Содержание/>Введение1. Краткое описаниеэлектрооборудования вагона2. Система электроснабженияпассажирских вагонов3. Определение мощностипотребителей электроэнергии пассажирского вагона3.1 Определение мощностиэлектродвигателей приводов вентиляторов, водяного насоса и компрессора3.2 Определение мощностиэлектродвигателя привода компрессора установки охлаждения воздуха3.3 Выбор двигателей покаталогу3.5 Определение мощностиосветительной нагрузки3.6 Перечень потребителейэлектроэнергии пассажирского вагона и их характеристики4. Определение расчетныхнагрузок5. Определение пиковыхнагрузок6. Определение мощностиисточника электроэнергии пассажирского вагона7. Выбор защитной аппаратуры8. Выбор проводов сетиэлектроснабжения пассажирского вагона9. Выбор коммутационнойаппаратуры10. Расчет мощностиэлектродвигателя привода грузоподъемного механизмаЗаключениеСписок использованных источников
Введение
Электрооборудование применяемое всовременных пассажирских вагонах используется для освещения салонов, купе,коридоров, туалетов; вентиляции помещений вагона; отопления вагона и подогреваподаваемого в него воздуха зимой; охлаждение подаваемого воздуха летом;охлаждение продуктов питания и питьевой воды; радиовещания и работы устройствсвязи; создания комфортных условий для перевозки пассажиров и облегченияобслуживания поездной бригадой. Кроме того, для обеспечения работы устройствсигнализации и контроля безопасности.
По назначению вагонноеэлектрооборудование делится на источники электрической энергии, преобразователии потребители. Электрооборудование пассажирского вагона сложно и работает втяжелых условиях. В процессе эксплуатации на него действует значительныединамические усилия, оно подвержено атмосферным воздействиям. Поэтому к немупредъявляют высокие требования, которые гарантируют его надежность.
1. Краткоеописание электрооборудования вагона
Пассажирские вагоны с автономнойсистемой электроснабжения характеризуются тем, что имеют собственные источникиэлектрической энергии, обеспечивающие питание низковольтных потребителейэлектроэнергии при движении и на стоянках.
Преимуществом этой системы является еенезависимость от внешнего источника питания, что позволяет эксплуатироватьвагоны в любом поезде, в любом направлении, и не зависимо от типа поездноголокомотива.
В этой системе для низковольтныхпотребителей применяется исключительно постоянный ток. Это объясняется тем, чтона вагоне установлена аккумуляторная батарея, которая служит резервным иаварийным источником питания. Кроме того, в системах с приводом от оси колеснойпары генератор работает с переменной частотой вращения, пропорциональнойскорости движения поезда. Генератор переменного тока вырабатывал бы при этихусловиях электрический ток переменной частоты, что недопустимо для целого рядапотребителей. При использовании генератора постоянного тока стабилизировать егонапряжение при изменении частоты вращения проще, чем частоту тока. Постоянныйток для питания системы электроснабжения может быть получен не только отгенератора постоянного, но и от генератора переменного тока. Однако в этомслучае потребители и аккумуляторную батарею подключают к источнику черезвыпрямитель.
На вагоне применяется генератор сприводом от оси колесной пары вырабатывающий напряжение 110 В.
Как резервный и аварийный источникэнергии используется аккумуляторная батарея, которая питает основныепотребители поезда при неработающем генераторе (при его неисправности, настоянке), а также при малой скорости движения поезда, когда генератор неразвивает необходимую мощность. Кроме того, аккумуляторная батарея воспринимаетпики нагрузки, возникающие при одновременном включении нескольких потребителейбольшой мощности, пуске электрических двигателей, кратковременных перегрузках идр.
Емкость аккумуляторной батареи выбираюттакой, чтобы можно было обеспечить энергией потребители при малой скоростидвижения, на промежуточных станциях и при аварийном режиме с уменьшеннойнагрузкой. Во время отстоя вагон подключается к стационарному источникуэнергии, с помощью которого производится питание основных потребителей иподзарядка аккумуляторной батареи.
2. Система электроснабжения пассажирских вагонов
При автономной системеэлектроснабжения источники электроэнергии расположены только непосредственно навагоне. На пассажирских вагонах в качестве источников электроэнергиииспользуются генераторы с приводом от оси колесной пары и аккумуляторныебатареи. На вагонах без системы кондиционирования воздуха в электрической сетивагона номинальное напряжение 50 В, на вагонах с кондиционированием воздуха сцелью снижения потерь мощности в сети при больших токах нагрузки номинальноенапряжение повышено до 110 В. Принципиальная схема силовых цепей автономной системыэлектроснабжения с индукторным генератором переменного тока и с системойкондиционирования воздуха показана на рисунке 1.
Мощность генератора у вагонов ссистемой кондиционирования воздуха составляет 30-35 кВт, при номинальномнапряжении в сети вагона – 110 В. Основным преимуществом системыэлектроснабжения с приводом генератора от оси колесной пары является то, чтопитание электрических потребителей в каждом вагоне не зависит от внешнихисточников электрической энергии. Вследствие этого обеспечивается высокаяэксплуатационная маневренность пассажирских вагонов (возможность передачивагонов из одного поезда в другой и их отцепки от локомотива и от поезда безнарушения нормального электроснабжения других вагонов, легкостьпереформирования поездов и т.д.). Автономная система электроснабженияобеспечивает также резервирование электроснабжения. В случае выхода из строясобственного генератора электрическую сеть вагона можно подключить к сетисоседнего вагона.
При скорости поезда выше 35-40 км/ч все потребители получают питание от подвагонного генератора G, а аккумуляторная батарея GВ находитсяв режиме зарядки от зарядного устройства А3. На современных вагонахустанавливаются генераторы переменного тока, которые проще по конструкции иболее надежны в эксплуатации по сравнению с генераторами постоянного тока. Всвязи с этим электропотребители подключены через выпрямительный мост V1. При изменении скорости движении итока нагрузки напряжение генератора остается неизменным за счет регулированиятока в обмотке возбуждения Wо.в. регулятором напряжения генератора А1.
Во время стоянки и при низкойскорости движения потребители получают питание от аккумуляторной батареи СВ. Когдавагон находится на длительной стоянке – в отстое, потребители получают питаниеот внешнего источника питания через блок внешнего источника электроэнергии А4, преобразующийпеременное трехфазное напряжение внешней сети 380/220 В в переменное трехфазноенапряжение 142 В, которое выпрямляется так же, как и переменное напряжение генераторачерез трехфазный выпрямительный мост V1.
Основными потребителямиэлектроэнергии являются:
1 электродвигатели приводовкомпрессора, вентилятора вагона, вентилятора конденсатора, водяного насоса М1 –М4;
2 лампы накаливания Н;
3 люминесцентные лампы L;
4 нагревательные элементыэлектрокалорифера ЕК1 – ЕК2;
5 электропечи Е1 – Е12;
6 электрокипятильник ЕН1;
7 электронагреватели баков горячейводы ЕН2 – ЕН3.
Для коммутации силовых цепейиспользуются электромагнитные контакторы К1 – К10 и выключатели S1 и S2. Защита электрических цепей от перегрузки осуществляетсяавтоматическими выключателями Q1 – Q5, а от короткого замыкания – плавкимипредохранителями F1 – F5. Основным видом отопления при данной системе являетсяводяное. Электропечи и электрокалорифер в переходный период времени года(весной, осенью) используются в качестве электрического отопления, а зимойслужат для поддержания постоянства температурного режима, компенсируяинерционность водяного отопления.
Повышенное напряжение 142 Внеобходимо для зарядки аккумуляторной батареи, при этом сеть освещения лампаминакаливания Н подключена через регулятор напряжения А2, обеспечивающий питаниесети освещения номинальным напряжением 110 В.
Автономная система электроснабжения сприводом генератора от оси колесной пары кроме преимуществ автономности имеетряд существенных недостатков, ограничивающих перспективность ее развития.Основной недостаток – это энергозатратность системы в целом. Вращениегенераторов от оси колесной пары осуществляется за счет силы тяги локомотива.Если учесть потери энергии в электроприводе локомотива, потери энергии вприводе генератора, потери мощности в самом генераторе, то в пассажирскомпоезде с вагонами, оборудованными климатической установкой, затраты тягилокомотива на работу генераторов вагонов составляют 20-25 %.
Мощность подвагонного генератораограничена моментом, который можно передать от колесной пары, так как онопределяется силой сцепления колеса с рельсом. С учетом затрат на техническоеобслуживание и ремонт машин и аппаратов системы автономного энергоснабжения сприводом генератора от оси колесной пары стоимость электроэнергии в 5-10 развыше, чем при системе централизованного электроснабжения. Привод от осиколесной пары увеличивает необрессоренную массу ходовых частей, ухудшая этимдинамические качества вагона и увеличивая изнашиваемость колес колесной пары сприводом генератора, появляется большая вероятность заклинивания колесной парыпри торможении.
3. Определение мощности потребителейэлектроэнергии пассажирского вагона3.1 Определение мощности электродвигателей приводов вентиляторов, водяного насосаи компрессора
Напассажирском вагоне с кондиционированием воздуха установлены вентиляторысистемы вентиляции вагона и вентилятор конденсатора. Прежде чем определитьнеобходимую мощность электродвигателя, необходимо правильно выбрать расчетныйрежим работы вентилятора. Этот режим задан расчетной производительностью ирасчетным напором вентилятора. Мощность электродвигателя вентилятора системывентиляции вагона определяется по формуле:
/>, (1)
где /> – коэффициент запаса мощности, />;
/> – производительность вентилятора,м3/с;
/> – напор, создаваемыйвентилятором, Па, />
/> – КПД вентилятора, />.
Производительность вентиляторасистемы вентиляции вагона определяется с учетом расчетной нормы подачи свежегонаружного воздуха на одного пассажира, />:
/>, (2)
где />– расчетная норма подачи наружноговоздуха на одного пассажира, />;
/> – расчетное число пассажиров ввагоне, />;
/> – число проводников, />;
/> – коэффициент рециркуляциивентилируемого воздуха, />.
Подставим имеющиеся значения вформулу (2) и получим:
/>.
Полученное значение подставим в(1) и получим:
/>.
Мощность электродвигателя приводавентилятора конденсатора воздухоохладительной установки определяется поформуле:
/>, (3)
где /> – коэффициент запаса мощности, />;
/> – производительность вентилятораконденсатора, />;
/> – напор, создаваемый вентиляторомконденсатора, />;
/> – КПД вентилятора конденсатора, />.
Подставим имеющиеся значения вформулу (3) и получим:
/>
Мощность электродвигателя приводаводяного насоса отопления определяется по формуле:
/>
где /> – коэффициент запаса мощности, />;
/> – производительность водяногонасоса, />;
/> – напор, создаваемый водянымнасосом, />;
/> – КПД водяного насоса, />.
Подставим имеющиеся значения вформулу (4) и получим:
/>.
3.2 Определениемощности электродвигателя привода компрессора установки охлаждения воздуха
Мощность электродвигателя приводакомпрессора установки охлаждения воздуха определяется по формуле:
/>, (4)
где /> – коэффициент, учитывающий режимработы компрессора, />;
/> – общий (полный) тепловой поток,который должен быть отведен воздухоохладителем, Вт.
Общий (полный) тепловой потокскладывается из шести тепловых потоков:
1 тепловой поток, поступающийчерез поверхность кузова вагона, Вт определяется по формуле:
/>, (5)
где /> – поверхность кузова вагона,через которую происходит передача тепла (можно принять />);
/> – расчетная температура наружноговоздуха летом, />;
/> – расчетная температура воздухавнутри вагона летом, />;
/> – средний коэффициент теплоотдачиповерхности вагона, />.
Подставим имеющиеся значения вформулу (5) и получим:
/>;
2 тепловой поток от инфильтрациидля летнего периода эксплуатации определяется по формуле:
/> (6)
По расчету:
/>;
3 тепловой поток, приносимыйнаружным воздухом при вентиляции вагона определятся по формуле:
/>, (7)
где /> – расчетная норма подачинаружного воздуха на одного пассажира, />;
/> – теплоемкость воздуха, />;
/> – расчетное число пассажиров ввагоне, />;
/> – расчетная температура наружноговоздуха летом, />;
/> – расчетная температура воздухавнутри вагона летом, />.
По расчету получим:
/>;
4 тепловой поток за счетсолнечной радиации определяем по формуле:
/>, (8)
где /> – расчетная поверхность кузовавагона, подвергающаяся солнечной радиации (принимаем />);
/> – площадь поверхности кузовавагона (принимаем />);
/> – расчетная (максимальная)температура поверхности кузова вагона, />;
/> – продолжительность солнечногооблучения вагона в течение суток, />;
/> – средний коэффициент теплоотдачиповерхности вагона, />.
Подставим в формулу (8) и получим:
/>;
5 тепловой поток, выделяемыйпассажирами вагона, определяется по формуле:
/>, (9)
где /> – мощность теплового потока,выделяемого одним пассажиром, />;
/> – расчетное число пассажиров ввагоне, />.
По расчету:
/>;
6 мощность теплового потока отэлектродвигателей, расположенных внутри вагона, осветительных и другихэлектроприборов, принимается:
/>. (10)
Таким образом, общий тепловойпоток определяется по формуле:
/> (11)
Подставим полученные ранеезначения тепловых потоков в формулу (11) и получим:
/>.
Подставим полученное в формуле(11) значение в (4) и получим:
/>.
/>
3.3 Выбор двигателей по каталогу
По найденным мощностям и с учетомусловий работы по каталогу выбираем необходимые электродвигатели и определяемноминальный ток. Так как электродвигатели постоянного тока, то номинальный токопределяем по формуле:
/>, (12)
где /> – мощность электродвигателя покаталогу;
/> – номинальное напряжение сетивагона, />;
/> – КПД электродвигателя.
Для вентилятора системывентиляции выбираем электродвигатель типа П32 с номинальной мощностью 1,0 кВт иКПД 0,79. По расчету номинальный ток равен:
/>.
Для вентилятора конденсаторавыбираем электродвигатель типа П41 с номинальной мощностью 1,5 кВт и КПД 0,75.Номинальный ток 18,2 А.
Для привода водяного насосаотопления выбираем электродвигатель типа П22 с номинальной мощностью 0,5 кВт иКПД 0,72. По расчету номинальный ток равен:
/>.
Для привода компрессора выбираемэлектродвигатель типа П62 с номинальной мощностью 8 кВт и КПД 0,85. По расчетуноминальный ток равен:
/>.
Выбранные электродвигатели и иххарактеристики сведены в таблицу 1.
Таблица 1 – Электродвигатели,устанавливаемые в вагонеНаименование двигателя, механизма Мощность, полученная расчетом, кВт Номинальная мощность по каталогу, кВт Тип Номинальный ток двигателя, А Номинальный КПД двигателя Кратность пускового тока Электродвигатель вентилятора системы вентиляции 0,8 1,0 П32 11,5 0,79 2 Электродвигатель вентилятора конденсатора 1,5 1,5 П41 18,2 0,75 2 Электродвигатель привода водяного насоса отопления 0,36 0,5 П22 6,3 0,72 2 Электродвигатель привода компрессора 7,5 8,0 П62 85,6 0,85 2
/>3.5 Определение мощности осветительной нагрузки
Мощность осветительной нагрузки длякаждого из помещений вагона определяем по формуле, Вт:
/>, (14)
где р – удельная мощность осветительнойнагрузки для данного вида помещения, т.е. мощности на единицу площади этогопомещения, Вт/м2;
Fn – площадьпомещения, для которого определяется мощность осветительной нагрузки, м2.
Расчет осветительной нагрузки по каждомутипу помещения приведен в таблице 2.
Таблица 2 – Расчет мощностиосветительной нагрузки вагонаПомещение вагона Площадь Fп, м2 Удельная мощность осветительной нагрузки, р Вт/м2 Мощность, РОН, Вт накаливания люминесцентные Купе вагона 35 - 10 350 Коридоры, проходы 20 - 6 120 Туалеты 2,5 10 - 25 Тамбуры 5,6 8 - 44,8 Прочие помещения 3 8 - 24
Мощность сигнальных, служебных и другихспециальных ламп принимаем равной 350 Вт. [принимаем по источнику 1.]
Мощность осветительной нагрузки всеговагона определяем по формуле:
/>, (15)
/> Вт.
/> Вт.
Мощность преобразователя длялюминесцентного освещения вагона вычисляем по формуле, Вт:
/>, (16)
электроснабжениепассажирский вагон электродвигатель
где ηпр – кпд статическогополупроводникового преобразователя, ηпр =0,8.
/> Вт.
/>3.6 Перечень потребителей электроэнергии пассажирскоговагона и их характеристики
Перечень потребителей электроэнергиипассажирского вагона и их характеристики, приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Перечень потребителейэлектроэнергии вагонаПотребитель вагона Характеристика потребителя вагона
Расчетная
мощность потребителя, кВт Номинальный ток, А Номинальное напряжение, В Номинальный КПД Кратность пускового тока Тип потребителя Двигатель вентилятора системы вентиляции 0,8 7,27 110 0,79 2 П51 Двигатель вентилятора конденсатора 1,5 13,64 110 0,75 2 П41 Двигатель циркуляционного насоса 0,36 3,27 110 0,72 2 П22 Двигатель компрессора 7,5 68,18 110 0,79 2 П71 Электрические печи вагона 6 54,5 110 0,83 2 П61 Нагревательные элементы калорифера 3 27,27 - - - - Преобразователь люминесцентного освещения вагона 0,6 - - - - - Лампы накаливания 0,1 - - - - - Люминесцентные лампы 0,5 - - - - Электрокипятильник 2,4 - - - - - Водоохладитель 0,39 - - - - - Водонагреватель 1,3 - - - - - Цепи управления 0,5 - - - - -
/> 4. Определениерасчетных нагрузок
Расчетные нагрузки позволяют определитьсечение проводов сети электроснабжения вагона, выбрать защитные аппаратуры иаппаратуру управления.
Под расчетными нагрузкамипонимают некоторую неизменную нагрузку, которая вызывает такой же нагревпроводов, двигателей, что и действительная нагрузка, непрерывно меняющаяся повеличине во времени. Определяют расчетные нагрузки для зимнего и летнегопериодов эксплуатации вагона и используют для последующих расчетов большиезначения.
В зимний период используется следующееоборудование:
- электрокипятильник (Р=2,4 кВт; kн=0,27);
- электропечи (Р=6 кВт; kн=0,9);
- электрокалорифер (Р=3 кВт; kн=0,85);
- двигатель вентилятора системы вентиляции вагона (Р=0,8 кВт; kн=0,85);
- двигатель насоса отопления (Р=0,42 кВт; kн=0,3);
- лампы накаливания (Р=0,1 кВт; kн=0,8);
- преобразователь для люминесцентных ламп (Р=0,6 кВт; kн=0,7);
- лампы люминесцентные (Р=0,5 кВт; kн=0,8);
- Водонагреватель (Р=1,3 кВт; kн=0,6);
- Цепи управления (Р=0,5 кВт; kн=0,9).
В летний период используется следующееоборудование:
- двигатель вентилятора системы вентиляции вагона (Р=0,8 кВт; kн=0,85);
- двигатель вентилятора конденсатора (Р=1,5 кВт; kн=0,8);
- двигатель компрессора (Р=7,5 кВт; kн=0,6);
- лампы накаливания (Р=0,1 кВт; kн=0,8);
- преобразователь для люминесцентных ламп (Р=0,6 кВт; kн=0,7);
- водоохладитель (Р=0,36 кВт; kн=0,35);
- цепи управления (Р=0,5 кВт; kн=0,9).
Для системы электроснабжения постоянноготока активную мощность вычисляем по формуле, кВт:
/> (17)
где kм –коэффициент максимума зависящий от эффективного числа электроприемников игруппового коэффициента использования;
kи – коэффициентиспользования отдельного потребителя электроэнергии вагона;
Pн – номинальнаямощность потребителя.
Эффективное число электроприемниковопределяем по формуле:
/>, (18)
Групповой коэффициент использованияопределяем по формуле:
/>, (19)
а) Зимний период:
/>
Принимаем 6 электроприемников.
/>
Принимаем km=1,23.
/> кВт.
в) Летний период:
/>.
Принимаем 4 электроприемника.
/>
Принимаем km=1,29.
/>кВт.
Для дальнейших расчетов принимаем Pр=14,2 кВт.
Расчетный ток для потребителей присистеме электроснабжения на постоянном токе определяется по формуле, А:
/> (20)
где /> – номинальное напряжение сетиэлектроснабжения, Uн=110В.
/>А.
/> 5. Определениепиковых нагрузок
Пиковая нагрузка – это наибольшаянагрузка длительностью от 5 до 10 с. Пиковые токи возникают, например, припуске двигателя наибольшей мощности при работающих остальных потребителяхэлектроэнергии.
Пиковый ток определяем по формуле:
/>, (21)
Где IР – расчетныйток нагрузки всей группы приемников;
IНнаиб –номинальный ток двигателя, имеющего наибольший ток;
ки – коэффициент использованиядвигателя;
IПуск. наиб –пусковой ток двигателя, вычисляется по формуле
/>, (22)
где /> – кратность пускового тока, />=2.
Зимний период:
/> А,
/> А.
Летний период:
/> А
/> А
/>6. Определение мощности источника электроэнергии пассажирскоговагона
При автономной системе электроснабженияпассажирских вагонов основным источником электроэнергии является вагонныйгенератор с приводом от оси колесной пары.
По найденному большему расчетномутоку находят требуемую мощность источника электроэнергии.
Эта мощность для генератора постоянноготока определяется по формуле:
/>, (23)
/> кВт.
Мощность генератора из условия нагрузкиего пиковым током вычисляем
/>, (24)
где kпер –коэффициент кратковременной перегрузки для генератора, kпер=2.
/> кВт.
Из расчетов видно, что наибольшаямощность при питании всех потребителей через выпрямители, принимаем мощностьгенератора РГ =15 кВт.
/> 7. Выбор защитнойаппаратуры
К защитной аппаратуре, применяемой напассажирских вагонах, относятся предохранители и автоматические выключатели.Предохранители применяются для защиты от токов короткого замыкания или весьмабольших перегрузок, действующих продолжительное время (предохранители не должныотключать участки сети электроснабжения при пиковых токах, действие которыхкратковременно). Автоматические выключатели предназначены для защиты как оттоков короткого замыкания (с помощью мгновенно действующих электромагнитных расцепителей),так и от токов перегрузки (с помощью тепловых или другого типа расцепителей).
В цепях привода электродвигателяприменяются автоматические выключатели с комбинированным расцепителем. В другихцепях – автоматические выключатели мгновенного действия.
Для защиты электрической цепи вагонаприменяем предохранитель:
- номинальное напряжение предохранителя должно быть равно илибольше номинального напряжения сети, UНпред ≥ UНсети = 110 В;
- плавкая вставка не должна плавится при расчётном токе, IНпред ≥ Iр = 129,1 А;
- плавкая вставка не должна плавиться при пиковых токах.Номинальный ток плавкой вставки определяется по формуле:
/>, (25)
где α – коэффициент зависящий отчисла потребителей, α=1,8.
/> А.
Выбираем предохранитель типа ПР-2-200.Ток вставки IНвставки=160 А.
Для защиты двигателя компрессораприменяем автоматический выключатель с комбинированным расцепителем:
- номинальное напряжение автоматического выключателя должно бытьравно или больше номинального напряжения сети, UНавт ≥UНсети = 110 В;
- номинальный ток мгновенно действующего расцепителя должен бытьравен или больше номинального тока двигателя, IНавт ≥Iн = 68,18 А;
- номинальный ток теплового расцепителя должен быть равен илибольше номинального тока двигателя, Iтепл ≥ Iн = 68,18 А;
- ток установки мгновенно действующего электромагнитногорасцепителя автомата должен быть равен или больше пускового тока,
/> (26)
где kавт –коэффициент запаса на неточность срабатывания автомата, kавт=1,25.
/> А.
Выбираем автоматический выключатель типаА-3130 с техническими характеристиками: IНавт =250 А; Iтепл = 150 А; Iэл.магн =1050 А.
/>8. Выбор проводов сети электроснабженияпассажирского вагона
Провода выбираются в соответствии стребованиями, которые предъявляются к сетям электроснабжения пассажирскихвагонов.
В курсовой работе выберем следующиепровода:
- от генератора до пульта управления;
- от пульта управления до двигателя компрессора.
Провод от генератора:
- нагрев проводов не должен превышать допустимого значения. Этобудет выполнено, если номинальный ток провода равен или больше номинальноготока, IНпров ≥ IР = 129,1А;
- при коротких замыканиях или больших перегрузках, когда происходитсрабатывание защитного аппарата, не должна нарушаться термическая устойчивостьпроводов. Это требование будет выполнено, если номинальный ток проводасоответствует току защитного аппарата
/> (27)
где IЗ – токзащитного аппарата, IЗ =200 А;
kЗ – коэффициентзащиты, kЗ=1,25.
/>А.
Выбираем провод с сечением 95 мм2проложенный в трубе.
- потери напряжения в проводах не должны превышать допустимого значения∆Uл ≤∆Uдоп (∆Uдоп=10%),определяемого по формуле
/>, (28)
где IПик –суммарный пиковый ток провода, IПик = 200 А;
UН – номинальноенапряжение сети электроснабжения, UН=110 В;
rН – активноесопротивление линии, Ом.
Активное сопротивление линииэлектроснабжения определяем по формуле:
/>, (29)
где lл – длиналинии, lл = 10 м;
Fл – сечениепровода данного участка линии электроснабжения, Fл=95мм2;
γл – удельная проводимостьпроводов, />=57м/Ом·мм2.
/> Ом
/>%.
Провод двигателя компрессора:
- нагрев проводов не должен превышать допустимого значения. Этобудет выполнено, если номинальный ток провода равен или больше номинальноготока двигателя, IНпров ≥ IН= 100 А;
- при коротких замыканиях или больших перегрузках, когда происходитсрабатывание защитного аппарата, не должна нарушаться термическая устойчивостьпроводов. Это требование будет выполнено, если номинальный ток проводасоответствует току защитного аппарата
/> (30)
где IЗ – токзащитного аппарата, IЗ =250 А;
kЗ – коэффициентзащиты, kЗ=1.
/>А.
Выбираем провод с сечением 95 мм2проложенный в трубе.
- потери напряжения в проводах не должны превышать допустимого значения∆Uл ≤∆Uдоп (∆Uдоп=10%),определяемого по формуле
/>, (31)
где IПик –суммарный пиковый ток провода, IПик = 200 А;
UН – номинальноенапряжение сети электроснабжения, UН=110 В;
rН – активноесопротивление линии, Ом.
Активное сопротивление линии электроснабженияопределяем по формуле:
/>, (32)
где lл – длиналинии, lл = 15 м;
Fл – сечениепровода данного участка линии электроснабжения, Fл=95мм2;
γл – удельная проводимостьпроводов, />=57м/Ом·мм2.
/> Ом
/>%.
/>9. Выбор коммутационной аппаратуры
К коммутационным аппаратам, служащим длявключения и отключения цепей, относятся рубильники, контакторы и реле.Рубильники служат для ручного включения и отключения цепей, контакторы и реле –дистанционного, автоматического и неавтоматического включения цепей ипотребителей электроэнергии. Рубильники, реле, контакторы защитных устройств оттоков перегрузок и токов короткого замыкания не имеют. Для этогопоследовательно с ними включаются защитные аппараты.
Для подключения генератора к сети вагонаи включения электродвигателя компрессора применяем контактор КПВ-600.
Таблица 4 – Технические характеристикиконтакторовТип Параметры цепи контактов Данные управляющей обмотки Род тока Номинальное напряжение, Uн, В Номинальный ток, Iн, А Напряжение, U, В Мощность, P, Вт КПВ-600 Постоянный 220 63-630 110 70
10. Расчетмощности электродвигателя привода грузоподъемного механизма
Мощность на валу электродвигателяпривода передвижения тележки обусловлена только силами трения и равна:
/> (33)
где k1-коэффициент, учитывающийсилу трения реборд колес о рельсы, (1,85-2,5);
Gм(т)-сила тяжести моста с тележкой или только тележки, Н;
µ- коэффициент трения в опорахходовых колес, (0,15-0,08);
r-радиусшейки оси ходового колеса, м;
f-коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам,(0,0005-0,0012);
vм(т)-скорость движения моста или тележки, м/c;
Rк-радиус ходовых колес, м;
ŋм(т)- КПД механизмапередвижения моста или тележки.
Номинальная скорость движениямоста 2,0-2,3 м/c.
/>кВт;
По рассчитанной мощности выбираемэлектродвигатель механизма передвижения моста крана типа П41, мощностью 1,5кВт инапряжением 110В.
Кинематическая схема электроприводовпередвижения моста представлена на рисунке 1.
/>
1-электродвигатель;2-соединительная муфта с тормозом; 3-редуктор; 4-ходовые колеса.
Рисунок 1 — Кинематическая схемаэлектроприводов передвижения моста.
/>/> Заключение
В курсовойработе дано краткое описание смешанной системы электроснабжения, показанорасположение основного электрооборудования пассажирского купированного вагона сустановкой кондиционирования воздуха, разработана и вычерчена принципиальнаясхема электроснабжения вагона.
Рассчитанымощности основных электропотребителей вагона и выбран электродвигатель покаталогу, определены расчетные и пиковые токи в элементах сети электроснабжениявагона: /> А, />.А.
Расчетнаямощность генератора составила 19 кВт.
Дляучастков сети выбраны провода с сечением 95 мм, коммутационный аппарат –КПВ-600, защитные аппаратура: предохранитель ПР-2-200 и автоматическийвыключатель А-3130. Электродвигатель механизма передвижения моста кранавыбран типа П41, мощностью 1,5кВт и напряжением 110В.
/>/> Список использованных источников
1 Зыков Ю.В. Расчет и выбор энергетическогооборудования пассажирского вагона и вагоноремонтного предприятия: Методическоепособие УрГУПС — Екатеринбург, 2009. 66 с.
2 Вагоны и вагонное хозяйство: Методическое руководство к дипломномупроектированию /В.Ф. Лапшин, М.В. Орлов, А.Г. Пяткова и др.; Под общ. ред.проф. М.В. Орлова. 2-е изд., доп. и испр. Екатеринбург: Изд-во УрГУПС,2005.–120 с.