7.3. Содержание отчета

1) Таблица с результатами измерений и расчетов.

2) Гистограммы распределения КПД η, расчет их математических ожиданий, среднеквадратических отклонений и коэффициентов вариации.

3) Выводы по результатам работы.

7.4. Контрольные вопросы

1) Что характеризует КПД электровоза?

2) Как КПД электровоза зависит от скорости движения, реализуемой мощности и тока тяговых двигателей?

3) Почему при большей мощности электровоза его КПД увеличивается?

4) Чему равен КПД современных электровозов?

5) Как можно использовать информацию, полученную в процессе выполнения лабораторной работы, в практической работе железных дорог?

Лабораторная работа 8

РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА И РАБОТЫ ЭЛЕКТРОВОЗА

Цель работы: получить практические навыки определения параметров режимов движения поезда.

8.1. Общие сведения

Движение электровоза с поездом на участке происходит в режимах тяги (под током), выбега (без тока) и торможения (без тока при механическом торможении и под током при электрическом торможении) (рис. 8.1).

Каждый режим движения поезда характеризуется абсолютной и относительной продолжительностью и непосредственно связан с режимами работы электровоза, характеризуемыми в свою очередь различной интенсивностью. На продолжительность режимов работы электровоза влияют масса поезда, характеристика его сопротивления движению, скорость движения, профиль и план пути участка, условия движения и другие факторы. От продолжительности и интенсивности режимов зависят прежде всего энергетические показатели и эксплуатационная надежность отдельных узлов и в целом всего электровоза.

Обозначив суммарные продолжительности режимов тяги (т), выбега (в), рекуперативного (рп) и механического (рр) торможения по пути L_т, L_в, L_рп, L_рр и по времени Т_т, Т_в, Т_рп, Т_рр, для всего участка пути можно записать:

L = L_т + L_в + L_рп + L_рр; (8.1)

Т = Т_т + Т_в + Т_рп + Т_рр, (8.2)

где L, Т – общие пройденный путь (длина участка) и время движения поезда.

Относительная продолжительность соответствующих режимов по пути и времени определяется по формулам:

(8.3)

причем ;

(8.4)

причем

Исследования показывают, что при прочих равных условиях на равнинном профиле пути относительная продолжительность режима тяги больше, а режимов выбега и торможения меньше, чем на перевалистом (холмистом) профиле пути.

Средняя скорость движения по времени на всем участке пути и в отдельных режимах определяется по выражениям:

V_t = ; (8.5)

V_{t т} = ; (8.6)

V_{t в} = ; (8.7)

V_{t рп} = ; (8.8)

V_{t рр} = , (8.9)

отсюда после преобразования получим:

V_t = V_{t т}τ_т + V_{t в}τ_в + V_{t рп}τ_рп + V_{t рр}τ_рр . (8.10)

Расшифровав информацию с регистраторов параметров движения и вычислив потребление электроэнергии в режиме тяги А_{э. т}, возврат электроэнергии в режиме рекуперации А_{э. р} и расход электроэнергии на собственные нужды электровоза А_{с. н.} рассчитывают среднюю мощность электровоза в этих режимах (Р_{эt т}, Р_{эt р}, Р_{эt с.н.}) и коэффициенты возврата электроэнергии (β_{э. р}) и расхода электроэнергии на собственные нужды (β_{э. с.н.}):

(8.11)

(8.12)

(8.13)

(8.14)

(8.15)

Результирующий полный расход электроэнергии определяют по формуле:

(8.16)

а удельные потребление а_{э. т}, возврат а_{э. р} и расход а_э электроэнергии рассчитывают по уравнениям, кВт·ч/10⁴ ткм:

; (8.17)

; (8.18)

; (8.19)

, (8.20)

где m_c – масса состава вагонов поезда.

Возврат электроэнергии А_{э. р} при прочих равных условиях существенно зависит от профиля пути, для грузовых поездов массой m_с = 4000 – 6000 т на участках с перевалистым профилем пути (крутизна уклонов до 10 ‰) коэффициент возврата электроэнергии при рекуперации β_{э. р} равен 0,2 – 0,3, а в некоторых случаях достигает даже больших значений.