Организация эксплуатации локомотивов (1 часть дипломной работы), страница 2

Как и следовало ожидать, характер кривых и разброс в замерах по отдельным опытам идентичен у зависимостей W(V) и P(V). Данные измерений по счетчику энергии и показаниям вольтметра и амперметра были близки между собой. Это означало, что точность измерений достаточно высокая, а разбросы данных отдельных опытов обусловлены отклонениями в условиях движения поезда. Напряжение в контактной сети в процессе опыта изменялось незначительно, не более чем на 0,3 %. Таким образом, при всех принятых мерах по поддержанию постоянства режимов движения поезда, даже в идеальных условиях проведения опытов на Экспериментальном кольце, имеющем постоянный радиус пути без уклонов, отклонения по замерам в сравниваемых поездках были значительные и нередко превосходили искомую величину разницы. Только неоднократное повторение опытов позволило получить достаточно достоверные данные.

Результаты испытаний. Эффективность влияния отключения двигателей одной секции электровоза ВЛ10 на расход энергии на тягу определяли для одинаковой скорости по опытным точкам кривых W(V) и P(V). Сравниваемые группы опытных точек для одинаковой скорости на рис. 2 получены при разных соединениях и ступенях ослабления поля двигателей при движении на восьми или четырех двигателях. Например, на максимальной скорости 100 км/ч при параллельном соединении двигателей электровоз при восьми двигателях работал на полном поле возбуждения, а при четырех двигателях — на третьей ступени ослабления поля (обозначено соответственно 8п — точки, 4п3 — квадраты). На малой скорости 40...60 км/ч данные получены при последовательно-параллельном соединении также на полном поле и третьей ступени ослабления поля возбуждения (8сп — точки и 4сп3 — квадраты). Промежуточные значения получены при других ступенях ослабления возбужденияРис. 1,2. Расход энергии на тягу в функции скорости при движении электровоза ВЛ10 по два круга на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ с составом весом 1488 т: работа по схеме 8п, 8сп — точки; по схеме 4п, 4сп — квадраты; пунктирная кривая — средний расход энергии

Рис. 2 Группы опытных точек для одинаковой скорости, полученые при разных соединениях и ступенях ослабления поля двигателей

Данные по потребляемой мощности Р., расходу электровозом энергии на тягу на 12 км пути движения по кольцу (два круга) W, экономии и удельному расходу энергии DW (соответственно в %, в кВт·ч и в кВт·ч на измеритель в 10 тыс. т·км с учетом массы электровоза 184 т) при одинаковых скоростях приведены в для разных режимов ведения и весов поезда. На равнинных прямых участках железной дороги такая же нагрузка двигателей, как на Экспериментальном кольце, будет при большем весе поезда

Рис. 1.3. Влияние веса поезда на удельный расход П_. и И_сп. и экономию энергии на тягу DW_п и DW_сп при отключении четырех двигателей

Рис. 1.3. Влияние веса поезда на удельный расход П_. и И_сп. и экономию энергии на тягу DW_п и DW_сп при отключении четырех двигателей электровоза (у отдельных опытных точек указана скорость поезда) При понижении скорости и любом весе поезда величина экономии энергии в кВт·ч уменьшается, хотя ее значения в % могут быть на последовательно-параллельном соединении больше, чем на параллельном (на рис. 3 пунктирная линия значений DW_сп расположена выше значений DW_п).

В сравниваемых данных при движении электровоза на восьми и четырех двигателях из-за малого разрыва во времени опытов лишь частично учтено увеличение сопротивления меди обмоток от более высокого ее нагрева при большем токе нагрузки в движении на четырех двигателях. При продолжительном движении в эксплуатации эта составляющая существенна: сопротивление меди возрастает по зависимости R = R(1 + aq), где a = 0,004, т. е. на 0,4 % на 1 °C разницы в температуре q.

Приведенная выше экономия энергии 1,6 %, полученная за счет уменьшения потерь в двигателях при скорости, близкой к 100 км/ч, реально на эксплуатируемом участке железной дороги будет меньше, так как зависит от доли проведенных легковесных поездов и длительности езды электровозов с отключенными секциями. На эксплуатируемом участке уменьшение расхода энергии связано не столько с уменьшением суммы потерь в двигателях, сколько со снижением скорости движения при увеличении нагрузки двигателей. Отключение части двигателей, увеличивая нагрузку оставшихся в работе, смещает рабочую зону по скоростной характеристике электровоза в зону более низких скоростей (см. рис. 2). Появляются дополнительные более низкие характеристики. Это дает дополнительную возможность машинисту, если позволяют условия движения, экономить энергию, выбирая пониженную скорость.

Например, с учетом небольшого, на 1...2 км/ч, уменьшения скорости при переходе с одинаковой токовой нагрузкой электровоза от движения на восьми двигателях и полном поле возбуждения на четыре двигателя и третью ступень ослабления поля экономия энергии, как показано выше, составила 3,3 % (вместо 1,6 % при равенстве скоростей — см. рис. 2). При движении в обоих указанных режимах на полном поле (точки 8п и 4п на рис. 2) разница в скорости при весе поезда 1488 т составила около 20 км/ч, и уменьшение расхода энергии достигло 20 % (до 20 кВт·ч/измеритель).