Otvety_tyaga
.pdf
Билет №6
1. (6) Силы, действующие на поезд в режиме тяги.
Силы, действующие на поезд, делятся на внешние - притяжение земли (вес поезда), реакции рельсов, воздействие среды (воздуха), и внутренние - силы взаимодействия между отдельными вагонами локомотивом, силы парные и равные по величине, совпадающие по линии действия и противоположно направленные. Равнодействующая внутренних сил равна нулю. Под действием только внутренних сил центр тяжести материальной системы или тела, т. е. поезда, не может изменить своего положения в пространстве, он может перемещаться только под действием внешних сил. В режиме тяги на поезд действуют силы, передающиеся от электровоза или моторного вагона электропоезда, силы, оказывающие сопротивление движению состава и в режиме торможения - искусственные силы сопротивления движению (тормозные) (рис. 1).
Кроме того, во всех случаях необходимо учитывать силу инерции (свойство тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения - первый закон динамики).
Рис. 1 – Распределение сил в поезде
F - сила тяги; W - сила сопротивления; В - сила торможения; с - центр тяжести поезда между силой тяги и силами сопротивления.
2. (36) Регулирование скорости движения ЭПС переменного тока в режиме электрического торможения.
Электрическое торможение ЭПС осуществляется ТЭД в генераторном режиме, при этом они создают моменты сопротивления и тормозную силу.
Виды электрического торможения:
Рекуперативное
Реостатное
Рекуперативно-реостатное
Регулирование скорости движения электровоза переменного тока производится путем изменения напряжения на зажимах тяговых электродвигателей, величина которого зависит от включения разного числа витков первичной или вторичной обмоток трансформаторов.
Изменяя угол открытия тиристора (или время задержки открытия тиристора tз) и меняется величина подаваемого напряжения на тяговые двигатели.
На этом ЭПС регулирование скорости осуществляют изменением приложенного к тяговым двигателям напряжения, а также возбуждения двигателей. Напряжение на вторичной стороне трансформатора регулируют ступенями, изменяя коэффициент трансформации путем переключения секций обмоток.
Возможно плавное регулирование напряжения, приложенного к тяговым двигателям. Для этого в выпрямительной установке вместо диодов используют тиристоры. Однако при плавном регулировании уменьшается коэффициент мощности выпрямительной установки, повышается пульсация выпрямленного тока и усиливается влияние контактной сети на линии связи. Поэтому плавное регулирование-применяется не во всем диапазоне изменения напряжения, а лишь в пределах ступеней напряжения которые соответствуют значениям коэффициента трансформации.
Способы регулирования скорости движения
1.За счёт изменения величины напряжения, подаваемого на двигатели.
2.За счёт ослабления возбуждения тяговых двигателей, аналогично, как и на ЭПС постоянного тока.
Билет №7
1. (7) Силы, действующие на поезд в режиме выбега.
По законам механики несколько сил, действующих на точку или механическую систему, можно заменить одной силой, которую в теории тяги поездов называют ускоряющей Fу или равнодействующей Fд силой:
Fy = Fд = Fк - W - Bт.
Одновременно три составляющие равнодействующей силы на поезд не действуют, т.к. в один и тот же момент времени не имеет смысла тратить топливо (электроэнергию) на реализацию силы тяги локомотивом и использовать тормозную систему локомотива или вагонов.
В зависимости от того, какие силы действуют в данный момент на поезд, различают следующие режимы движения:
-режим тяги, когда действуют сила тяги Fк и силы сопротивления движению
W: Fд = Fк - W;
-режим выбега (холостого хода), когда на поезд действуют только силы сопротивления движению: Fд = -W,
-режим торможения, когда к силам сопротивления движению прибавляется тормозная сила Вт: Fд = - (W + Вт).
Равнодействующие силу, имеющую отрицательное значение, иногда называют замедляющей силой.
2. (35) Регулирование скорости движения ЭПС постоянного тока в режиме электрического торможения.
Из уравнения электромеханической характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения следует, что возможны три способа регулирования его угловой скорости:
1)регулирование за счет изменения величины сопротивления реостата в цепи якоря,
2)регулирование за счет изменения потока возбуждения двигателя Ф,
3)регулирование за счет изменения подводимого к обмотке якоря двигателя напряжения U. Ток в цепи якоря Iя и момент М, развиваемый двигателем, зависят только от величины нагрузки на его валу.
Способ регулирования скорости двигателя постоянного тока изменением сопротивления в цепи якоря.
Схема включения двигателя для этого случая представлена на рис. 1, а электромеханические и механические характеристики — на рис. 2, а.
Рис. 1. Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения
Рис. 2. Механические характеристики двигателя постоянного тока при различных сопротивлениях цепи якоря (а) и напряжениях (б)
Изменяя сопротивление реостата в цепи якоря можно получить при номинальной нагрузке различные угловые скорости электродвигателя на искусственных характеристиках — ω1, ω2, ω3.
Преимущества электрического торможения:
Высокая плавность регулирования тормозной силы и скорости движения
Экономия тормозных колодок и эл. энергии
Высокая экологичность
Автоматизация управления
Повышение безопасности движения
Билет №8
1. (8) Силы, действующие на поезд в режиме пневматического торможения.
2. (34) Регулирование скорости движения ЭПС переменного тока в режиме тяги.
На этом ЭПС регулирование скорости осуществляют изменением приложенного к тяговым двигателям напряжения, а также возбуждения двигателей. Напряжение на вторичной стороне трансформатора регулируют ступенями, изменяя коэффициент трансформации путем переключения секций обмоток.
Возможно плавное регулирование напряжения, приложенного к тяговым двигателям. Для этого в выпрямительной установке вместо диодов используют тиристоры. Однако при плавном регулировании уменьшается коэффициент мощности выпрямительной установки, повышается пульсация выпрямленного тока и усиливается влияние контактной сети на линии связи. Поэтому плавное регулирование-применяется не во всем диапазоне изменения напряжения, а лишь в пределах ступеней напряжения которые соответствуют значениям коэффициента трансформации.
Билет №9
1. (9) Силы, действующие на поезд в режиме электрического торможения.
2. (50) Взаимодействие ЭПС с системой тягового электроснабжения.
Движение поездов различных масс по участку, имеющему различные уклоны с изменяющимися скоростями и потребляемыми токами, сопровождается непрерывными изменениями U в системе энергоснабжения. Связанные с этим изменения Uкс и Uпит ЭПС вызывают изменения условий работы ТД и ВМ. Наибольшие U в тяговой сети бывает в точке наибольшего удаления от тяговой подстанции при потреблении ЭПС больших токов и нахождения на участке нескольких поездов. При пониженном напряжении КС скорость движения поезда на одних и тех же порциях контролера уменьшается, увеличивается перегонное время хода и время работы ТД, которое может привести к повышенному нагреву обмоток. На ЭПС постоянного тока при пониженном напряжении контактной сети уменьшается обороты моторвентелятора и ухудшается условия охлаждения ТД. Низкий уровень напряжения может вызвать недостаточный разгон поезда перед подъёмом и создать меньший запас кинематической энергии, вследствие чего скорость на подъёме заметно снизится, что приведёт к остановке поезда на подъёме. На дорогах существуют лимитирующие перегоны, на прохождение которых затрачивается больше времени, чем на соседних. Потеря скорости на таком перегоне приводит к снижению пропускной способности участка. Скачкообразное повышение скорости напряжения питания КС может привести к увеличению продольных сил в поезде, пробуксовыванию КП или срабатыванию защиты. Для уменьшения Uкс нужно снижать расстояния ТП, увеличивать площадь сечения КС при системе постоянного тока или вводить компенсацию реактивной мощности при системе переменного тока.U можно уменьшит правильной организацией движения поездов за счёт более равномерной нагрузки сети.
Влияние уровня напряжения сети на тягово-энергитические показатели электровоза
Для постоянного тока номинальное напряжение контактной сети 3,3 кВ, пределы изменения уровня напряжения контактной сети находится в пределах (2 4) кВ.
Для переменного тока номинальное напряжение контактной сети 25 кВ, пределы изменения уровня напряжения контактной сети находится в пределах (19 29) кВ.
Режим работы локомотива при более высоком уровне напряжения более экономичен. Он позволяет не только выполнить перегонное время хода поезда, но и обеспечить рациональное использование электроэнергии. Т.к. с повышением напряжения увеличивается скорость движения и использования мощности локомотива, что приводит к более высокому КПД локомотива. Основными параметрами нагрузки электровоза является ток и напряжение ТД.
V |
U Д I Д rД |
;U |
|
U |
;U |
|
U |
|
U |
|
||||||||
|
|
2 |
2 |
Н |
1 |
|||||||||||||
|
|
|
|
СV Ф |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
РКД |
; Р |
|
U |
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
||
Д |
|
Д |
Д |
Д |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
Р Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При увеличении напряжения на двигателе сила тяги и сопротивления движению изменяется незначительно, а мощность двигателя изменяется сильно.
Билет №10
1. (13) Основное сопротивление движению поезда и методика его определения.
Силой основного сопротивления движению называют суммарную силу, обусловленную различными видами трения и сопротивлением воздушной среды.
2. (37) Реостатное торможение на ЭПС постоянного тока.
Реостатное торможение на электровозах переменного тока может быть осуществлено по тем же схемам, что и на электровозах постоянного тока.