Методические указания к лабораторным работам по дисциплине "Теория электрической тяги", страница 2

s_п – путь пуска, м. Принимается согласно результатам моделирования;

k_п – коэффициент пусковых потерь. Для электропоездов серии ЭТ2 k_п = 1.

Величину электроэнергии, возвращенной электропоездом в контактную сеть при рекуперации, можно найти как разность кинетической энергии в начале торможения и кинетической энергии при переходе на реостатное торможение за вычетом затрат на преодоление сопротивления движению:

,

(8)

где V_нт – скорость начала торможения, км/ч. Принимается согласно результатам моделирования;

V_рт – скорость начала реостатного торможения, км/ч. Принимается согласно результатам моделирования;

w_oт – основное удельное сопротивление движению на участке рекуперативного торможения, Н/кН. Рассчитывается с использованием формулы (6) при подстановке в нее скорости V = V_нт + V_рт;

s_т – путь рекуперативного торможения, м.

sт = sрт – sнт,

(9)

где s_рт – координата, соответствующая началу реостатного торможения, м;

s_нт – координата, соответствующая началу торможения, м.

Величины s_рт и s_нт принимаются согласно результатам моделирования.

В том случае, если V_нт £ V_рт, рекуперация невозможна и А_р = 0.

1.2. Влияние технической скорости.

Под технической скоростью понимается средняя скорость движения поезда по перегону без учета времени стоянок на станциях:

,

(10)

где S_пер – длина перегона, км;

Т_х – время хода по перегону, мин.

Увеличение технической скорости на перегоне фиксированной длины требует увеличения времени движения в режиме тяги, а, следовательно – увеличения скорости отключения тяги. При увеличении скорости отключения тяги для остановки на следующей станции требуется начать торможение с более высокой скорости. Таким образом, увеличение технической скорости однозначно вызовет увеличение как расхода электроэнергии на тягу, так и возврата электроэнергии при рекуперации.

1.3. Влияние длины перегона.

Обозначить влияние длины перегона при неизменном уклоне на расход и возврат электроэнергии так же однозначно, как технической скорости невозможно. При увеличении длины перегона, при фиксированной скорости окончания разгона, увеличивается время движения на выбеге и, как следствие этого – уменьшается скорость начала торможения. Для поддержания неизменной технической скорости с увеличением длины перегона необходимо увеличивать скорость отключения тяги. Таким образом, при увеличении длины перегона следует ожидать увеличения расхода электроэнергии на тягу и уменьшения возврата при рекуперации. Однако в том случае, когда перегон имеет монотонный спуск, величина которого превышает сопротивление движению электропоезда – т.е. скорость движения в режиме выбега будет увеличиваться, рост длины перегона приведет к уменьшению расхода электроэнергии на тягу и увеличение возврата при рекуперации.

Следует отметить, что существует критическая длина перегона, который возможно пройти за одно подключение тяговых двигателей при выполнении заданной технической скорости. Величина критической длины зависит от профиля перегона, пускового и тормозного ускорения электропоезда, заданной технической скорости. В случае прохождения перегона за несколько подключений ТЭД описанные выше зависимости расхода и возврата электроэнергии от длины перегона не выполняются.

Эффективность расхода электроэнергии на железнодорожном транспорте принято характеризовать удельным расходом электроэнергии, т.е. величиной электроэнергии, затраченной на единицу выполненной работы. В грузовом движении выполненную работу измеряют в тонно-километрах брутто, в пассажирском – в пассажиро-километрах. В настоящее время на российских железных дорогах работу, выполненную в пригородном движении, измеряют в тонно-километрах брутто, так как точно учесть количество перевозимых пассажиров затруднительно.

Удельный расход электроэнергии определяется выражением:

,

(11)

где m_э – масса электропоезда, т.

На перегонах большей длины следует ожидать снижения удельного расхода электроэнергии при прочих равных условиях.

1.4. Влияние величины эквивалентного уклона перегона.

Под эквивалентным уклоном понимается усредненный уклон перегона:

,

(12)

где i_эл i – величина уклона элемента профиля;

s_эл i – длина элемента профиля.

Как известно из теории, уклон относится к дополнительному сопротивлению движению. То есть подъем или спуск, соответственно, увеличивает или уменьшает сопротивление движению. Таким образом, на перегонах с большим эквивалентным уклоном, расход электроэнергии на тягу увеличивается, а возврат электроэнергии при рекуперации снижается. Следует отметить, что для перегонов, имеющих ярко выраженные переломы профиля (спуск-подъем или подъем-спуск), указанная закономерность может не выполняться.

1.5. Влияние уровня напряжения в контактной сети и величины пускового тока.

Электропоезда серии ЭТ2 и их аналоги оборудованы системой ступенчатого реостатного пуска без перегруппировки тяговых двигателей. В процессе пуска электропоезда происходят потери в пусковых реостатах, пропорциональные квадрату пускового тока и времени разгона на реостатных позициях. Время разгона на реостатных позициях определяется скоростью выхода тяговых двигателей на автоматическую характеристику:

,

(13)

где I_п – пусковой ток;

m – число последовательно включенных двигателей;

R_д – активное сопротивление обмоток тягового двигателя;

СФ_п – магнитный поток, соответствующий пусковому току.