Электричество и электрическая железная дорога. Конспект лекций по физике, страница 39

5. Возможен ли переход к повышению напряжения контактной сети постоянного тока до 6 или 12 кВ? С какой целью это предлагается?

6. Каким образом может осуществляется импульсное регулирование мощности тяговых двигателей? Как будет влиять на процессы переключения явление самоиндукции?

7.  Почему индукция магнитного поля в железе магнитной цепи электродвигателя при беспредельном увеличении силы тока в катушках возбуждения достигает насыщения?

8. Какие способы можно придумать для принудительного охлаждения перегревшегося тягового двигателя?

9. Когда быстрее растет температура двигателя: в начале работы или в конце? Когда быстрее остывает двигатель: в начале охлаждения или в конце?  Теоретически  сколько времени будет остывать неработающий двигатель?

10. При каких условиях электрический двигатель может сколь угодно долго работать без перегрева?

11.  Какой двигатель, большой мощности или маленькой, более склонны к перегреву?

12. Почему из двух значений силы тока для получения одной и той же мощности реализуется меньшее значение?

13. Какие меры следует предпринять, чтобы из двигателя «выжать» максимальную мощность?  Каков коэффициент полезного действия двигателя в режиме максимальной мощности?

14. Что произойдет с ведущим колесом электровоза, если электромагнитный момент якоря на колесе превысит момент силы тяги колеса?

15. Какие меры следует предпринять, если электродвигатели локомотива не в состоянии развить заложенную в проекте мощность?

16. Какие меры следует предпринять, чтобы увеличить расстояние между тяговыми подстанциями?

17. Почему наибольшее распространение имеет переменный ток?  Тогда почему тяговые двигатели локомотивов постоянного тока?

15.  ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ  ТРАНСПОРТ

1. Развитие наземного транспорта идет в направлении повышения безопасности движения и увеличения скорости движения. Повышение безопасности движения возможно при применении систем автоматического управления движением, созданием более безопасных локомотивов, вагонов и модернизации рельсового пути. Для увеличения скорости движения экипажей высокоскоростного наземного транспорта (ВСНТ) нужны новые физические подходы  при создании силы тяги и уменьшении силы сопротивления движению.

При повышенной скорости движения возрастают, прежде всего, силы аэродинамического сопротивления. Аэродинамическая сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости: . Плотность воздуха ρ понизить невозможно, за исключением движения экипажа в вакуумной трубе. Поэтому, во-первых, стали придавать поездам, скорость которых превышает 200 км/ч, обтекаемую форму как самолетам. Коэффициент аэродинамического сопротивления поезда в форме вытянутой капли С_х ≈ 0,1, меньше примерно в пять раз по сравнению с обычным поездом. 

Во-вторых, следует устранить механический контакт между экипажем и рельсовым путем, устранив тем самым силу сопротивления при качении колес. Чтобы приподнять экипаж над дорожным полотном, можно применить воздушную подушку. Но, как показывает опыт, вентиляторы, нагнетающие воздух в зазор между днищем поезда и дорожным полотном, потребляют несопоставимое с выгодой количество энергии. Кроме того, они являются источником сильного шума и поднимают облака пыли. Рассматривается  способ нагнетания встречного потока воздуха под днище аэропоезда или создание вакуума между полотном эстакады и крышей экипажа. Однако проектировщики ВСНТ останавливают свой выбор на системах электромагнитной и электродинамической подвески экипажа над дорожным полотном. Подъемная сила создается за счет взаимодействия  магнитного поля экипажа с проводящей шиной дорожного полотна. Применение постоянных магнитов остается под вопросом, так как невозможно регулировать их подъемную силу.