Разработка и расчет систем электрической передачи мощности тепловозов в зависимости от их рода службы

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Институт транспортной техники и организации производства

КАФЕДРА

«Локомотивы и локомотивное хозяйство »

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Электрические передачи тепловозов»

Выполнил: студент группы ТЛТ-421

Костяной Д. Ю.

Консультант: профессор

Киселев В. И.

2004

                                                   СОДЕРЖАНИЕ                                             стр.

          ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………..3

Исходные данные ..................................................................................................4

1. Определение параметров расчетного

      режима работы тепловоза …………………………………………………………...5

2. Выбор типа передачи …………………………………………………………………....6

      3. Выбор схемы соединения тяговых

      электрических машин …………………………………………………………………..7

4. Определение режимов работы

           тяговых электрических машин ……………………………………………………….9

      5. Выбор генератора переменного тока ...................................................................11

      6. Расчет и построение регулировочной

     характеристики тягового  генератора ……………………………………………….12

7. Выбор тягового электродвигателя и расчет

          параметров его характерных  режимов при

          работе в передаче мощности ………………………………………………………….13

      8. Расчет параметров тягового редуктора ………………………………………….....14

      9.  Расчет предельных параметров использования

           ТЭД при их работе  в передаче мощности …………………………………………16

     10. Расчет электромеханических характеристик

           тяговых электродвигателей …………………………………………………………...19

     11. Построение тяговой характеристики тепловоза …………………………………24

     12. Определение скоростей переключения ступеней ослабления

          тока возбуждения тяговых электродвигателей …………………………………...26

     13. Расчет коэффициента полезного действия тепловоза при

          полном использовании мощности дизеля …………………………………………27    

          ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………………………37

          Список использованных источников ...................................................................38

           ПРИЛОЖЕНИЕ ……………………………………………………………………………..39

ВВЕДЕНИЕ

    Основными параметрами тепловоза являются расчетная сила тяги, развиваемая им при движении на расчетном подъеме с расчетной скоростью и конструкционная скорость, значение которой обусловлено, в первую очередь, родом службы локомотива.  Допустимое значение расчетной скорости является определяющим при выборе веса поезда на каждом участке железных дорог.

    Условия работы локомотива характерны тем, что его скорость должна изменяться в широком диапазоне. Поэтому в эксплуатации необходимо управлять силой тяги тепловоза в зависимости от изменения сил сопротивления движению; в частности при трогании с  места и при разгоне поезда необходимо обеспечить максимально возможную силу тяги, при ограничениях (по сцеплению и току ТЭД). В тоже время, дизель не обладает перегрузочной способностью и его характеристика не пригодна для тяги поездов. Поэтому основным назначением передачи мощности от дизеля к колесным парам тепловоза является согласование характеристик первичного двигателя и тепловоза как тяговой системы, т.е. обеспечение широкого диапазона изменения скорости движения тепловоза при постоянных значениях момента и частоты вращения коленчатого вала дизеля.

    Целью курсового проектирования является освоение методов разработки и расчета систем электрической передачи мощности тепловозов в зависимости от их рода службы, выбора тяговых электрических машин с использованием справочных материалов, а также расчет тяговой характеристики тепловоза с учетом характеристик и параметров электрических машин, используемых в проектируемой передаче мощности.

Исходные данные

  Род службы тепловоза – пассажирский;

  Номинальная мощность дизеля, Вт  -

  Номинальная частота вращения вала

  дизель – генератора об/мин -

  Конструкционная скорость тепловоза – 160 км/ч;

 Число движущих осей  - 6;

  Тип передачи – передача переменно – постоянного тока.

2. Выбор типа передачи

    На тепловозах  применяются передачи мощности:

- постоянного тока, которая состоит из генератора и тяговых двигателей постоянного тока;

- переменно – постоянного тока, содержащая тяговый синхронный генератор, выпрямительную установку и тяговые двигатели постоянного тока (Рис. 1);

- переменного тока, в которой используется тяговый синхронный генератор, выпрямительная установка и асинхронные тяговые двигатели с инверторами (получила распространение лишь в последнее время с развитием высоковольтной полупроводниковой техники).

   Исходя из задания на курсовую работу, рассчитывается передача переменно – постоянного тока.

Принципиальная блок – схема электрической передачи переменно – постоянного тока

Д – дизель;                                                        ТЭД – тяговый электродвигатель;

РЧВ – объединенный регулятор дизеля;        ОВ – обмотка возбуждения ТЭД;

ИД – индуктивный датчик;                                RШ1, RШ2 – сопротивления ТЭД;

СВ – синхронный подвозбудитель;                  НГ – обмотка независимого возбуждения;

Г – тяговый генератор;                                      УВВ – управляемый возбудитель;

ВУ – выпрямительная установка;                     max – блок выделения  max сигнала;

КМ – контроллер машиниста;                            RT – тормозной резистор;