Методика расчёта и выбора электрооборудования вагона, отвечающего требованиям современного подвижного состава, страница 2

Таблица 1. Перечень потребителей электрической энергии в вагоне

Условное обозначение на схемах	Наименование	Номинал. мощность Pн    кВт	kи	kп
U=110В (постоянного тока)
EK1	Электропечи межсезонного отопления	7,5	0,3	1,0
EK2	Калориферы межсезонного отопления	8	0,3	1,0
A4	Устройства управления электрооборудованием, его регулирования и защиты	0,5	1,0	1,0
А5	Система пожарной сигнализации	0,1	1,0	1,0
А6	Системы технологические контроля (СКНБ, уровня воды, температуры и т. д.)	0,2	1,0	1,0
А7	Система управления кондиционированием	0,2	0,1	1,0
А8	Информационные устройства	0,1	1,0	1,0
EL1	Аварийное освещение	0,3	-	1,0
EL2	Служебное освещение (лампы накаливания)	0,4	0,1	1,0
EL4	Освещение вагона (люминесцентные лампы)	0,6	0,5	-
EH1	Концевые сигнальные фонари	0,24	0,1	1,0
EH2	Устройства сигнализации	0,2	0,2	1,0
EK3	Обогреватели сливных и наливных труб	1,0	0,1	1,0
EK4	Обеззараживатель питьевой воды	0,2	0,2	1,0
EK5	Электрокипятильник воды	3,5	0,1	1,0
EK6	Обогреватель вакуумного туалета
US	Полупроводниковый преобразователь постоянного тока 110В в переменный 220В с частотой 50Гц (для розеток)	0,5	0,1	1,0
М1	Электродвигатель циркуляционного насоса	0,324
M2	Электродвигатель насоса пожаротушения	0,25	0,1	2,0
М3	Электродвигатель вентиляционного агрегата	2,268	1,0	2,0
М4	Электродв. компрессора холодильной установки	12,672	0,5	2,0
М5	Электродвигатель вентилятора конденсатора	2,037	0,5	2,0
М6	Электродв. компрессора охладителя питьевой воды	0,25	0,5	2,0
X8	Розетки постоянного тока 110В	1,0	0,1	2,0
GB	Зарядное устройство аккумуляторной батареи (UH=142В)	5,0	0,5	2,0
НПМ	Аварийное электроснабжение неисправного вагона в пути следования	3,0	0,1	1,0

Расчеты электроприводов приведены далее.

1.2 Вариант электроснабжения вагона: структурная схема, описание

       Для рассматриваемого вагона реализовано комбинированное электроснабжение, структурная схема которого показана на рисунке 1.

Рис. 1. Структурная схема электрооборудования вагона с комбинированным электроснабжением

     Работа данной схемы происходит следующим образом. Генератор через карданный вал получает угловую скорость от оси колесной пары. Трехфазный ток по соединительным проводам поступает в зарядное устройство для аккумуляторной батареи (с последующей ее подзарядкой) и на выпрямительной устройство для преобразования в постоянный ток напряжением 110В (для вагонных потребителей). При отключенном генераторе (движение поезда со скоростью менее 20 км/ч или стоянке) работу оборудования обеспечивает аккумуляторная батарея, при существенной её разрядке (это соответствует работе при полной нагрузке более 20 минут) коммутирующее устройство размыкает цепь отключая от питания энергоемких потребителей, оставляя работающими только устройства первой необходимости. На случай неполадок вагон может быть подключен через НПМ к соседнему.

     Высоковольтная поездная магистраль обеспечивает подачу постоянного или переменного тока напряжением 3000В для питания энергоемкой аппаратуры.

1.3 Размещение электрооборудования в вагоне (предварительное)

Рис. 1.1.  Предварительное размещение электрооборудования в вагоне.

Обозначения согласно таблице 1.

2 Расчет и выбор основного электрооборудования

     Расчет и выбор производится не для всего оборудования вагона, а только:

• для электроприводов вентиляционного агрегата, циркуляционного насоса, компрессора и вентилятора холодильной установки вагона;
• для общего освещения одного из помещений (в данном варианте производится расчет отделения);
• для устройств электрического отопления.

     Остальные устройства (потребители электрической энергии) принимаются к установке по аналогии с вагонами современного пассажирского парка.

2.1 Расчет и выбор электроприводов вагонных механизмов

2.1.1 Определение нагрузки на валу электрического двигателя

а) электропривода вентиляционного агрегата:

   кВт,  

где  К_з=1,2 – коэффициент запаса (составляет 1,1…1,3);

       N_пас=54 – количество пассажиров;

               [Q_расч]=7×10^-3 м³/с - расчётная норма производительности вентилятора на одного пассажира для летнего периода эксплуатации;

        Н=700 МПа - аэродинамическое сопротивление вентиляции (сумма сопротивлений в воздуховоде (350МПа), электрическом калорифере отопления в межсезонье (200МПа), и сопротивления отопителя кондиционера (150 МПа));

        К_рец=0,3 – коэффициент рециркуляции воздуха в помещениях вагона;

       η_в=0,5 – КПД вентилятора.

б) электропривода центробежного водяного насоса системы жидкостного отопления:

 кВт,

где  К_з=1,2 – коэффициент запаса;

       Q=3×10^-3 м³/с  – производительность насоса м³/с;