Графический способ построения кривых движения

Вариант №20

Характеристика ЭПС:

1. Тип ЭПС: TROLZA – 6206*(6x2) (сочленённый троллейбус)

2. Вместимость пассажиров: 166

3. Масса троллейбуса: 16500 кг.

4. Полная масса: 27800 кг.

5. Диаметр движущихся колёс: 1070 мм.

6. Передаточное отношение редуктора: 11,33

7. Напряжение сети: 550В

8. Конструкционная скорость: 60км/ч

Данные двигателя:

9. Тип ТЭД: ДК-211Б

10. Напряжение: 550 В.

11. Количество ТЭД: 1

12. Мощность часового режима: 150 кВт.

13. Номинальная частота вращения: 1860 об/мин

14. Максимальная частота вращения: 3900 об/мин

15. Ток часового режима: 300 А.

16. Ток длительный: 255 А.

17. Число коллекторных пластин: 210

18. Число витков обмотки последовательного возбуждения: 30

19. Сопротивление обмотки якоря при 100°С: 0,044 Ом

20. Сопротивление обмотки последовательного возбуждения

при 100°С: 0,054 Ом.

21. Сопротивление обмотки дополнительных полюсов

при 100°С: 0,018 Ом.

 

Рисунок 1. Профиль трассы.

I. Расчет и построение кривых движения

 

Графический способ построения кривых движения

 

Кривые движения поезда V(l), V(t) и t(l) строятся для обоих направлений движения.

В прямом направлении графическим методом по реальному профилю строятся зависимости V(l) и t(l), в прямом направлении расчетно-графическим способом по эквивалентному уклону строятся зависимости V(t) и V(l). Начинать расчеты рекомендуется с построения кривых движения графическим методом.

Наибольшее распространение получил графический способ построения кривой движения V(l), рекомендованный МПС (Липеца–Лебедева), с последующим определением зависимости t(l). В этом случае построение кривых движения наиболее тесно увязывается с профилем пути и позволяет легко учитывать условия движения поезда на линии. Кривая движения V(l) строится в следующем порядке:

1) Выбираются масштабы скорости m_V, пути m_l и действующей силы m_f, удовлетворяющих равенству:

2) В выбранных масштабах вычерчиваются кривые действующих сил режимов: тяги f_д(V), выбега ω`₀(V) и торможения (b+ω₀)(V) для прямого и горизонтального пути, причем ось скорости V удобно расположить вертикально (рисунок.2).

 

Характеристика сил f_д(V), действующих на поезд в режиме тяги, строится путем вычитания при одной и той же скорости ординат кривой ω₀(V) из ординат кривой f (V), где ω₀(V) – характеристика удельной силы основного сопротивления движению при езде под током, рассчитанная в первой части курсовой работы таблица 1, а f(V) – удельная тяговая характеристика поезда, рассчитываемая по уравнению:

С использованием тяговой характеристики F(V), найденной выше. Характеристика сил ω`₀(V), действующих на поезд в режиме выбега, представляет собой характеристику основного сопротивления движению при езде без тока.

Характеристика сил (b+ω₀)(V), действующих на поезд в режиме электрического торможения, строится путем сложения при одной и той же скорости ординат кривой b(V) и кривых ω₀(V).

Удельная тормозная характеристика b(V) определяется по тормозным характеристикам В(V) электрического реостатного торможения на основании выражения: (для троллейбуса Z=1).

Результаты расчета удельных сил по выражениям сведем в таблицу 1.

Таблица 1

V	F	f	ω0	fд
км/ч	кГс	кГс/т	Н/кН	Н/кН
0	2888	103,89	12	91,89
10	2888	103,89	12,4	91,49
20	2888	103,89	13,6	90,29
22	2620	94,25	13,94	80,31
25	2280	82,01	14,5	35,51
26,5	2120	76,26	14,81	61,45
30	1920	69,07	15,6	53,47
35	1640	58,99	16,9	42,09
37,3	1540	55,4	17,57	37,83
40	1280	46,04	18,4	27,64
45	940	33,81	20,1	13,71

V	B	b	ω0	bд
км/ч	кГс	кГс/т	Н/кН	Н/кН
0	2600	93,53	12,	105,53
10	2600	93,53	12,4	105,93
20	2600	93,53	13,6	107,13
30	2600	93,53	15,6	109,13
40	2600	93,53	18,4	111,93
49	2600	93,53	21,6	115,13
55	1850	66,55	24,1	90,65
60	1400	50,36	26,4	76,76

3) Кривая V(l) строится в следующем порядке. В выбранных масштабах m_V, m_l, m_f удовлетворяющих соотношению, вычерчивается диаграмма удельных действующих сил f_д(V) (рисунок 3). Справа от нее для построения кривой V(l) наносится координатный угол с осями V и l, причем ось V удобно располагать параллельно оси f_д, диаграммы действующих сил, а ось l соответственно параллельно оси V (рисунок 4). Построение кривой движения начинают с момента трогания поезда. На диаграмме действующих сил отмечаются интервалы скорости . (точки резкого перелома кривых действующих сил должны попадать на границы, а не во внутрь выбранных интервалов ).

Чтобы получить ускоряющие силы для первого элемента профиля пути l₁, имеющего уклон i₁, начало координат переносится на отрезок в сторону положительных значений f_д (т.к. подъём уменьшает f_д ).

Точку О₁ на оси действующих сил теперь нужно рассматривать, как начало координат для кривой остаточной силы тяги на первом элементе профиля.

На кривой действующих сил режима тяги f_д (V) отмечаются точки 1, 2, 3…п, соответствующие средним значениям скоростей для каждого из интервалов . Средним значениям скоростей в принятых интервалах соответствуют средние значения действующих сил (рисунок3).

С учетом первого уклона i₁, который является подъёмом, ось скоростей V перемещается вверх на величину и из точки О₁ нового отсчета действующих сил проводятся лучи О₁1, О₁2, О₁3… О₁п, которые позволяют определить углы . На основании полученных углов и приращений скоростей можно определить соответствующие этим приращениям отрезки пути . С этой целью из точки О₁ начала построения кривой V(l) в пределах каждого заданного интервала скоростей проводятся лучи под соответствующими углами . Проекции этих лучей на ось l определяют в выбранном масштабе приращения отрезков пройденного пути за каждый рассматриваемый интервал скорости.

При таком построении каждый предыдущий отрезок пути автоматически суммируется с последующим и таким образом получается результирующий путь, пройденный поездом.

Основной критерий при построении кривой движения V(l) состоит в стремлении двигаться по заданному перегону с максимально возможной скоростью. При достижении максимально допустимой скорости или при подходе к крутому спуску необходимо переходить на выбег. При движении поезда по крутому спуску, где его скорость, несмотря на переход выбегом, продолжает увеличиваться, необходимо при достижении допустимой скорости осуществлять подтормаживание, для чего используется электрический тормоз.

Кривая V(l) в режиме торможения строится из конца перегона пути точки D в обратной последовательности, начиная со скорости V = 0. Характеристика замедляющих сил b_д(V) разбивается, как и характеристика действующих сил режима тяги, на интервалы скорости, в которых определяются средние значения скоростей и замедляющих сил. В соответствии с профилем участка торможения осуществляется перенос оси скоростей на величину уклона (рисунок 5). Принцип построения кривой движения в тормозном режиме не отличается от уже описанного выше режима тяги.

Режим выбега строится на основании характеристики удельного основного сопротивления движению ω`₀(V). При построении данной кривой движения необходимо руководствоваться условием, что длина пройденного пути выбега должна составлять 20…25 % от общей длины участка пути L.

Построение кривой t(l) выполняется с использованием полученной кривой V(l). Для этого к принятым ранее масштабам m_V и m_l подбирают удобный масштаб времени m_t и определяют величину вспомогательного отрезка Б по выражению:

Порядок построения кривой t(l) следующий. На рис. 3 с построенной кривой V(l) по оси ординат наносят масштаб времени, а рядом откладывают вспомогательный отрезок Б=O_th параллельно оси V. Перпендикулярно оси O_th проводится прямая. На этой прямой от точки h откладываются отрезки hI, hII, hIII... , равные средним значениям скоростей на соответствующих приращениях пути и полученные точки I, II, III…N соединяются лучами с началом отрезка Б точкой O_t. Из точки O, принятой за начало отсчета времени, в пределах проводится прямая, параллельная лучу . Далее из полученной точки проводится прямая параллельно лучу до точки пересечения с вертикальной прямой, проходящей через конец второго приращения пути и т.д. Проекции отрезков на ось ординат будут равны приращениям времени , , … . Ордината точки пересечения кривой t(l) с перпендикуляром, восстановленным из конца перегона, в масштабе времени определяет полное время движения поезда на перегоне .

Согласно этому методу = 46 с. (см. рисунок 4).