Использование мощности локомотивов по условиям сцепления колес с рельсами и нагреванию электрических машин. Влияние режимов вождения поездов на использование электроэнергии или топлива, страница 19

Следует помнить, что при одинаковом токе тяговых двигателей сила тяги, а следовательно, и ускорение поезда при ослабленном возбуждении меньше, чем при полном, поэтому пуск при этом не­обходимо проводить при токе, близком к максимально допустимо­му по действующему ограничению, иначе увеличение времени пуска из-за уменьшения ускорения поезда может существенно ограничить время движения на выбеге с целью снижения скорости перед тор­можениями, а следовательно, и экономию электроэнергии.

Расход электроэнергии, связанный с изменением потенциальной энергии поезда на участке и преодолением сопротивления движе­нию от кривых, при принятых ранее допущениях определяется про­филем и планом участка пути, а также реализованным средним значением к. п. д. электровоза т)_э. Расход электроэнергии Е_пэ, Вт-ч, связанный с изменением потенциальной энергии поезда,

Е_т==*&*    _{(тр+     )Ш}^

^Т!Э

К. п.д. в расчетах рекомендуют принимать на 1—2% ниже максимального значения. На рис. 20 приведены зависимости расхо­да электроэнергии, связанного с изменением потенциальной энер­гии поезда, от разности высот над уровнем моря начала и конца участка пути для грузового поезда массой 4184 т (кривая 1) и для пассажирского поезда массой 1000 т (кривая 2).

Электроэнергия, расходуемая на преодоление сопротивления движению от п кривых длиной s_Kpi, км, каждая, Вт-ч,

г,   0,278г    ,  •    
екр-—-—— (тр-\-то) > «VAp,.

¹⁾³                                                                     £

Зависимость расхода электроэнергии на изменение потенциаль­ной энергии поезда и преодоление сопротивления от кривых от ре­жима его ведения обусловлена только фактически реализованным на участке пути средним значением к. п. д. т]_э, так как соответству­ющие составляющие механической работы от режима ведения по­езда не зависят.

При определении расхода электроэнергии по объему механиче­ской работы удобно пользоваться величиной е_с, связывающей рас­ход электроэнергии с выполненной электровозом механической ра­ботой, т. е. являющейся эквивалентом механической работы, отне­сенной к токоприемнику. Известно, что 1 Дж механической работы соответствует 2,78-10~⁴ Вт-ч расхода электроэнергии. Тогда с уче­том потерь при преобразовании энергии из электрической в меха­ническую величину е_с, Вт-ч/Дж, определим по формуле е_с=2,78Х ХЮ-⁴/г]э. На рис. 21 и 22 приведены зависимости от скорости дви­жения величины е_с для электровозов ВЛ80^К и ВЛ8.

Влияние режима ведения поезда на расход электроэнергии рас­сматривается путем его распределения по основным составляющим общей полезной механической работы по перемещению поезда на участке пути. При этом составляющие расхода электроэнергии оказываются зависящими как от значений соответствующих составляющих механи­ческой работы, так и от реализованного среднего значения к. п. д. электровоза т|₀. Составляющие расхода электроэнер­гии являются функциями двух перемен­ных— механической работы и к. п. д. Рассматриваемые ниже составляющие механической работы и реализуемые зна­чения к. п. д. электровоза (см. рис. 16, 17) зависят от скорости движения, т. е. от режима ведения поезда. Для оценки влияния этих переменных на расход элек­троэнергии получим выражение для приращения расхода электроэнергии AЕj при малых приращениях Ае_с и АЛ;. Тогда

^₁. + Д^. = (е_с + Де_с)(Л_г + ДЛ_/) = е_сЛ₁- + е_сДЛ₍.+ Л_;Д^_с + ДЛД₍?_с.

При достаточно малых изменениях ЛЛг, Де_с последним членом можно пренебречь. Произведение е_сЛ,- соответствует £,-, т. е. рас­ходу электроэнергии до изменения переменных. Тогда для прира­щения расхода электроэнергии имеем

Д£_г=^ е_сДЛ_г+Л_;Д<?_с.

В этом выражении сомножитель, на который умножается при­ращение переменной, характеризует абсолютную чувствительность расхода электроэнергии к изменению той или иной переменной. Аналогичные соотношения можно получить и для приращений удельных составляющих расхода электроэнергии.

Расход электроэнергии Е₀, Вт-ч, связанный с преодолением сил основного сопротивления движению поезда

E₀=_e4AZ + A3 = -2£^(m_P + hi_Q)Vv«s_t^-2£**-(m_P +

^Т|Э          1™                                          Т]э

-fm_Q)Xw_ocs,

где w_oi — значения основного удельного сопротивления движению, соответствующие отрезкам участка пути с равномерным или не­равномерным движением, Н/кН; рассчитывают w₀i по методике, из­ложенной на с. 37; Sj — длины этих участков пути, км; п — число этих отрезков участка пути; s — длина участка пути, равная сумме Si\ м>ос — среднее значение основного удельного сопротивления дви­жению на участке пути, Н/кН; используют w_oc при приближенных, но достаточно точных для практики расчетах; рассчитывают w_oc для скорости движения, на 5—10% большей средней скорости дви­жения поезда на рассматриваемом участке пути.

Удельный расход электроэнергии, связанный с преодолением основного сопротивления движению поезда, Вт-ч/(т-км),

*₀=е_са₀=-!—gw^.

Чэ SJ

Приращение удельного расхода электроэнергии как функции ос­новного удельного сопротивления движению w_oc и коэффициента е_с

АеягАв.Ч-Ае_с=€_сДто_ос+да_овАе_с.

Как видим, коэффициент чувствительности удельной составляю­щей расхода электроэнергии е₀ к приращению Аш равен значе­нию коэффициента е_с, а коэффициент чувствительности е₀ к прира­щению Ае_с, наоборот, равен среднему значению основного сопро­тивления движению на участке пути w_oc. В результате того, что численное значение w_oc во много раз превышает численное значе­ние е_с (см. рис. 9, 21, 22), влияние изменения среднего реализован­ного значения к. п. д. электровоза на расход электроэнергии Е₀ мо­жет быть ощутимым. Например, при изменении w_oc на 5%, а е_с на

1% отношение——=——^^—составляет Vs. Таким образом, при Дбщ,         Дда_ос/да_ос

сравнении вариантов режима ведения поезда, характеризующихся изменением составляющей механической работы А₀, следует оце­нивать и изменение реализуемого к. п. д. электровоза, и его влияние на расход электроэнергии Е₀.