Расчет и выбор основного электрооборудования мягкого вагона. Расчет электрического освещения

2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ МЯГКОГО ВАГОНА

2.1 Расчет электрического освещения

Планировка мягкого вагона приведена на рисунке 2.

Высота потолка в коридоре – 2100; высота потолка в купе - 2600

1 – купе; 2 – служебное отделение; 3 – проход; 4 – туалет; 5 – коридор большой;

6 – коридор малый; 7 – тамбур; 8 – хозяйственное помещение

Рисунок 2 – Планировка мягкого вагона

Расчет освещения производим методом коэффициента использования светового потока. Необходимый световой поток светильника, лм, определяем по формуле

                                            ,                                (1)

где  –  заданная норма освещенности, лк;

–  освещаемая площадь, м²;

–  коэффициент запаса;

–  отношение средней освещенности к минимальной;

–  число светильников в помещении;

–  коэффициент использования светового потока.

Норма освещенности  для купе, служебных отделений составляет 150 лк на уровне диванов, для туалетов и проходов – 100, коридоров и тамбуров – 75, вспомогательных помещений – 50 лк. Коэффициент запаса учитывает старение и запыленность ламп и принимается для люминесцентных ламп 1,5. Коэффициент  характеризует равномерность освещения помещений и равен 1,1. Освещаемая площадь помещения  определяется по планировке вагона, показанной на рисунке 2.

Коэффициент использования светового потока зависит от типа светильника, коэффициентов отражения стен ρ_с, потолка ρ_п, пола или рабочей поверхности ρ_р и от индекса помещения i, который определяется по формуле

,                                 (2)

где   –  длина помещения (для прохода – расстояние между светильниками), м;

–  ширина помещения, м;

  –  расчетная высота подвески светильника (до уровня диванов в купе или                                                      до пола в остальных помещениях), м.

Значения коэффициентов отражения принимаются равными: для чистых белых потолков – 0,7, темных матовых потолков – 0,5, белых стен с незашторенными окнами – 0,5, темных стен с незашторенными окнами – 0,3, светлой нижней рабочей поверхности – 0,3, темной нижней рабочей поверхности или пола – 0,1.

В соответствии с принятыми значениями ρ_с, ρ_п, ρ_р и i  по таблицам [2] находится  величина .

Потребный световой поток ламп в светильнике определяется по формуле

,                                     (3)

где   –  часть светового потока, приходящаяся на нижнюю полусферу. Для вагонных светильников, расположенных на поверхности потолка,  = 0,8.

Выполним расчет электрического освещения для купе.

Для него: = 1,749 м; = 1,970 м; = 2,6 м; = 150 лк; = 1,5; = 1,1; =1.

Тогда

.

Определяем η при i= 0,5, ρ_с = 50, ρ_п = 70 и ρ_р = 10 по таблице, η = 20%.

лм;

лм.

По полученному значению по таблице [2] выбираем тип ламп, их мощность и количество. Для купе выбираем 2 лампы ЛХБ–40 (= 2600 лм).

Расхождение составило 

;                            (4)

.

Аналогично производим расчеты для остальных помещений вагона. Результаты расчетов приведены в таблице 1.

Суммарная мощность люминесцентных ламп

 кВт.

2.2 Расчет мощности и выбор электродвигателей

В пассажирском вагоне электродвигатель используется в приводе вентилятора общей вентиляции.

Мощность электродвигателя вентилятора, кВт, определяется по формуле

                                (5)

где   k–   коэффициент запаса, k=1,1…1,3;

Q–  максимальная производительность вентилятора, м³/с;

H–  аэродинамическое сопротивление вентиляционной системы (напор), Па;

–  полный КПД вентилятора,

– КПД передачи,

Тогда для вентилятора воздуховода

 кВт.

По полученной мощности и с учетом рода тока и напряжения в системе из таблицы [2] выбираем тип электродвигателя. Результаты выбора электродвигателя приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Результаты расчета и выбора электродвигателя

Наименование привода	Мощность по  расчету, кВт	Тип  двигателя	Номинальная мощность, кВт	Частота вращения, об/мин	Номинальный           ток, А	cosφ	ηн
Привод вентилятора       воздуховода	1,64	АО-42-6/4/2	1,7	2880	4,3	0,88	0,69	5,5

2.3 Расчет нагревателей

Электрические нагреватели в вагоне используются в системе отопления, электрокипятильнике, в обогревателях наливных и сливных труб.

Мощность электронагревательных приборов, кВт, вычисляется по формуле

                                 (6)

где   k–   коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения и «старение» нагревателей, k=1,1…1,3;

Q–  потребная теплопроизводительность, Вт;

η_э–  КПД нагревательного прибора.

КПД нагревательного прибора η_Э принимается равным: для нагревателей в котлах отопления и в кипятильниках – 0,85-0,95 , для электропечей и калориферов 0,65-0,85 , для нагревателей наливных и сливных труб – 0,6-0,8.

Выбор трубчатых электронагревательных приборов (ТЭНов) производится с учетом используемого напряжения и места расположения нагревательного прибора [2]. Количество ТЭНов в установке определяется по формуле

                                       (7)

где  Р_т–  мощность одного ТЭНа, кВт.

Мощность калорифера

.

Для калорифера выбираем ТЭНы G201A на напряжение 250 В и мощностью 0,634 кВт.

Тогда, количество ТЭНов

(8)

где Р_т – мощность одного ТЭНа.

.

Следовательно, фактическая мощность калорифера

кВт.

Мощность электропечей

кВт.

Для электропечей выбираем ТЭНы ЭТ-80 на напряжение 38 В и мощностью