- •Исходные данные Вариант № 28
- •1 Краткая характеристика вагона и его электрооборудования
- •1.1 Перечень потребителей электрической энергии и их основных показателей
- •1.2 Вариант электроснабжения вагона: структурная схема и описание
- •1.3 Размещение электрооборудования в вагоне
- •2 Расчет и выбор основного электрооборудования вагона
- •2.1 Расчет и выбор электроприводов вагонных механизмов
- •2.1.2 Определяем расчетное значение мощности электродвигателя:
- •2.1.3 Выбор двигателей по каталогу
- •2.2 Расчет и выбор электрического освещения
- •2.2.6 Определяем мощность электроэнергии, потребляемой для общего освещения:
- •2.3 Расчет и выбор электронагревательных устройств вагона
- •2.3.1 Тепловой расчет
- •2.3.2 Виды электрического отопления пассажирских вагонов
- •Раздел 17.2.3).
- •3 Определение потоков и расчет мощности электрической энергии, используемой в вагоне
- •3.1 Анализ структуры электрооборудования вагона
- •3.1.1 Определение потока энергии от впм 3000в:
- •3.2 Определение потока энергии от генератора
- •3.2.1 Методика определения расчетных нагрузок
- •3.2.1.2. Эффективное число потребителей электрической энергии:
- •3.2.1.3. Коэффициент использования потребителей:
- •3.2.1.4. Зависимость коэффициента максимума потребления от эффективного числа приемников nэ и коэффициента использования kи
- •3.3 Определение потока энергии от аккумуляторной батареи
- •3.4 Определение наибольшей мощности электрической энергии, используемой от «штатных» источников
- •3.5 Определение расчетных значений мощности источников электрической энергии
- •4 Расчет и выбор источников электроэнергии вагона
- •4.1 Расчет и выбор аккумуляторной батареи
- •4.1.1 Выбор вида аккумуляторной батареи:
- •4.1.2 Определение расчетного значения разрядного тока:
- •Раздел 3.5),
- •4.1.3 Определение расчетной интенсивности разряда батареи:
- •4.1.4 Определение расчетного значения емкости аккумуляторов вагонной батареи:
- •4.1.5 Определение количества аккумуляторов в вагонной батарее:
- •4.1.6 Выбор типа и номинальной емкости аккумуляторной батареи:
- •4.2 Расчет и выбор электромашинного генератора
- •4.2.1 Определение номинальное значение мощности генератора:
- •4.2.2 Выбираем тип, номинальную мощность и напряжение генератора:
- •4.3 Расчет и выбор выпрямитеьной установки
- •4.3.1 Выбор схемы выпрямительной установки электромашинного генератора
- •4.3.2 Определение расчетного значения номинальной и габаритной (полной) мощности выпрямительной установки:
- •4.3.4 Расчет и выбор типа полупроводникового диода выпрямительной установки:
- •4.4 Расчет и выбор статического преобразователя
- •4.4.1 Определение расчетного значения номинальной и габаритной (полной) мощности статического преобразователя:
- •4.4.2 Выбираем тип, номинальную мощность и номинальное напряжение
- •Определение годового объема и стоимости электрической энергии израсходованной в пассажирском вагоне
- •5.1 Определение годового объема израсходованной электрической энергии
- •Раздел 2.3);
- •5.2 Определение затрат на электроэнергию
- •6 Расчет и выбор проводов и кабелей, коммутанционной и защитной апппаратуры при подключении электротехнических устройств
- •6.1 Расчет и выбор проводов (кабелей) для подключения основного источника
- •6.1.1 Общая методика
- •6.1.2 Расчет и выбор проводов для подключения основного источника
- •6.1.3 Проверка провода по четырем условиям допустимого применения:
- •6.2 Расчет и выбор коммутационной аппаратуры электропривода вентяляционного агрегата вагона
- •6.2.1 Общие положения
- •6.2.2 Расчет и выбор коммутационной аппаратуры для подключения электропривода вентиляционной установки вагона
- •6.2.3 Проверка провода по трем условиям допустимого применения:
- •6.3 Расчет и выбор защитной аппаратуры вагонной аккумуляторной батареи
- •6.3.1 Общие положения
- •6.3.2 Расчет и выбор защитной аппаратуры вагонной аккумуляторной батареи
- •7 Принципиальная электрическая схема электрооборудования
- •8 Размещение электрооборудования в вагоне
4.1.6 Выбор типа и номинальной емкости аккумуляторной батареи:
- из таблицы А.19 выбираем тип аккумуляторов (вид аккумуляторов уже выбран в начале этого раздела 4.1.1),
- из таблицы А.19 выбираем ближайшее номинальное значение (близкое к расчетному значению Qрасч. емкости аккумуляторов или с учетом существующих стандартов: 75, 100, 125, 150, 180, 250, 300, 350, 400, 500, 600А·ч (батареи емкостью меньше 75А·ч в вагонах не применяются, а больше 600А·ч – не размещаются).
Примечание: В результате расчетов может потребоваться аккумуляторная батарея емкостью и 800Ач, и 1200Ач и даже 1500Ач. Как быть в этих случаях?
а) пересмотреть установленные потребители, их режимы энергопотребления и вновь произвести расчеты и выбор батареи;
б) использовать лучшие аккумуляторы мирового рынка;
в) отказаться от амбиций чрезмерной электрификации пассажирского вагона;
г) поступить как отечественные вагоностроители, которые ставят на вагоны «что есть».
Принимаем к установке на вагон аккумуляторную батарею:
-
номинальная емкость, А·ч
тип аккумулятора
количество аккумуляторов в батарее
Батарея размещается ………………………………………………………..
4.2 Расчет и выбор электромашинного генератора
4.2.1 Определение номинальное значение мощности генератора:
Рн.ген ≤ Ррасч. ген. ,
где Ррасч. ген. - расчетное значение потребляемой мощности энергии от генератора
(смотри раздел 3.5).
4.2.2 Выбираем тип, номинальную мощность и напряжение генератора:
из таблиц А.20 или А.21 выбираем тип генератора, его номинальную мощность и выходное напряжение (если сделан выбор генератора переменного тока, то необходимо предусмотреть выпрямительную установку – смотри следующий раздел 4.3);
определяем место размещения генератора в вагоне и механическую передачу от оси колесной пары (таблица А.22).
Принимаем к установке на вагон:
- электромашинный генератор ………………………………………………..
- механическую передачу (привод) …………………………………………...
- генератор размещается ……………………………………………………….
4.3 Расчет и выбор выпрямитеьной установки
4.3.1 Выбор схемы выпрямительной установки электромашинного генератора
Современные электрические генераторы пассажирских вагонов это синхронные индукторные генераторы переменного тока, эксплуатационная надежность которых на порядок выше генераторов постоянного тока. Однако бортовая электрическая сеть большинства вагонов – сеть постоянного тока, что, в основном, определяется использованием аккумуляторной батареи в качестве одного из источников электрической энергии.
Поэтому на практике применяют выпрямительную установку на выходе электромашинного генератора. Для вагонов без кондиционирования воздуха мощность генератора составляет не более 10 кВт и в качестве выпрямителя применяется трехфазная мостовая схема (рис. 4.1,а). Для вагонов с кондиционированием воздуха мощность генератора превышает 30 кВт и он выполняется с двумя группами трехфазных обмоток на статоре, сдвинутых относительно друг друга на 60 электрических градусов, а в качестве выпрямителя используются две трехфазные мостовые схемы (рис. 4.1,б). Дополнительным преимуществом подобного выпрямительного устройства является снижение пульсаций выходного напряжения Udг до 1,4% (пульсация выходного напряжения Udг трехфазной мостовой схемы составляет 5,7%). Увеличение количества полупроводниковых диодов так же не является недостатком, так как и в схеме (рис. 4.1,а) на выходные мощности порядка 30 кВт при напряжении 110 В их фактическое количество должно быть больше не менее чем в два раза за счет параллельного включения. Причем появилась бы новая проблема – параллельное включение диодов и необходимость предварительного подбора их характеристик или применения специальных мер распределения токов между параллельно включенными приборами.
Id Id
а) UZ + UZ б)
VD1 VD2 VD3 VD1 VD2 VD3 VD7 VD8 VD9
G G
Udг Udг
VD4 VD5 VD6
VD4 VD5 VD6VD1 VD11VD12
-
Рисунок 4.1 – Выпрямительные установки вагонных индукторных генераторов до10 кВт (а) и свыше 30 кВт (б).
Принимаем к установке на вагон выпрямитель ………………………………..
……………………………………………………………………(по рис. 4.1,….).