Презентация «Энергетические установки железнодорожного транспорта»
Смотреть слайды в полном размере 
Вы можете ознакомиться с презентацией онлайн, просмотреть текст и слайды к ней, а также, в случае, если она вам подходит - скачать файл для редактирования или печати. Документ содержит 101 слайд и доступен в формате ppt. Размер файла: 15.95 MB
Pic.1
Транспортная энергетика
Pic.2
5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Pic.3
Учебные вопросы Учебные вопросы 5. Энергетические установки железнодорожного транспорта 5. 1. Особенности энергетических установок тепловозов 5. 2. Энергетические установки электровозов 5. 2. 1. …
Pic.4
Движение поездов на железнодорожном транспорте осуществляется с помощью тягового подвижного состава - локомотивов. Движение поездов на железнодорожном транспорте осуществляется с помощью тягового …
Pic.5
Pic.6
Локомотивы с двигателями внутреннего сгорания (дизелями) называют тепловозами, с газотурбинными установками газотурбовозами. Если в качестве двигателя используется карбюраторные двигатели небольшой …
Pic.7
Pic.8
Pic.9
Pic.10
Pic.11
Pic.12
Pic.13
Pic.14
Неавтономные локомотивы, к которым подводится электрическая энергия, называют электровозами. К неавтономным также относят моторные вагоны (например, пригородные электропоезда). Неавтономные …
Pic.15
Pic.16
Pic.17
Pic.18
Учебный вопрос 5. 1 ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ТЕПЛОВОЗОВ
Pic.19
Силовая энергетическая установка (дизель) тепловоза передает механическую энергию вращения коленчатого вала ведущим колесам через передачу. Под словом "передача" понимают совокупность …
Pic.20
При трогании с места тепловоз должен развивать максимальную силу тяги Fmax для преодолении силы инерции массы поезда. Но при этом сила тяги не должна быть чрезмерно большой, чтобы не допустить …
Pic.21
Pic.22
Pic.23
На рисунке отмечена максимальная допустимая сила тяги Fmax, о которой говорилось выше. При движении поезда на участке с небольшим спуском, скорость возрастает, сила тяги уменьшается, но мощность …
Pic.24
Передачи в зависимости от состава устройств могут быть механическими, гидравлическими, электрическими. Не останавливаясь на их сравнительной характеристике, отметим только, что с увеличением мощности …
Pic.25
В качестве примера расположения силового оборудования тепловоза с электрической передачей на рис. 5. 2 представлена схема тепловоза 2ТЭ10В. В качестве примера расположения силового оборудования …
Pic.26
Рис. 5. 2. Схема расположения оборудования тепловоза 2ТЭ10В Рис. 5. 2. Схема расположения оборудования тепловоза 2ТЭ10В
Pic.27
Существуют три основных вида электрических передач: постоянного тока, постоянно-переменного тока и переменно-переменного тока. Их структурные схемы представлены на рис. 5. 3. Существуют три основных …
Pic.28
Рис. 5. 3. Структурные схемы передач постоянного (а), постоянно-переменного (б) и переменно-переменного (В) тока Рис. 5. 3. Структурные схемы передач постоянного (а), постоянно-переменного (б) и …
Pic.29
На тепловозах большой мощности широко используют передачу постоянно-переменного тока (рис. 5. 3, б), в которой в качестве тягового генератора (Г) используется синхронный генератор, а в качестве …
Pic.30
Рис. 5. 4. Конструкция тягового электродвигателя постоянного тока. Рис. 5. 4. Конструкция тягового электродвигателя постоянного тока. 1 - магнитопровод статора; 2 - обмотка возбуждения; 3 - ротор; 4 …
Pic.31
В пазах ротора 3, выполненного также из электротехнической стали, расположена обмотка якоря, выводы которой соединены с пластинами коллектора 5. Посредством графитовых щеток, установленных в …
Pic.32
Обмотка возбуждения создает постоянное магнитное поле. При протекании по обмотке якоря электрического тока в результате взаимодействия его с магнитным полем возникает сила, действующая по касательной …
Pic.33
В зависимости от способа включения обмотки возбуждения двигатели постоянного тока делятся на: В зависимости от способа включения обмотки возбуждения двигатели постоянного тока делятся на: - двигатели …
Pic.34
В качестве тяговых двигателей на железнодорожном транспорте применяют преимущественно двигатели постоянного тока последовательного возбуждения. В качестве тяговых двигателей на железнодорожном …
Pic.35
Поскольку сопротивление rД невелико (составляет менее 0,1 Ом), то с достаточной степенью точности можно сказать, что скорость вращения ротора обратно пропорциональна величине магнитного потока. А …
Pic.36
Зависимости скорости вращения и момента двигателя от потребляемого тока носят название электромеханических характеристик тягового двигателя (рис. 5. 5) при неизменном напряжении UД, по которым можно …
Pic.37
Pic.38
Силу тяги, развиваемую колесной парой, найдем из соотношения: Силу тяги, развиваемую колесной парой, найдем из соотношения: где ηр- КПД редуктора. Зная количество тяговых двигателей или колесных пар …
Pic.39
Двигатели постоянного тока - коллекторные электрические машины. Наличие коллектора снижает надежность и срок службы привода, поэтому перспективным представляется переход на систему …
Pic.40
По конструкции асинхронный электродвигатель подобен синхронной машине с той только разницей, что на роторе вместо обмотки возбуждения расположена короткозамкнутая обмотка типа "беличьей …
Pic.41
Pic.42
Рис. 5. 6. Механическая характеристика асинхронного двигателя Рис. 5. 6. Механическая характеристика асинхронного двигателя
Pic.43
Скорость вращения ротора асинхронного двигателя всегда меньше скорости вращения электромагнитного поля. Максимальной скорости вращения, равной скорости вращения поля (на механической характеристике …
Pic.44
Разницу в скорости вращения ротора nр и поля n1 оценивают величиной скольжения s: Разницу в скорости вращения ротора nр и поля n1 оценивают величиной скольжения s: s=( n1 - nр )/ n1 . Так как …
Pic.45
Для асинхронных двигателей средней и большой мощности критическое скольжение sк<0,1. При этом изменение величины питающего напряжения приводит только к изменению величины максимального момента …
Pic.46
Для пояснения принципа регулирования скорости вращения ротора асинхронного двигателя рассмотрим выражение для действующего значения ЭДС вращения, наводимой в его статорной обмотке, Для пояснения …
Pic.47
Изменение частоты при неизменной величине напряжения питания приведет к изменению магнитного потока. Существенное увеличение величины магнитного потока Ф при регулировании скорости нежелательно, так …
Pic.48
Pic.49
Pic.50
Pic.51
Генераторы переменного тока составляют конкуренцию генераторам постоянного тока при секционной мощности тепловоза выше 3000 л. с. На тепловозах мощностью менее 2000 л. с. генераторы постоянного тока …
Pic.52
Несомненным преимуществом электрической передачи является возможность использования свойства обратимости электрических машин для реализации так называемого электродинамического торможения. При таком …
Pic.53
Применение электродинамического торможения обеспечивает высокие тормозные усилия и позволяет значительно реже пользоваться пневматическими тормозами, что снижает износ тормозных колодок. Также …
Pic.54
Учебный вопрос № 5. 2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
Pic.55
Электровоз - это локомотив, приводимый в движение электрическими двигателями которые получают электрическую энергию от контактной сети. В зависимости от рода тока различают электровозы постоянного и …
Pic.56
Рис. 5. 7. Схема размещения силового оборудования электровоза Рис. 5. 7. Схема размещения силового оборудования электровоза
Pic.57
Электрическая энергия поступает на оборудование электровоза через токоприемник (1). Колесные пары (5) электровозов приводятся во вращение тяговыми двигателями (4) через зубчатые передачи - редукторы. …
Pic.58
Вспомогательное оборудование (3) обеспечивает системы охлаждения электрических машин и аппаратов, выделяющих при работе большое количество тепла. На электровозах переменного тока мощные …
Pic.59
Высоковольтное электрооборудование электровозов объединено в две электрические цепи - силовую, включающую в себя тяговые двигатели и пуско-регулирующую аппаратуру, и цепь вспомогательных машин. …
Pic.60
Учебный вопрос № 5. 2. 1 СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Pic.61
На железных дорогах России получили распространение две системы электроснабжения: на постоянном токе и однофазном переменном токе. Тяга на трехфазном переменном токе широкого распространения не …
Pic.62
Железные дороги, электрифицированные по системе постоянного тока, составляют более 50% всех электрифицированных дорог на земном шаре. Рост объемов перевозок связан с совершенствованием и техническим …
Pic.63
В контактной сети электрифицированных ж. д. в России используется постоянный электрический ток напряжением 3 кВ (825В в Метро) или переменный однофазный ток промышленной частоты напряжением 25 кВ. В …
Pic.64
Pic.65
Рис. Общий вид электрифицированной железной дороги постоянного тока и питающих её устройств Рис. Общий вид электрифицированной железной дороги постоянного тока и питающих её устройств
Pic.66
Pic.67
Pic.68
Pic.69
Рост тока приводит к увеличению падения напряжения в контактной сети (при неизменности площади сечения контактного провода). Поэтому для снижения потерь следует либо увеличивать сечение контактного …
Pic.70
Если на самом электровозе осуществлять понижение напряжения с помощью силовых трансформаторов с последующим его выпрямлением полупроводниковыми преобразователями, то появляется возможность …
Pic.71
Для ознакомления со структурой систем электроснабжения железных дорог рассмотрим упрощенную схему (рис. 5. 8) общего вида участка электрифицированной железной дороги. Для ознакомления со структурой …
Pic.72
Рис. 5. 8. Схема участка электрифицированной железной дороги. Рис. 5. 8. Схема участка электрифицированной железной дороги. 1 - электростанция; 2 - повышающий трансформатор; 3 - тяговая подстанция; 4 …
Pic.73
Устройство и работа тяговых подстанций дорог, электрифицированных на постоянном и переменном токе, существенно отличаются между собой. Устройство и работа тяговых подстанций дорог, …
Pic.74
Правилами технической эксплуатации регламентирован уровень постоянного напряжения на токоприемнике подвижного состава в 3 кВ. Тяговые подстанции переменного тока предназначены лишь для понижения …
Pic.75
Pic.76
Электрифицированные железные дороги в нашей стране получают электроэнергию от энергосистем, представляющих собой совокупность крупных электрических станций, объединенных линиями электропередачи и …
Pic.77
Коэффициент полезного действия электрической тяги ηэт зависит от КПД отдельных звеньев системы электроснабжения электрифицированной железной дороги: Коэффициент полезного действия электрической тяги …
Pic.78
Учебный вопрос № 5. 2. 2 ТЯГОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Pic.79
Основной задачей тяговых трансформаторов, одного из основных элементов силового оборудования электровоза, является понижение подводимого от контактной сети напряжения до величины номинального …
Pic.80
Регулирование вторичного напряжения трансформаторов может быть осуществлено изменением числа витков первичной (со стороны высокого напряжения) или вторичной (со стороны низкого напряжения) обмоток . …
Pic.81
Тогда на один виток будет приходиться большее напряжение. Но магнитный поток в сердечниках трансформатора будет индуцировать ЭДС и в отключенных витках. поэтому по мере уменьшения числа рабочих …
Pic.82
На отечественных электровозах переменного тока всех серий используют регулирование напряжения со стороны вторичных обмоток. Но и в этом случае возникают определенные проблемы с аппаратной реализацией …
Pic.83
Рис. 5. 9. Регулирование вторичного напряжения тягового трансформатора Рис. 5. 9. Регулирование вторичного напряжения тягового трансформатора а) - схема трансформатора; б), в) - подключение …
Pic.84
Но при этом на какое-то время потребители будут отключены от источника питания, что приведет к недопустимому нарушению работы оборудования и движению электровоза рывками. Можно, конечно, перед …
Pic.85
На рис. 5. 9,б и в показан принцип переключения секций вторичных обмоток силового трансформатора с помощью реактора Р. Реактор Р имеет отвод от средней точки. Особенность параметров реактора такова, …
Pic.86
При этом сопротивление полуобмоток реактора мало и не оказывает существенного влияния на работу вторичной цепи. Для изменения вторичного напряжения U2 один из выводов реактора отсоединяют от вывода 1 …
Pic.87
Переключение секций вторичной обмотки силового трансформатора осуществляется под током, поэтому на электровозах устанавливают дополнительные контакторы с дугогашением, которые, включаясь и выключаясь …
Pic.88
В тех случаях, когда количество отводов вторичной обмотки тягового трансформатора невелико, для увеличения числа ступеней регулирования вторичного напряжения выходную обмотку разделяют на две части: …
Pic.89
Рис. 5. 10. Схема включения вторичной обмотки тягового Рис. 5. 10. Схема включения вторичной обмотки тягового трансформатора с секционированием: а) встречное включение; б) согласное включение
Pic.90
Уменьшая число встречно включенных секций, повышают выходное напряжение, и когда все секции регулируемой части обмотки выключены, напряжение U2=UН. Дальнейшее повышение напряжения нерегулируемую и …
Pic.91
Все переключения секций вторичной обмотки производятся с использованием переходного реактора с помощью контакторов с дугогашением и без него в строго определенной последовательности. Устройство, …
Pic.92
Принцип регулирования напряжения питания тяговых электродвигателей рассмотрим на упрощенной схеме выпрямителя (рис. 5. 11), собранного по мостовой схеме, позволяющей не только осуществлять …
Pic.93
а) б) а) б) Рис. 5. 11. Мостовая схема регулирования напряжения двигателя
Pic.94
В том случае, когда управляющие импульсы подаются в момент перехода напряжения питания через ноль, выпрямленное напряжение представляет собой полуволны гармонического напряжения. Если управляющие …
Pic.95
При изменении угла α в пределах от нуля до π среднее значение напряжения изменяется от При изменении угла α в пределах от нуля до π среднее значение напряжения изменяется от до нуля. При таком …
Pic.96
В реальных схемах каждое плечо выпрямителя состоит из ряда последовательно соединенных полупроводниковых приборов. Так, один выпрямитель электровоза ВЛ80т(с) имеет 192 вентиля и рассчитан на …
Pic.97
Использование управляемых выпрямителей дает возможность реализовать на электровозах рекуперативное торможение, переводя выпрямитель в режим инвертора. При этом тяговые двигатели при торможении поезда …
Pic.98
Следует обратить внимание на то, что перевод электродвигателей с последовательным возбуждением в генераторный режим возможен лишь с отсоединением обмотки возбуждения от цепи якоря и подключением ее к …
Pic.99
Pic.100
Pic.101
Лекция окончена Благодарю за внимание
Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!
