7. Расчет времени хода поезда по участку

Для определения времени хода поезда используют много спосо­бов, из которых наиболее часто применяются: графический спо­соб Лебедева Г.В., численный с помощью ПЭВМ и аналитический. Имеются также более грубые (приближенные) методы: способ равновесных скоростей, Унрейна, Дегтярева-Мюллера и др. Выбор метода расчета времени, хода поезда по участку ре­шается студентом самостоятельно и обосновывается. Способ Лебедева Г.В, определения времени хода поезда по участку является графическим методом и осно­ван на следующем геометрическом свойстве кривой t=f(S): угол, образованный касательной к кривой t=f(S) с осью време­ни, пропорционален средней скорости движения поезда на данном интервале пути ΔS (при соответствующем выборе масштабов). Масштабы величин, рекомендуемые для построения кривой времени, приведены в таблице 7. Техника графического построения кривой изменения време­ни хода поезда по участку t=f(S ) способом Лебедева Г.В. подробно изложена в работах [1,4]. Следует обратить внимание на некоторые особенности гра­фических построений кривой t=f(S) способом Лебедева Г.В.: 1. Графические построения t=f(S) производят на том же план­шете, что и кривые скорости =f(S), для всех вариантов срав­нения. Желательно соответствие принятого обозначения линий кривых =f(S) и t=f(S) для каждого варианта сравнения. 2. Определив время хода поезда t по участку методом Лебе­дева Г.В., следует рассчитать среднюю техническую _T и участковую _уч скорости движения для каждого варианта срав­нения, км/ч:

; (32)

, (33)

где ∑S - общая длина участка профиля, км;

t - общее время хода поезда, мин ;

β_y - коэффициент участковой скорости; можно принять β_y = 0,8-0,9.

8. Проверка веса поезда по условиям нагревания тяговых электрических машин локомотивов

Данная проверка проводится только для локомотивов с элек­трическим приводом колесных пар и сводится к определению пре­вышения температуры τ обмоток якоря тягового генератора (тепловозы ТЭЗ и ТЭ7) или тягового электродвигателя (остальные серии и типы локомотивов) и сравнению величины τ с допускаемой температурой τ_доп для данного класса машин, приведенной в литературе [1,3] . При невыполнении условия τ ≤ τ_доп вес поезда уменьшается.

В курсовой работе превышение температуры τ обмоток якоря тяговой электромашины можно определять одним из трех способов: аналитическим, графическим, графоаналитическим.

При аналитическом способе величину τ в зависимости от режима работы локомотива определяют по формулам:

- режим тяги (нагревание обмоток), ºС:

; (36)

- холостой ход или тормозной режим, ºС:

; (37)

где τ_∞ - установившееся превышение температуры обмотки для тока I_ср, ºС; определяют по характеристикам τ_∞=f(I) [3];

Т - тепловая постоянная времени, мин; определяют по характеристикам T = f (I) [3];

τ₀ - начальное превышение температуры обмоток, °С ; в начале расчета принимают равным τ₀= 15°С;

Δt - интервал времени хода поезда, мин; выбирается по кривой

t=f(S) с учетом условия Δt /T ≤ 0,1.

Так как паспортные тепловые характеристики τ_∞ и Т определяются в зависимости от силы тока тягового генератора (ТЭЗ и ТЭ7) или тяговых электродвигателей, в начале данной провер­ки необходимо построить кривые тока: - для тепловозов I_г = f(S); - для электровозов постоянного тока I_э = f(S); - для электровозов переменного тока I_д= f(S).

Кривые тока I = f(S) строятся на общем планшете в произволь­ном масштабе, например, 500 А - 10 мм. Построение кривой I = f(S) ведется по ранее построенной кривой скорости = f(S) и токовой характеристике: - для тепловозов I_г = f( ); - для электровозов постоянного тока I_э = f( ); - для электровозов переменного тока I_д= f( ).

Токовые характеристики I = f( ) для различных серий локомотивов приводятся в приложениях к ПТР [2,3]. При вы­полнении работы токовая характеристика вычерчивается в мас­штабе в левой части планшета рядом с кривой f_к - w₀= f( ). При этом оси кривых I = f( ) и f_к - w₀= f( ) совпадают, а мас­штаб токовой кривой выбирается так, чтобы не было наложения этих кривых одну на другую. Более подробно порядок построения кривой тока описан в [1,4]. Для расчета превышения температуры обмоток тяговых электрических машин по кривой I = f(S) определяют сред­ние значения тока электромашины в пределах Δt по формулам: - для тепловозов I_{г ср}=( I_{г н}+ I_{г к})/2; I_{д ср}= I_{г ср}/m; - для ЭПС постоянного тока I_{э ср}=( I_{э н}+ I_{э к})/2; I_{д ср}= I_{э ср}/m; - для ЭПС переменного тока I_{д ср}=( I_{д н}+ I_{д к})/2, где m - число параллельных цепей соединения тяговых электродвигателей локомотива.

Расчет превышения температуры целесообразно представить в табличной форме, аналогичной табл. 9.

Таблица 9.

Расчет превышения температуры обмоток тяговых электрических машин

Номер элемента	Iг н, А	Iг к, А	Iг ср, А	Iд ср, А	Δt, мин	τ∞, ºС	Т, мин
1	2	3	4	5	6	7	8

Продолжение таблицы 9.

Δt /T ≤ 0,1	1- Δt /T	τ0, ºС	τ∞ Δt /T, ºС	τ0(1- Δt /T), ºС	τ, ºС
9	10	11	12	13	14

При графическом способе (метод А.И. Матвеенко) превышения температуры τ обмоток тяговой электромашины определяют путем графического построения кривой τ =f(S) по рассчитан­ным заранее диаграммам тепловых коэффициентов T/60=f(τ_∞ ) с использованием кривой скорости =f(S). Подробно порядок построения кривой τ =f(S) рассмотрен в работах [1,4]