Спрямление профиля

1. Спрямление профиля.
Параметры новых элементов рассчитываем по формулам:
iэл – исходный уклон элемента профиля, ‰. Принимается из Приложения 2 методических указаний;
Rкр – радиус кривой, м. Принимается из Приложения 2 методических указаний;
k = 700, если Rкр ≥ 300; или k = 430, если Rкр < 300
Sэл – исходная длина элемента профиля, м. Принимается из Приложения 2 методических указаний;
Sкр – длина кривой, м. Принимается из Приложения 2 методических указаний.

1. Спрямление профиля.
Результаты спрямления профиля оформляются в виде таблицы:
Определяются расчетные уклоны в режиме тяги и рекуперативного торможения:
iэлi ⋅Sэлi = max ⇒ ip = iэлi, ‰ (только iэлi > 0);
iэлi⋅Sэлi = min ⇒ ipр = iэлi, ‰ (только iэлi < 0).

2. Определение расчетной массы состава.
Рассчитываем номинальную скорость движения электровоза:
nн − номинальная частота вращения тягового электродвигателя, об/мин;
Dк − диаметр движущего колеса электровоза, м;
μ − передаточное число редуктора электровоза.
Все величины принимаются по Приложению 1 методических указаний.

2. Определение расчетной массы состава.
Рассчитываем сопротивление обмоток тягового электродвигателя: Rд = Rя + Rдп + Rко + Rгп, Ом.
Rя − сопротивление обмотки якоря, Ом;
Rдп − сопротивление обмотки дополнительных полюсов, Ом;
Rко − сопротивление компенсационной обмотки, Ом;
Rгп − сопротивление обмотки главных полюсов, Ом.
Все величины принимаются по Приложению 1 методических указаний.

2. Определение расчетной массы состава.
Рассчитываем номинальный магнитный поток тягового электродвигателя:
Uдн − номинальное напряжение тягового электродвигателя, В;
Iдн − номинальный ток тягового электродвигателя, А.
Все величины принимаются по Приложению 1 методических указаний.

2. Определение расчетной массы состава.
Рассчитываем магнитный поток тягового электродвигателя, соответствующий расчетному току:
Iв − ток возбуждения тягового электродвигателя, соответствующий расчетному току, А. Iв = Iя;
Iвн − номинальный ток возбуждения тягового электродвигателя, А. Iвн = Iдн.
Величина расчетного тока Iя принимается по заданию.

2. Определение расчетной массы состава.
Рассчитываем коэффициент, учитывающий механические и магнитные потери в тяговом электродвигателе и механические потери в тяговой передаче:
ηтп − КПД тяговой передачи;
ηтд − КПД тягового электродвигателя.
Все величины принимаются по Приложению 1 методических указаний.

2. Определение расчетной массы состава.
Вычисляем расчетную силу тяги электровоза:
Fкр = 0,367⋅g⋅СФк⋅Iя⋅kп⋅4⋅Nc, Н.
g − ускорение свободного падения. g = 9,81 м/с2;
Nc − число секций электровоза. Принимается по заданию.
Вычисляем расчетную скорость движения электровоза:
Uкс − напряжение контактной сети, В. Принимается по заданию.

2. Определение расчетной массы состава.
Вычисляем расчетный коэффициент сцепления колес электровоза с рельсами:
Вычисляем расчетную массу электровоза:
G2 − масса двухсекционного электровоза, т. Принимается по Приложению 1 методических указаний.
Вычисляем расчетную силу тяги электровоза по условиям сцепления колес с рельсами: Fсц = 1000⋅G⋅g⋅Ψк, Н.
Окончательно принимаем расчетную силу тяги электровоза по следующему условию:
если Fсц < Fкр ⇒ Fкр = Fсц, Н.

2. Определение расчетной массы состава.
Вычисляем сопротивление движению электровоза в расчетном режиме:
Вычисляем сопротивление движению каждого типа вагонов в расчетном режиме:
аi, bi, ci, di – коэффициенты, величина которых зависит от типа вагона. Принимается по Таблице1 методических указаний;
qoi – нагрузка на ось вагона i-го типа, т. Принимается по заданию.

2. Определение расчетной массы состава.
Вычисляем массу вагона каждого типа: Qi = qoi⋅Noi, т.
Noi – число осей вагона i-го типа . Принимается по заданию.
Вычисляем массовую долю каждого типа вагонов:
αi – процентная доля вагонов i-го типа. Принимается по заданию.
Делаем проверку правильности вычислений:

2. Определение расчетной массы состава.
Вычисляем сопротивление движению состава в расчетном режиме:
Полученный результат округляем до целого!
Вычисляем расчетную массу состава:

3. Проверка массы состава по условиям трогания с места.
Вычисляем сопротивление движению состава при трогании с места:
Полученный результат округляем до целого!
Делаем проверку: если Qтр < Qр ⇒ Q = Qтр,
иначе Q = Qр, т.
Вычисляем массу состава по условиям трогания с места на расчетном подъеме:

4. Проверка массы состава по длине приемо-отправочных путей.
Рассчитываем число вагонов каждого типа:
Делаем проверку: если Q − Qв > Qi min, то увеличиваем число вагонов каждого типа на 1 до тех пор, пока условие выполняется. Не допускается Q − Qв < 0!
Qi min − наименьшая масса вагона, т.
Полученные результаты округляются до меньшего целого.
Рассчитываем массу состава через число вагонов:

4. Проверка массы состава по длине приемо-отправочных путей.
Рассчитываем длину поезда:
Делаем проверку: если Lп + 10 > Lпп, то последовательно уменьшаем число вагонов каждого типа на 1 до тех пор, пока условие выполняется.
Lпп − длина приемо-отправочных путей, м. Принимается по заданию.
Если производилась корректировка числа
вагонов, то пересчитываем массу состава:
L2 − длина двухсекционного электровоза, м. Принимается по Приложению 1;
Li − длина вагона i-го типа, м. Принимается по таблице 2 методических указаний.

5. Проверка массы состава по условию равномерного движения на расчетном спуске в режиме рекуперативного торможения.
Рассчитываем магнитный поток тягового электродвигателя в режиме рекуперативного торможения при скорости 80 км/ч:
Rиш − сопротивление индуктивного шунта, Ом. Принимается по Приложению 1;
Rст − сопротивление стабилизирующего резистора, Ом. Принимается по Приложению 1.

5. Проверка массы состава по условию равномерного движения на расчетном спуске в режиме рекуперативного торможения.
Рассчитываем величину тока возбуждения тягового электродвигателя, необходимого для создания рассчитанного магнитного потока:
Делаем проверку:
Если условие не выполняется, то последовательно уменьшаем Iя на 10 А; рассчитываем магнитный поток и ток возбуждения; делаем проверку. Iя уменьшаем до тех пор, пока условие выполняется. В дальнейшем используем полученное значение Iя.

5. Проверка массы состава по условию равномерного движения на расчетном спуске в режиме рекуперативного торможения.
Рассчитываем величину тормозной силы электровоза:
Рассчитываем величину коэффициента сцепления колес электровоза с рельсами для скорости 80 км/ч:
Рассчитываем величину допустимой тормозной силы по условиям сцепления колес электровоза с рельсами:
Всц = 0,8⋅1000⋅G⋅g⋅Ψк.
Делаем проверку: если Вкр > Всц ⇒ Вкр = Всц.

5. Проверка массы состава по условию равномерного движения на расчетном спуске в режиме рекуперативного торможения.
Рассчитываем величину удельного сопротивления движению электровоза для скорости 80 км/ч:
Рассчитываем величину удельного сопротивления движению каждого типа вагонов для скорости 80 км/ч:
Вычисляем сопротивление движению состава :

5. Проверка массы состава по условию равномерного движения на расчетном спуске в режиме рекуперативного торможения.
Рассчитываем величину массы состава:
Делаем проверку: Q > Qрт ⇒ Q = Qрт.
Если условие выполнилось и масса состава скорректирована, то рассчитываем число вагонов и вычисляем массу состава через число вагонов, проверяя при этом, чтобы разность массы, рассчитанной через число вагонов и принятой по условиям рекуперативного торможения не была больше Qi min.

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Рассчитываем величину коэффициента инерции вращающихся частей поезда:
(1+γ)э − коэффициент инерции вращающихся частей электровоза. Принимается равным 1,225;
(1+γ)в − коэффициент инерции вращающихся частей вагонов. Принимается равным 1,035.

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Рассчитываем величину тока возбуждения тягового электродвигателя на высшей ступени ослабления возбуждения:
β4 − коэффициент ослабления возбуждения ТЭД на 4-й ступени. Принимается по Приложению 1.
Рассчитываем скорость выхода на автоматическую характеристику 4-й ступени ослабления возбуждения ТЭД:

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Делаем проверку: если Vа > 81, то производим расчет магнитного потока и скорости для β3. Расчеты делаем до тех пор, пока выполняется условие. В дальнейших расчетах используем последнюю величину CФк и степень ослабления возбуждения, которую обозначаем βmin.
Рассчитываем силу тяги электровоза при выходе на автоматическую характеристику минимальной ступени ослабления возбуждения ТЭД:
Fка = 0,367⋅g⋅СФк⋅Iя⋅kп⋅4⋅Nc, Н.
Делаем проверку: если 79 ≤ Vа ≤ 81, то принимаем Fка = Fк80. Следующие 2 слайда пропускаем.

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Подбираем ток якоря ТЭД, соответствующий скорости 80 км/ч:
Уменьшаем ток якоря от заданного значения на 10 А.
Рассчитываем магнитный поток
3. Рассчитываем скорость
4. Проверяем условие: 79 ≤ V ≤ 81. Если условие не выполняется – возвращаемся к п.1.

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Рассчитываем максимальный магнитный поток ТЭД в режиме рекуперативного торможения:
Рассчитываем силу тяги электровоза при скорости 80 км/ч:
Fк80 = 0,367⋅g⋅СФк80⋅Iя80⋅kп⋅4⋅Nc, Н.
СФк80 – магнитный поток ТЭД при скорости 80 км/ч. Используется последнее подобранное значение;
Iя80 – ток якоря ТЭД при скорости 80 км/ч. Используется последнее подобранное значение.
Iв max – максимальный ток возбуждения ТЭД в режиме рекуперативного торможения. Принимается по Приложению 1.

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
m – число последовательно включенных якорей ТЭД при окончании рекуперативного торможения. При Nc = 2 m = 8; при Nc = 3 m = 4.
Рассчитываем скорость окончания рекуперативного торможения:
Рассчитываем тормозную силу электровоза в момент окончания рекуперативного торможения:

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Рассчитываем коэффициент сцепления колес электровоза с рельсами при скорости Vр min:
Рассчитываем величину допустимой тормозной силы по условиям сцепления колес электровоза с рельсами:
Всц = 0,8⋅1000⋅G⋅g⋅Ψк.
Делаем проверку: если Вктm > Всц ⇒ Вктm = Всц.

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Заполняем следующую таблицу (табл.3 МУ):

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Рассчитываем основное удельное сопротивление движению поезда для всех скоростей Vср, рассчитанных для таблицы 3 по следующим формулам:

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Рассчитываем эквивалентный уклон перегона:
При расчете используем спрямленный профиль, полученный в п.1.

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Рассчитываем средние ускорения поезда для всех режимов разгона таблицы 3:
Рассчитываем средние замедления поезда для всех режимов торможения таблицы 3:

6. Подготовка данных для расчета расхода электроэнергии.
Заполняем следующую таблицу (табл. 4 МУ):

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Предполагаем, что при движении поезда по перегону скорость движения зависит от времени следующим образом:

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем расход электроэнергии на приобретение поездом кинетической энергии при разгоне до скорости Vп, которая принимает значения 40, 50, 60, 70, 80 км/ч:
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.
Заготавливаем таблицу (табл.6 МУ).

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем время пуска для всех значений Vп:
Скорость V выбираем из условия: если Vп < Vp, то V = Vп, иначе V = Vр;
ап − среднее ускорение в режиме пуска, м/с2. Принимается из табл.4.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.
Рассчитываем путь пуска для всех значений Vп :
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению для всех значений Vп:

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем расход электроэнергии на пусковые потери для всех значений Vп:
Скорость V выбираем из условия: если Vп < Vp, то V = Vп, иначе V = Vр;
wоп − усредненное основное удельное сопротивление движению в режиме пуска, Н/кН. Принимается из табл.4;
kпп − коэффициент пусковых потерь. Принимается по условию: если Nc = 3, то kпп = 0,5; если Nc = 2, то kпп = 3/8.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем время разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения ТЭД для всех значений Vп:
Приращение скорости ΔV выбираем из условий:
если Vп < Vp, то ΔV = 0;
если Vp < Vп < Vа, то ΔV = Vп − Vр;
если Vп ≥ Vа, то ΔV = Vа − Vр;
аов − среднее ускорение в режиме разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения ТЭД , м/с2. Принимается из табл.4.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем путь разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения ТЭД для всех значений Vп:
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению на пути разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения ТЭД для всех значений Vп:
wоров − усредненное основное удельное сопротивление движению на пути разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения ТЭД , Н/кН. Принимается из табл.4.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем время разгона на автоматической характеристике ТЭД для всех значений Vп:
Приращение скорости ΔV выбираем из условий:
если Vп < Vа, то ΔV = 0; иначе ΔV = Vп − Vа;
аа − среднее ускорение в режиме разгона на автоматической характеристике ТЭД , м/с2. Принимается из табл.4.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем путь разгона на автоматической характеристике ТЭД для всех значений Vп:
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению на пути разгона на автоматической характеристике ТЭД для всех значений Vп:
wора − усредненное основное удельное сопротивление движению на пути разгона на автоматической характеристике ТЭД , Н/кН. Принимается из табл.4.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем суммарный расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению на пути разгона для всех значений Vп:
Аwр = Аwрп + Аwров + Аwра, кВт⋅ч.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем время режима дотормаживания для всех значений Vп:
Приращение скорости ΔV выбираем из условий:
если Vп < Vр min, то ΔV = Vп; иначе ΔV = Vр min;
адт − среднее замедление в режиме дотормаживания, м/с2. Принимается из табл.4.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем путь режима дотормаживания для всех значений Vп:
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем время режима рекуперативного торможения для всех значений Vп:
Приращение скорости ΔV выбираем из условий:
если Vп ≤ Vр min, то ΔV = 0; иначе ΔV = Vп − Vр min;
арт − среднее замедление в режиме рекуперативного торможения , м/с2. Принимается из табл.4.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем путь режима рекуперативного торможения для всех значений Vп:
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем возврат электроэнергии в режиме рекуперативного торможения для значений Vп > Vp min:
wорт − усредненное основное удельное сопротивление движению на пути рекуперативного торможения, Н/кН. Принимается из табл.4.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем путь движения со скоростью Vп для всех значений Vп:
Sу = ΣSэл – Sрп – Sров – Sра – Sрт – Sдт, м.
ΣSэл – длина перегона, м. Принимается из таблицы 1.
Рассчитываем время движения со скоростью Vп для всех значений Vп:
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.
Рассчитываем основное удельное сопротивление движению поезда для всех значений Vп аналогично расчету массы состава.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем расход электроэнергии на преодоление основного сопротивления движению на участке движения со скоростью Vп для всех значений Vп:
wоу − основное удельное сопротивление движению на участке движения со скоростью Vп, Н/кН.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем общее время хода поезда по перегону для всех значений Vп:
Тх = tп + tов + tа + tу + tрт + tдт, мин.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.
Рассчитываем расход электроэнергии на собственные нужды:
Iсн − расчетный ток, потребляемый на собственные нужды двухсекционного электровоза, А. Принимается по приложению 1.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем расход электроэнергии на движение поезда по перегону без учета рекуперации для всех значений Vп:
Ат = Ак + Аwр + Аwп + Апп + Асн, кВт⋅ч.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.
Рассчитываем расход электроэнергии на движение поезда по перегону с учетом рекуперации для всех значений Vп:
А = Ат − Ар, кВт⋅ч.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.

7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.
Рассчитываем удельный расход электроэнергии на движение поезда по перегону без учета рекуперации для всех значений Vп:
Рассчитываем удельный расход электроэнергии на движение поезда по перегону с учетом рекуперации для всех значений Vп:
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.
Результаты заносим в соответствующую строку заготовленной таблицы.