Современный городской электрический транспорт. Разработка требований к приводу. Разработка требований к системе управления тяговым приводом. Проверка двигателя по тягово-тормозной диаграмме. Расчет электромеханических характеристик тягового привода.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ И РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ПРИВОДУ

2. РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ЗАДАННОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ ПРИВОДОМ

3. РАСЧЕТ НАГРУЗОК ТЯГОВОГО МЕХАНИЗМА В ОСНОВНЫХ РЕЖИМАХ ЗАДАННОГО ЦИКЛА

4. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

5. ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО ТЯГОВО-ТОРМОЗНОЙ ДИАГРАММЕ

6. РАСЧЁТ ИСКУССТВЕННЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЯГОВОГО ПРИВОДА

7. РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИЛОВОЙ ЦЕПИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Современный городской электрический транспорт является одним из основных среди всех, предназначенных для маршрутного обслуживания населения городов. Различные его виды отличаются технико-экономическими и эксплуатационными показателями, которые определяют целесообразность применения каждого вида пассажирского транспорта в тех или иных конкретных условиях.

Используя электрический ток в качестве энергоносителя, трамвай по сравнению с другими видами транспорта имеет весьма существенные преимущества. Он не выделяет при работе продуктов сгорания, загрязняющих воздух, что для городов имеет большое экологическое значение, также трамвай с транзисторной системой управления является относительно экономическим видам городского транспорта.

Также остается нерешенной проблема энергоресурсов для транспорта, которая возникает ввиду истощения природных ресурсов, например, мировых запасов нефти. А, как известно, городской электрический транспорт обладает возможностью рекуперировать электроэнергию в контактную сеть, а также аккумулировать ее в специальных устройствах, накопителях, чтобы далее использовать ее в своих целях, например разгоняться после остановки, без использования электроэнергии контактной сети. Это делает электротранспорт более экономичным по сравнению с транспортом, работающим благодаря ДВС.

В данной курсовой работе за базовую модель был принят трамвайный вагон типа РВЗ. Была поставлена задача разработать для него электропривод с двигателем постоянного тока независимого возбуждения с реостатно-контакторной системой управления.

1. Технологическая часть и разработка требований к приводу

Исходные данные для расчёта:

· маршрут 26Г+4ПC4+2ПC5+3ПС3

где Г - горизонтальный участок с величиной уклонов ±0,5%;

ПC4 - подъем-спуск 4%;

ПC5 - подъем-спуск 5%;

ПC3 - подъем-спуск 3%;

длина одного участка S = 500 м;

· ускорение (замедление) aр = 1 м/с2;

· путь дотягивания на одном участке Sд = 5 м;

· максимальная скорость хmах = 66 км/ч;

· скорость дотягивания хдот = 1 м/c;

· номинальная скорость хном = 30 км/ч;

· полная масса троллейбуса m = 31625 кг;

· масса колеса mк = 100 кг;

· радиус колеса rк = 0,3 м;

· число колёс n = 8 шт;

· КПД трансмиссии з = 0,88;

· коэффициент сопротивления качению fк = 0,02;

· передаточное число трансмиссии i= 5,5;

· отношения постоянных и переменных потерь г = = 1,8;

· коэффициент трения в ступицах подшипников kст = 0,015.

2. Разработка требований к заданной системе управления тяговым приводом

Предъявляемые требования к ТЭД выражаются в надежности, повышении оценок качества, простоты исполнения, экономичности, оптимальности при выполнении необходимых критериев Система управления должна быть легка в обслуживании и эксплуатации и должна иметь хорошие экономические показатели. Источниками экономии электроэнергии могут являться:

- снижение потерь при пуске;

- рекуперация при торможении, когда кинетическая энергия движения преобразуется в электрическую, возвращаемую в контактную сеть, либо аккумулируется в накопительные устройства.

В частности, при существующей структуре контактной сети электротранспорта постоянного тока отсутствует возможность возврата энергии на питающие подстанции, следовательно, её потребителем может быть только электротранспорт, находящийся на том же участке контактной сети в режиме потребления электроэнергии. Если потребитель отсутствует, то неизбежно применение реостатного торможения.

Потери энергии при электрическом торможении складываются из:

- энергии, рассеиваемой на тормозных реостатах;

- потерь в реакторах и обмотках тяговых двигателей, в конденсаторах фильтров;

- коммутационных потерь в ключевых элементах импульсных преобразователей.

Как правило, при проектировании и тем более модернизации существующих систем тягового электропривода нет возможности существенно изменить параметры двигателей и фильтров.

В тоже время оптимизация параметров системы, ставящая своей целью снижение потерь, достаточно сложна и не может быть осуществлена в рамках традиционных методик проектирования. Поэтому необходимы новые концепции разработки систем управления тяговым электроприводом оптимизированных как по энергосбережению, так и по максимальному моменту, в условиях ограничения по сцеплению и мощности.

3. Расчет нагрузок тягового механизма в основных режимах заданного цикла

Момент инерции привода

,

где - момент инерции тихоходного вала

- момент инерции быстроходного вала

Тогда

.

Момент инерции тягового механизма найдем из выражения:

тогда момент инерции привода:

.

Сумма развиваемого двигателем вращающийся момент и момента механизма составляет инерционный динамическим моментом , т.е.

,

где .

Момент механизма

,

где a и b - переменная и постоянная составляющие момента сопротивления;

Mкц - момент кинематической цепи, Н·м;

Mкц.ном - номинальный момент кинематической цепи, Н·м;

.

Рассчитаем коэффициенты и .

Тогда

.

Расчет параметров диаграмм на горизонтальном участке с уклоном +0,5%

Сила сопротивления движению трамвая на участке:

Угол уклона равен:

.

Н·м.

Н·м.

Н·м.

Н·м.

Принимаем номинальный момент

;

;

;

;

;

;

;

.

Момент двигателя:

Если суммарная сила сопротивления движению положительна (Fсопр>0), то момент двигателя считается по формуле:

.

Если суммарная сила сопротивления движению отрицательна (Fсопр<0), то момент двигателя считается по формуле:

.

Н·м;

Н·м;

Н·м.

Рассчитаем параметры приближенной скоростной диаграммы на горизонтальном участке:

- разгон:

Время разгона

с.

Путь разгона

м.

- выбег:

Если суммарная сила сопротивления движению положительна (Fсопр>0), то выбег осуществляется до скорости

.

Сила сопротивления при этом составит:

Если суммарная сила сопротивления движению отрицательна (Fсопр<0), то выбег осуществляется до скорости

.

Сила сопротивления при этом составит:

Путь выбега определим из выражения:

Время выбега найдем из выражения:

- торможение:

Принимаем конечную скорость торможения м/с.

Тогда время торможения:

с.

Путь торможения:

м.

- дотягивание:

Принимаем путь дотягивания м и скорость м/с.

Тогда время дотягивания:

с.

- остановка:

Принимаем начальную скорость торможения м/с.

Принимаем конечную скорость торможения (остановка) м/с.

Тогда время торможения:

с.

Путь торможения:

м.

- тяга:

Принимаем расстояние между остановками 500 м.

Тогда путь тяги

м.

Время тяги