і аварійний генератор використовується акумуляторна батарея, яка живить основні споживачі поїзда при непрацюючому генераторі (за його несправності, на стоянці), і навіть при малій швидкості руху потяга, коли генератор не розвиває необхідну потужність. З іншого боку, акумуляторна батарея сприймає піки навантаження, які під час одночасному включенні кількох споживачів великої потужності, пуск електричних двигунів, короткочасних перевантаженнях та інших.

Ємність акумуляторної батареї вибирають такий, щоб було забезпечити енергією споживачі при малій швидкості руху, на проміжних станціях і за аварійний режим з зменшеної навантаженням. Під час відстою вагон підключається до стаціонарному джерелу енергії, з допомогою якого виробляється харчування основних споживачів іподзарядка акумуляторної батареї.


2. Система електропостачання пасажирських вагонів

При автономної системі електропостачання джерела електроенергії розташовані тільки безпосередньо на вагоні. На пасажирських вагонах як джерело електроенергії використовуються генератори з приводом від осі колісної пари акумуляторні батареї. На вагонах без системи кондиціонування повітря на електричної мережі вагона номінальне напруга 50 У, на вагонах з кондиціонуванням повітря із метою зниження втрат потужності мережі на великих токах навантаження номінальне напруга підвищено до 110 У. Принципова схема силових ланцюгів автономної системи електропостачання зиндукторним генератором змінного струму і із системою кондиціювання повітря показано малюнку 1.

Потужність генератора у вагонів із системою кондиціювання повітря становить 30-35 кВт, при номінальному напрузі у мережі вагона – 110 У. Основною перевагою системи електропостачання з приводом генератора від осі колісної пари і те, що харчування електричних споживачів на кожному вагоні залежить від зовнішніх джерел електричної енергії. У результаті забезпечується висока експлуатаційна маневреність пасажирських вагонів (можливість передачі вагонів вже з поїзди інший та йогоотцепки від локомотива і зажадав від поїзда без порушення нормального електропостачання інших вагонів, легкість переформування потягів і т.д.). Автономна система електропостачання забезпечує також резервування електропостачання. Що стосується виходу з експлуатації власного генератора електричну мережу вагона можна залучити до мережі сусіднього вагона.

При швидкості поїзда вище 35-40 км/год всі споживачі отримують живлення відподвагонного генератора G, а акумуляторна батареяGВ перебуває у режимі зарядки від зарядного устрою А3. На сучасних вагонах встановлюються генератори змінного струму, які простіше за конструкцією і більше надійні в експлуатації проти генераторами постійного струму. У зв'язку з цимелектропотребители підключені черезвипрямительний містV1. При зміні швидкості рух і струму навантаження напруга генератора залишається незмінною з допомогою регулювання струму в обмотці порушенняWо.в. регулятором напруги генератора А1.

Під час стоянки і за низькою швидкість руху споживачі отримують живлення від акумуляторної батареї СВ. Коли вагон перебуває в тривалої стоянці – в відстої, споживачі отримують живлення від зовнішнього джерела харчування через блок зовнішнього джерела електроенергії А4, перетворюючий зміннетрехфазное напруга зовнішньої мережі 380/220 У в зміннетрехфазное напруга 142 У, яке випростується як і, як і змінне напруга генератора через трифазнийвипрямительний містV1.

Основними споживачами електроенергії є:

1 електродвигуни приводів компресора, вентилятора вагона, вентилятора конденсатора, водяного насоса М1 –М4;

2 лампи розжарювання М;

3 люмінесцентні лампи L;

4 нагрівальні елементиелектрокалорифераЕК1 –ЕК2;

5 електропечі Е1 –Е12;

6електрокипятильникЕН1;

7 електронагрівачі баків гарячоїЕН2 –ЕН3.

Для комутації силових ланцюгів використовуються електромагнітніконтактори К1 –К10 і вимикачіS1 іS2. Захист електричних ланцюгів від перевантаження здійснюється автоматичними вимикачамиQ1 –Q5, як від короткого замикання –плавкими запобіжникамиF1 – F5. Основним виглядом опалення при даної системи є водне.Электропечи іелектрокалорифер в перехідний пе-ріод пори року (навесні, восени) використовують як електричного опалення, а взимку служать підтримки сталості температурного режиму, компенсуючи інерційність водяного опалення.

Підвищена напруга 142 У необхідне зарядки акумуляторної батареї, у своїй мережу висвітлення лампами розжарювання М підключена через регулятор напруги А2, який би харчування мережі висвітлення номінальним напругою 110 У.

Автономна система електропостачання з приводом генератора від осі колісної пари крім переваг автономності має низку суттєвих недоліків, обмежують перспективність його розвитку. Основна хиба – це енерговитратність системи загалом.Вращение генераторів від осі колісної пари здійснюється з допомогою сили тяги локомотива. Коли ж врахувати втрати енергії в електроприводі локомотива, втрати енергії в привід генератора, втрати потужності самому генераторі, то пасажирському поїзді з вагонами, обладнаними кліматичної установкою, витрати тяги локомотива працювати генераторів вагонів становлять 20-25 %.

Потужністьподвагонного генератора обмежена моментом, що можна від колісної пари, оскільки він визначається силою зчеплення колеса з рейкою. З урахуванням витрат за технічне обслуговування може й ремонт машин і апаратів системи автономного енергопостачання з приводом генератора від осі колісної пари вартість електроенергії у 5-10 разів більше, аніж за системі централізованого електропостачання. Прихід від осі колісної пари збільшуєнеобрессоренную масу ходових частин, погіршуючи цим динамічні якості вагони й збільшуючи зношуваність коліс колісної пари з приводом генератора, з'являється велика можливість заклинювання колісної пари під час гальмування.


 

3. Визначення потужності споживачів електроенергії пасажирського вагона

3.1 Визначення потужності електродвигунів приводів вентиляторів, водяного насоса і компресора

На пасажирському вагоні з кондиціонуванням повітря встановлено вентилятори системи вентиляції вагони й вентилятор конденсатора. Перш ніж визначити необхідну потужність електродвигуна, необхідно правильно вибрати розрахунковий режим роботи вентилятора. Цей режим заданий розрахункової продуктивністю і розрахунковим напором вентилятора. Потужність електродвигуна вентилятора системи вентиляції вагона визначається за такою формулою:

, (1)

де – коефіцієнт запасу потужності, ;

 – продуктивність вентилятора, м3/с;

 – натиск, створюваний вентилятором,Па,

 – ККД вентилятора, .

Продуктивність вентилятора системи вентиляції вагона визначатиметься з урахуванням розрахункової норми подачі свіжого зовнішнього повітря однієї пасажира, :

, (2)

де – розрахункова норма подачі зовнішнього повітря однієї пасажира, ;

 – розрахункове число пасажирів у переповненому вагоні, ;

 – число провідників, ;

 – коефіцієнт рециркуляції вентильованого повітря, .

>Подставим наявні значення формулу (2) й одержимо:

.

Отримане значення підставимо в (1) й одержимо:

.

Потужність електродвигуна приводу вентилятора конденсаторавоздухоохладительной установки визначається за такою формулою:

, (3)

де – коефіцієнт запасу потужності, ;

 – продуктивність вентилятора конденсатора, ;

 – натиск, створюваний вентилятором конденсатора, ;

 – ККД вентилятора конденсатора, .

>Подставим наявні значення формулу (3) й одержимо:

Потужність електродвигуна приводу водяного насоса опалення визначається за такою формулою:

де – коефіцієнт запасу потужності, ;

 – продуктивність водяного насоса, ;

 – натиск, створюваний водяникам насосом, ;

 – ККД водяного насоса, .

>Подставим наявні значення формулу (4) й одержимо:

.

3.2 Визначення потужності електродвигуна приводу компресора установки охолодження повітря

Потужність електродвигуна приводу компресора установки охолодження повітря визначається за такою формулою:

, (4)

де – коефіцієнт, враховує режим роботи компресора, ;

  – загальний (повний) теплової потік, що має бути відведеновоздухоохладителем, Вт.

Загальний (повний) теплової потік складається з 6 теплових потоків:

1 теплової потік, що надходить через поверхню кузова вагона, Вт визначається за такою формулою:

, (5)

де – поверхню кузова вагона, якою відбувається передача тепла (можна взяти );

 – розрахункова температура зовнішнього повітря влітку, ;

 – розрахункова температура повітря всередині вагона влітку, ;

 – середній коефіцієнт тепловіддачі поверхні вагона, .

>Подставим наявні значення формулу (5) й одержимо:

;

2 теплової потік від інфільтрації для літнього періоду експлуатації визначається за такою формулою:

 (6)

По розрахунку:

;

3 теплової потік, принесений зовнішнім повітрям при вентиляції вагона визначаться за такою формулою:

, (7)

де – розрахункова норма подачі зовнішнього повітря однієї пасажира, ;

 – теплоємність повітря, ;

 – розрахункове число пасажирів у переповненому вагоні, ;

 – розрахункова температура зовнішнього повітря влітку, ;

 – розрахункова температура повітря всередині вагона влітку, .

По розрахунку одержимо:

;

4 теплової потік з допомогою сонячної радіації визначаємо за такою формулою:

, (8)

де – розрахункова поверхню кузова вагона,подвергающаяся сонячної радіації (приймаємо );

 – площа поверхні кузова вагона (приймаємо );

 – розрахункова (максимальна) температура поверхні кузова вагона, ;

 – тривалість сонячного опромінення вагона протягом доби, ;

 – середній коефіцієнт тепловіддачі поверхні вагона, .

>Подставим в формулу (8) й одержимо:

;

5 теплової потік, що виділяється пасажирами вагона, визначається за такою формулою:

, (9)

де – потужність теплового потоку, який виділяється одним пасажиром, ;

 – розрахункове число пасажирів у переповненому вагоні, .

По розрахунку:

;

6 потужність теплового потоку від електродвигунів, розташованих всередині вагона, освітлювальних та інших електроприладів, приймається:

. (10)

Отже, загальний теплової потік визначається за такою формулою:

 (11)

>Подставим отримані раніше значення теплових потоків в формулу (11) й одержимо:

.

>Подставим здобуту у формулі (11) значення в (4) й одержимо:

.

 

3.3 Вибір двигунів за каталогом

По знайденим потужностями і з урахуванням умов праці за каталогом вибираємо необхідні електродвигуни і визначаємо номінальний струм. Оскільки електродвигуни постійного струму, то номінальний струм визначаємо за такою формулою:

, (12)

де – потужність електродвигуна за каталогом;

 – номінальне напруга мережі вагона, ;

 – ККД електродвигуна.

Для вентилятора системи вентиляції вибираємо електродвигун типуП32 з номінальною потужністю 1,0 кВ та ККД 0,79. По розрахунку номінальний струм дорівнює:

.

Для вентилятора конденсатора вибираємо електродвигун типуП41 з номінальною потужністю 1,5 кВ та ККД 0,75. Номінальний струм 18,2 А.

Для приводу водяного насоса опалення вибираємо електродвигун типуП22 з номінальною потужністю 0,5 кВ та ККД 0,72. По розрахунку номінальний струм дорівнює:

.

Для приводу компресора вибираємо електродвигун типуП62 з номінальною потужністю 8 кВ та ККД 0,85. По розрахунку номінальний струм дорівнює:

.

Обрані електродвигуни та його характеристики зведені в таблицю 1.

Таблиця 1 – Електродвигуни, встановлювані у переповненому вагоні

Найменування двигуна, механізму Потужність, отримана розрахунком, кВт Номінальна потужність за каталогом, кВт Тип Номінальний струм двигуна, А Номінальний ККД двигуна >Кратность пускового струму
>Электродвигатель вентилятора системи вентиляції 0,8 1,0 >П32 11,5 0,79 2
>Электродвигатель вентилятора конденсатора 1,5 1,5 >П41 18,2 0,75 2
>Электродвигатель приводу водяного насоса опалення 0,36 0,5 >П22 6,3 0,72 2
>Электродвигатель приводу компресора 7,5 8,0 >П62 85,6 0,85 2

3.5 Визначення потужності освітлювальної навантаження

Потужність освітлювальної навантаження кожного з приміщень вагона визначаємо за такою формулою, Вт:

,                                                (14)

де р – питома потужність освітлювальної навантаження для цього виду приміщення, тобто. потужності на одиницю виміру площі цього приміщення, Вт/м2;

>Fn – площа приміщення, котрій визначається потужність освітлювальної навантаження, м2.

Розрахунок освітлювальної навантаження в кожному типу приміщення приведено у таблиці 2.

Таблиця 2 – Розрахунок потужності освітлювальної навантаження вагона

Приміщення вагона ПлощаFп, м2 >Удельная потужність освітлювальної навантаження, р Вт/м2 Потужність,РОН, Вт
розжарювання люмінесцентні
Купе вагона 35 - 10 350
Коридори, проходи 20 - 6 120
Туалети 2,5 10 - 25
>Тамбури 5,6 8 - 44,8
Інші приміщення 3 8 - 24

Потужність сигнальних, службових та інших спеціальних ламп приймаємо рівної 350 Вт. [приймаємо по джерелу 1.]

Потужність освітлювальної навантаження всього вагона визначаємо за такою формулою:

, (15)

 Вт.

 Вт.

Потужність перетворювача для люмінесцентного висвітлення вагона обчислюємо за такою формулою, Вт:

, (16)

електропостачання пасажирський вагон електродвигун

депр – ккд статичного напівпровідникового перетворювача,пр =0,8.

 Вт.

3.6 Перелік споживачів електроенергії пасажирського вагони й їх характеристики

Перелік споживачів електроенергії пасажирського вагони й їх характеристики, наведені у таблиці 3.


Таблиця 3 – Перелік

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація