Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Тролейбус 9Тр – 21
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2005
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра ЕАП
Курсова робота
на тему:
"Тролейбус 9Тр – 21"
Львів – 2005
ЗАВДАННЯ
1. Вступ.
2. Опис кінематичної схеми ТЗ і вимоги до систем електроприводу.
3. Технологічні особливості роботи тролейбуса та вимоги до тягового електроприводу.
4. Розрахунок і вибір потужності привідного двигуна.
5. Розробка і опис принципової схеми електроприводу.
6. Розрахунок динамічних характеристик.
7. Висновок, література.
ВИХІДНІ ДАНІ
Тролейбус 9Тр-21
Маса тари – 8.9 т;
Повна маса – 13.62 т;
Діаметр колеса – 980 мм;
Передавальне число редуктора – 12;
Напруга мережі – 600 В;
Конструктивна швидкість – 65 км/год.
Тип ТЕД – ЗА
Кількість двигунів – 1;
Довготривалий струм – 208 А;
Часовий струм – 208 А;
Номінальна напруга – 600 В;
Опір обмотки якоря – 0.056 Ом;
Опір обмотки додаткових полюсів – 0.036 Ом;
Опір обмотки збудження – 0.044 Ом;
Число витків – 22;
Число колекторних пластин- 210.
1. ВСТУП
Завдання міського транспорту – забезпечення перевезення населення.
Задоволення потреби населення міста в перевезеннях повинно здійснюватися швидко зручно і безпечно. Розвиток міст зумовлює не тільки збільшення об’єму перевезень а й різноманіття транспортних послуг. Це визначило багатоплановість міського пасажирського транспорту: метрополітен, трамвай, автобус, таксі.
Найбільшу провізну здатність має метрополітен і трамвай. Тролейбусу та автобусу властива більша маневровість але менша провізна здатність. Недоліки кожного з видів транспорту компенсуються паралельним використанням інших видів транспорту.
Протягом останніх десятиріч тро лей бусний транспорт отримав широкий розвиток, частково витісняючи, через дефіцит нафти та бензину, найбільш масовий міський транспортний засіб такий як автобус, та отри муючи пріоритет під час будівництва нових транспортних артерій особливо в середніх та малих містах, де економічно недоцільно будувати метрополітен і про кладати нові трамвайні лінії.
В силу особливостей структури міст України найбільше роповсюдження в транспортних перевезеннях отримав тролейбус та автобус.
Основні переваги тролейбуса в порівнянні з автобусом :
зниження вартості витраченої енергії
екологічна чистота ;
плавність пуску і гальмування при багатоступінчатому та безступінчатому регулюванні;
реалізація підвищеної потужності яка особливо необхідна при рухові на граничних підйомах.
Недоліки:
менша маневровість;
необхідність контактної мережі і тягових підстанцій.
Найширше розповсюдження в містах країни отримали тролейбуси ТР виробництва Чехії, ЗИУ – Росії, а також тролейбусів які в останній час виробляються на Україні: ЛАЗ – виробництва Львівського автобусного заводу та ЮМЗ – Виробництва Дніпропетровського заводу “Південьмаш”
Розвиток науки і техніки сприяє постійному вдосконаленню тро лейбусного електро приводу, експлуатація якого зумовлена наступними особливостями:
необхідність забезпечення особливих умов надійності;
важкі умови експлуатації (широкий діапазон температур, робота в умовах пилу, вологості);
наявність мережі живлення постійного струму;
проблема якості електроенергії.
Ці особливості роботи зумовили те, що більшість загальної кількості тролей бу сів укомплектовані електроприводами з двигунами постій ного струму послідовного або змішаного збудження з реостатними системами керування пуском та галь му ванням.
Тягові електроприводи тролейбусів, що виробляють в Україні також ви ко нують за схемою з реостатними системами керування двигуном постійного струму змішаного збуджен ня. Така система має суттєві недоліки: під час пуску та гальмування втра чається значна кількість електроенергії, важко забезпечити оптимальні ре жи ми керування. Значно підвищити ефективність електроприводу й кон ку рен то здатність тролейбуса в цілому, можна комплектуючи його електроприводом з тиристорно-імпульсною системою керування (ТІСК), що зараз широко впроваджується в тяговому електроприводі. Як пока за ли дослідження [3], використання всіх резервів закладених в ці системи, до зво лить отримати економію приведених річних витрат на рівні 25-30%. В нас в краї ні і за рубежем розроблені й експлуатуються цілий ряд таких систем. Розроблення й впровадження перспективних електроприводів ведеться всіма фірмами, що спе ціа лі зують ся на випуску тягового електрообладнання. Електроприводами з ТІСК ком плек туються тролейбуси наймасовіших у світі виробників з названих вище (в т.ч. “Тро лейбусний завод” Росія, Scoda Чехія), або ними ведуться роботи з впро ва джен ня ТІСК (в т.ч. Лікінський автобусний завод, Дніпропетровський завод “Південьмаш”).
Перспективним напрямком вдосконалення є також впровадження тягового елект роприводу тролейбуса за системою тиристорний перетворювач частоти – асинхронний двигун (ТПЧ-АД), створені дослідні зразки тролей бу сів з двигунами змінного струму та випущені дослідні серійні партії. За такими електро приводами в перспективі визнається провідна роль, проте поява нових напів провідникових приладів (зокрема, IGBT тиристорів), при освоєнні їх про мислового випуску з необхідними параметрами (струм до 1000А, зворотна на пру га 2400-2800В ) створює нові перспективи й для електроприводів постійного стру му енергетичні показники та регульованість яких є вищими.
Створенням вперше в вітчизняній практиці транспортобудування дозволило досягти світового технічного рівня .
Досвід роботи тягового електрообладнання з ТІСК підтвердив їх високі споживчі якості : надійність роботи , підвищений комфорт для пасажирів , більшу високу ремонтопридатність. Підтверджена реальна економія електроенергії – не менш 50000 кВт. год на одну машину в рік .
Разом з тим тягове електрообладнання з сучасними ТІСК поряд з приведеними перевагами мають ряд недоліків :
велика кількість силових напівпровідникових елементів ;
значні маса і габарити ;
наявність активних втрат в перехідних режимах при виводі ступені баластного резистора в режимі пуску ;
складність переходу з рекуперативного на реостатне гальмування ;
наявність часової затримки при переході в режим гальмування , викликаної перемагнічуванням тягового двигуна, що особливо помітно на малих швидкостях руху .
Дані недоліки необхідно компенсувати в сучасних розробках тролейбусних електроприводів.
Основні принципи які необхідно закласти при розробці перспективного тягового електроприводу.
використання однофазного тиристорно – імпульсного перетворювача для регулювання струмів якоря і збудження тягового електродвигуна ( ТЕД ) ;
використання схеми ТІСК без дозарядки комутуючого конденсатора струмом навантаження , що дозволяє зменшити масу і габарити ТІП , так як дає можливість застосовувати один вузол комутації для виключення тиристорів , регулюючих струм якоря і струм збудження.
виключення режиму електричного гальмування при русі “ назад “
використання систем керування які б реалізували вимоги тягового приводу тролейбуса.
Тролейбусний рух у колишньому СРСР відкрився в 1933 р. Перші два тролейбуси ЛК були введені в експлуатацію на Ленінградському шосе в Москві. До кінця 1934 р. Москва мала вже 50 тролейбусів типу ЛК, а в 1936 р. тролейбуси з'явилися на вулицях Ленінграда, Києва, Ростову-на-Дону і Тбілісі. Кількість тролейбусів швидко збільшувалося. До кінця 1965 р. тролейбусний рух був в 77 містах, тролейбусний парк складав близько 10174 машин, а довжина контактної мережі тролейбусних маршрутів — понад 5028 км.
У зв'язку зі швидким ростом тролейбусного руху, а також автобусних перевезень відбувся перерозподіл питомої ваги окремих видів міського суспільного транспорту. У центральній частині великих міст трамвай поступається місцем більш комфортабельному і маневровому виду транспорту — тролейбусу.
Основними елементами тролейбуса є: кузов з рамою чи несучий (безрамний) кузов, тягові електродвигуни, тягова передача, передній міст, задній міст (один чи два), ступиці з колесами, ресорна підвіска й амортизатори, рульове керування, гальмове обладнання, пневматичне устаткування, пускорегулююча електроапаратура і допоміжне електричне устаткування. Рама, передній і задній мости, ресорна підвіска і ступиці з колесами в сукупності створюють ходову частину тролейбуса.
Кузов з рамою (чи несучий кузов) являють собою основу, що дає можливість механічно приєднувати до них устаткування чи з'єднувати між собою окремі агрегати й елементи рухомого складу. У кузові обладнуються приміщення для пасажирів і кабіна водія, а також окремі пристрої і пристосування для розміщення різної апаратури й інших елементів устаткування.
Обертовий момент, що розвивається тяговим електродвигуном, передається спеціальними механізмами ведучим колесам. Під дією розвиваючої сили тяги відбувається рух тролейбуса.
Тягова передача являє собою сукупність механізмів і пристроїв (карданна передача, редуктор, диференціал, півосі), що забезпечують:
а) передачу обертаючого моменту від тягового електродвигуна до ведучих коліс під прямим кутом;
б) збільшення передавального обертового моменту і зменшення швидкості обертання ведучих коліс відносно якоря тягового електродвигуна;
в) розподіл обертового моменту між ведучими колесами.
Передній міст шарнірно з'єднується з кузовом, за допомогою ресорної підвіски і передає навантаження передньої частини тролейбуса на дорогу за допомогою коліс. Передні мости в сучасному рухливому складі безрейкового електричного транспорту, як правило, є керованими, тобто дають можливість у необхідних випадках змінювати напрямок руху тролейбуса.
Задній міст з'єднується з кузовом також за допомогою ресорної підвіски і передає навантаження задньої частини тролейбуса на дорогу за допомогою коліс. Задні мости, як правило, є ведучими, тобто забезпечують реалізацію сили тяги, а отже, рух тролейбуса за допомогою з'єднаних з тяговою передачею ведучих коліс. У кожусі заднього моста, звичайно, розташовуються елементи тягової передачі: редуктор з диференціалом і півосі.
На спеціальних опорах переднього і заднього мостів встановлюються ступиці з колесами, що здійснюють рух тролейбуса і передають його навантаження на дорогу.
Ресорна підвіска забезпечує пружне з'єднання переднього і заднього мостів з рамою кузова чи кузовом (у випадку застосування несущої конструкції), зм'якшуючи і поглинаючи удари і поштовхи, що виникають при коченні колеса по поверхні дороги. Амортизатори гасять коливання кузова, що виникають при русі по нерівностях дороги.
Рульове керування, встановлене в передній частині кузова, служить для зміни напрямку його руху шляхом повороту коліс переднього моста.
Гальмова система призначена для інтенсивного зменшення швидкості руху і зупинки тролейбуса.
Пневматичне обладнання рухомого складу призначене для одержання й акумулювання стиснутого повітря, подачі його до гальмових пристроїв і механізмів обслуговування кузова, а також для приведення їх у дію. Пневматичне обладнання розміщується під кузовом і усередині його.
Пускорегулююча електрична апаратура служить для вмикання, вимикання, реверсування і перегрупування тягових електродвигунів (якщо остання застосовується) і ослаблення поля, забезпечуючи пуск, регулювання швидкості й сповільнення тролейбуса. Пускорегулююча електрична апаратура розміщається усередині кузова (у передній чи задній частині) і під ним.
Допоміжна електрична апаратура вмикає і вимикає електродвигуни компресорів, генератори (власних потреб), електродвигуни вентиляторів, акумуляторні батареї, реле і регулятори, необхідні для забезпечення правильної роботи, а також кола освітлення, опалення, сигналізації й інших допоміжних кіл.
Електричний рухомий склад безрейкового транспорту комбінованого типу має в порівнянні з тролейбусами додаткове обладнання, що відповідає принципу його дії й особливостям конструкції.
2. КІНЕМАТИЧНА СХЕМА ТРОЛЕЙБУСА.
Загальна характеристика редукторів тягових передач, вимоги до конструкції.
Редуктор тягової передачі являє собою пристрій, що збільшує обертаючий момент, переданий від тягового електродвигуна до рушійних коліс. Редуктори конструктивно забезпечують передачу обертаючого моменту співвісним валам або валам, установленим під кутом один стосовно іншому найчастіше всього під 90е.
Основні схеми центральних редукторів тягових передач
одноступінчаті при підвішуванні тягового двигуна: про — рамно-осьовий; б — рамному поперечному; в і г — рамному подовжньому; двоступінчасті при підвішуванні тягового двигуна: а — рамному подовжньому; е — осьовому співвісному
Тягові передачі, застосовувані на рухливому вагоні міського електричного транспорту, можуть містити в собі один (мал. 14.1) або кілька редукторів. Останні можуть бути зв'язані твердою мостовою конструкцією (схема а) або мати самостійну підвіску (схеми б і в).
Редуктори бувають центральними або рознесеними. Останні містять у собі центральний редуктор і два бортових (у схемах тягових передач безрейкового рухливого складу) або осьових редуктори (у схемах тягових передач рухливого складу трамвая і метрополітену).
Редуктори тягових передач електричного рухливого складу крім загальних вимог довговічності, надійності в експлуатації, простоти конструкції і технічного обслуговування повинні з погляду спеціальних вимог, забезпечувати:
1) необхідну величину передаточного числа для реалізації найкращих тягових якостей електродвигуна;
2) можливо менші габарити по висоті, що забезпечують передачу необхідних потужностей;
безшумність у роботі;
високий к. п. д.
Основними ознаками для класифікації редукторів тягових передач є число ступіней, тип і взаємне розташування застосовуваних у них зубцюватих шестерень. По цих ознаках редуктори підрозділяють на одноступінчаті і багатоступінчасті. На рухомому складі міського транспорту найчастіше застосовують одноступінчаті і двохступінчаті редуктори з постійним передаточним числом.
Одноступінчаті редуктори тягових передач бувають циліндричні, черв'ячні і конічні, причому в них використовуються практично усі види зубцюватих зачеплень: евольвентні, гепоїдні, зачеплення Новикова й ін.
Двоступінчасті редуктори в залежності від установки тягового електродвигуна звичайно представляють сполучення конічної пари з циліндричною або двох циліндричних пар.
Вибір типу редуктора тягової передачі визначається способом установки і розташуванням тягового електродвигуна на рухомому складі.
Редуктори передачі при осбовій підвісці тягового двигуна.
Характерними рисами редукторів тягових передач при осьовій підвісці двигуна й індивідуальному приводі коліс є:
тверде з'єднання несучих нерухомих деталей редуктора з корпусом тягового двигуна;
тверді габаритні обмеження розмірів редуктора усередині обіду колеса як в осьовому, так і в радіальному напрямках;
відсутність спеціального корпуса редуктора, роль якого виконує в більшості випадків маточина колеса.
Редуктори мотор-колесо по типі застосованих кінематичних схем можуть бути планетарними, не планетарними і комбінованими (тобто складаються з планетарних і не планетарних механізмів), а по розташуванню осей вхідного і вихідного валів — співісними і неспіввісними.
Більшість редукторів мотор-колесо мають одну-дві ступіні, із внутрішнім зачепленням, що володіє більшою несучою здатністю в порівнянні з зовнішнім зачепленням і більш повно відповідає умовам компонування агрегатів мотор-колеса, дозволяючи зменшити діаметральні розміри передачі.
Переважна більшість конструкцій редукторів мотор-колеса є співвісними по відношенню до осі електродвигуна і колеса. Таке розташування елементів передачі дозволяє використовувати в ряді випадків корпус двигуна як вісь колеса, що значно зменшує вагу вузла.
Найбільш доцільним типом зубчастої передачі (у тому числі і співвісної) враховуючи зовнішнє і внутрішнє зачеплення, є планетарна передача (планетарний механізм). При її використанні значно знижуються навантаження на зуби, діаметральні розміри передачі і її вага. Крім того, раціональні типи планетарних передач дозволяють знизити втрати на тертя, підвищити надійність передачі, поліпшити її вібрірувані властивості, а також забезпечити високе значення передаточного числа при порівняно невеликих габаритах передачі.
Планетарним називається зубцюватий механізм, у якому мається одне або більш зубчастих коліс з рухливою віссю. Цим він відрізняється від простих зубцюватих механізмів, що не мають рухливих осей зубчастих коліс. На мал. 2 зображений найпростіший планетарний механізм з одним зовнішнім і одним внутрішнім зачепленням. Механізм цього типу найбільше часто використовується в конструкціях редукторів мотор-колесо. Ланка, на якому встановлюються зубчасті колеса з рухливими осями, називається ведучою і позначається буквою Н. Зубчасті колеса 2 з рухливими осями називаються сателітами. Нерухома вісь обертання механізму називається основною віссю. Зубчасті колеса 1 і 3, що зчіплюються із сателітами, називаються центральними колісьми. Їхня вісь обертання збігається з основною віссю.
Іноді внутрішнє зубчасте колесо 1 називають сонячною шестірнею, а зовнішнє 3— коронною шестірнею. Ланки, що обертаються біля основної осі і сприймають навантаження від зовнішніх моментів, називаються основними ланками. Механізм, зображений на мал. 2, часто називають трьохколісним планетарним механізмом типу 2К-Н із зовнішнім і внутрішнім зачепленнями. Індекс 2К-Н означає, що механізм із трьох основних ланок має два центральних зубчасті колеса й одне ведуче. Таку планетарну передачу іноді для стислості називають також планетарним рядом. Існують планетарні зубцюваті механізми й інші типи.
Для того щоб планетарний механізм передавав момент, що крутить, не обхідно зафіксувати одне з його основних ланок. Загальмовувати, наприклад, нерухоме колесо 3, одержимо передачу, у якій ведучою і веденою ланками є ланки 1 і Н або Н і 1. Закріпивши ланку 1, одержимо передачу з ведучими і веденими ланками 3 і Н або Н і 3. Якщо закріпити ведучу Н, то з планетарного механізму вийде простий (тобто не планетарний) з ведучою і веденою ланками 1 і 3 або 3 і 1.
Планетарні механізми, у яких рухливі всі три основних ланки, називаються диференціальними.
Призначення, вимоги до конструкції, кінематика диференціалу і півосі.
Диференціалом тягової передачі називається механізм, що забезпечує звичайно рівномірний розподіл обертаючого моменту, підведеного до ведучих коліс при їх коченню без прослизання (буксування).
Диференціал застосовується переважно в тягових передачах рухомого складу на пневматичних колесах (безрейковий і спеціальний транспорт). На рейковому рухомому складі, зокрема на трамвайних вагонах, його застосування обмежене лише досвідченими конструкціями.
Диференціали, застосовувані в тягових передачах електрорухомого складу, повинні задовольняти наступним вимогам:
розподіляти моменти, що крутять, між колесами або осями в співвідношеннях, що забезпечують найкраще використання експлуатаційних якостей тягового електропривода рухомого складу і кочення ведучих коліс без прослизання при повороті, русі рухомого складу по нерівній дорозі і т.д.
мати малі габаритні розміри;
мати високий коефіцієнт корисної дії.
Звичайно застосовують диференціали з зубчастими колесами. У залежності від типу зубчастих коліс диференціали розділяються на конічні і циліндричні. У сучасних тролейбусах, як правило, застосовуються тільки конічні диференціали. Тягові передачі двохосьових тролейбусів забезпечуються міжколесними диференціалами. При здвоєних ведучих осях тролейбус обладнається додатково міжосьовим диференціалом.
3. Технологічні особливості роботи тролейбуса та вимоги до тягового електроприводу
В робочому циклі тролейбуса під час його руху на перегоні мають місце наступні режими роботи:
пуск і розгін тролейбуса до максимально можливої швидкості;
регулювання швидкості руху (маневрові режими);
рух з усталеною швидкістю;
гальмування.
Умови роботи електрообладнання тролейбусів характеризуються наступними факторами:
живлення від мережі постійного струму;
широкий діапазон різких змін напруги живлення, при яких необхідно забезпечити працездатність тролейбуса;
необхідність у будь-якому випадку забезпечити режим гальмування;
постійні ударні поштовхи та вібрації;
проникнення в обладнання забрудненого й вологого повітря і навіть бруду, води та снігу;
широкий діапазон температур повітря та обмоток електричних машин;
обмеження за масо-габаритними показниками.
Основними вимогами, що визначають структуру системи тягового електроприводу тролейбуса є:
максимальна продуктивність тролейбуса, здатність пересуватися вулицями міста з найменшою витратою часу;
надійність, довговічність роботи електричного та механічного обладнання;
зручність керування тролейбусом;
простота системи керування, зручність у налагоджені та експлуатації.
Проаналізуємо основні режими роботи тролейбуса та сформулюємо вимоги до системи електроприводу для їх забезпечення.
Пускові режими. Для отримання високих швидкостей сполучення при русі з великою кількістю зупинок на коротких перегонах, розгін необхідно здійснювати з максимальним прискоренням , тому двигун повинен розвивати максимально допустимий момент. Величина максимального прискорення визначається факторами:
забезпечення допустимих для пасажирів, що стоять, значень прискорення (1.6-2.0 м/с2);
перевантажувальною здатністю тягового двигуна – у найважчому пуску максимальний струм двигуна не повинен перевищувати 1.8-1.9 Ін;
допустимими перевантаженнями в механічному обладнанні;
зчепленням коліс транспортного засобу з дорожнім покриттям.
Але, як виявляє досвід експлуатації, реалізація максимальних прискорень не завжди допустима й доцільна, наприклад, за конкретної транспортної експлуатації. Тому електропривод повинен забезпечувати можливість пуску меншими прискореннями, а значить із меншими пусковими моментами.
Механізм тролейбуса характеризується значними люфтами в механічних передачах, внаслідок чого під час роботи можливі значні удари в з’єднаннях, а скінчена жорсткість елементів трансмісії викликає значні коливання пружного моменту. Поява таких процесів призведе до виникнення недопустимих для пасажирів ривків, підвищеного спрацювання механічного обладнання, пробуксовування коліс. Зменшити їх шкідливий вплив можна забезпеченням плавних перехідних процесів, зменшенням темпів наростання прискорення. Тобто, необхідно ввести обмеження під час рушання транспортного засобу. Для плавного рушання з місця, а також зменшення динамічної дії на тягову передачу початкове прискорення повинне бути не більшим 0.3-0.4 м/с2 для ненавантаженого транспортного засобу. Далі прискорення слід збільшувати до максимально усталеного значення з темпом наростання який не перевищує 1.5 м/с3.
Отже під час пуску система електроприводу повинна забезпечувати:
обмеження прискорення, моменту та струму двигуна та механізму допустимим значенням;
регулювання величини прискорення, а отже, обмеження струму та моменту;
певний статизм ділянки струмообмеження.
Режим з усталеною швидкістю та маневровий режим. Робоча характеристика транспортного електроприводу повинна забезпечувати реалізацію привідним двигуном максимальної потужності в кінці розгону і підтриманням її у широкому діапазоні зміни навантаження для руху нормально завантаженого за вагою тролейбуса. Тобто, зі збільшенням навантаження, наприклад при рухові на підйом, слід зменшувати швидкості. Характеристика з такими властивостями має назву тягова характеристика. Звичайно, засобами сучасного електроприводу таку характеристику можна сформувати, використовуючи, будь-який тип привідного двигуна.
Характерним режимом роботи тролейбуса є виконання маневрових операцій. Маневрові рухи, звичайно, проводяться на знижених швидкостях і за відсутніх стабільних проміжних характеристик здійснюється через повторність ввімкнень пускових і ви бігових режимів, що пов’язані з частою комутацією силового кола. Тому важливою вимогою до електроприводу тролейбуса є наявність стабільних характеристик для регулювання швидкості вниз від основної. Такі характеристики називають ще характеристиками з частковою віддачею потужності. Жорсткі проміжні характеристики також необхідні з умови забезпечення стійкої роботи приводу за зриву зчеплення.
Отже, в робочих і маневрових режимах електропривод тролейбуса повинен забезпечувати:
тягову робочу характеристику без значного ускладнення системи регулювання;
досягнення максимальної швидкості вищої від основної з максимальною віддачею потужності;
можливість тривалої роботи без перекомутації силової схеми в будь-якій точці тягових характеристик;
регулювання швидкості нижче природної;
високу жорсткість маневрових характеристик.
Гальмівний режим. Система електричного гальмування повинна задовольняти також специфічним вимогам:
бути електрино стійкою у всіх можливих експлуатаційних режимах;
забезпечувати плавне і швидке виникнення гальмівної сили;
забезпечувати максимально можливу рекуперацію електроенергії в мережу;
гальмування з прискоренням, яке б дозволило уникнути зриву зчеплення з дорожнім покриттям та юзу;
при пропаданні живлення забезпечувати самозбудження.
Особливої уваги в аналізі гальмівних режимів слід надати аналізу ефективності гальмування за одночасного забезпечення стійкості транспортного засобу. На тролейбусах, як правило, встановлюються дві системи гальмування: електричну та механічну. При цьому пріоритет має електричне гальмування, яке діє тільки на колеса заднього моста. Сумісна дія механічного та електричного гальм потребує регулювання розподілу їх гальмівних сил.
В сучасних транспортних системах широко застосовують регулятори гальмівних сил або антипробуксовочні системи. Регулятори повинні забезпечити оптимальний розподіл гальмівних сил між колесами мостів як для робочого, так і для аварійного гальмування в різних дорожніх умовах незалежно від навантаження транспорту. Основна ідея алгоритмів роботи більшості протипробуксувальних систем полягає в зменшенні гальмівних зусиль за перевищення ковзанням допустимого значення. Цей режим характеризується різким зменшенням швидкості колеса аж до блокування його обертання, із збереженням поступального руху транспортним засобом. Вихід із стану юзу можливий лише шляхом зменшення гальмівних зусиль приводу.
Вимоги до електричного обладнання:
Нерівності дороги, коливання та вібрації механічної частини призводять до ударних дій і трясок, що вимагає підвищеної електричної та механічної міцності деталей, високої надійності кріплень. Монтаж електричного обладнання підресорний.
Обладнання працює в умовах забрудненого і вологого повітря, а на сам тяговий двигун потрапляє і болото, і вода, і сніг. Тому ізоляційні деталі повинні мати вологостійку ізоляцію, металеві деталі повинні бути захищені антикорозійним покриттям.
Електричне обладнання повинне мати високу комутаційну надійність (з огляду на високу номінальну напругу-550 В). Електричне обладнання повинно бути розраховане на різку зміну напруги в контактній мережі.
Широка зміна температури обмоток електричних машин (обладнання повинно працювати і забезпечувати робочі параметри за цих умов) Збільшення температури призводить до того, що стопорні струми зменшуються.
Обмежений простір рухомого складу. Тому електричне обладнання повинно мати обмежені габарити та вагу.
Несправності електричного устаткування призводить до порушення графіку роботи транспорту. Вимагається швидка ремонтоздатність вузлів.
Перевезення пасажирів вносить особливі вимоги по надійності.
Вимоги до системи керування:
1 група.
Всі операції повинні бути простими і повинні легко запам’ятовуватись.
Одночасно може використовуватись тільки одна ручка і одна педаль. Ручки і педалі блокуються між собою, щоб виключити помилкові дії.
За будь-яких умов повинен здійснюватись режим гальмування.
2 група.
Несправність електричного апарата не повинна викликати появу несправного режиму при роботі.
3 група.
Надійність електричних апаратів.
4 група.
Легкість та зручність в обслуговуванні.
5 група.
Габарити і вага регулювальної апаратури повинні бути мінімальними.
6 група.
Мінімальна вартість, але не за рахунок надійності.
4. Розрахунок і вибір потужності привідного двигуна
Потужність тягового електродвигуна тролейбуса визначаємо виходячи з технічних характеристик машини і заданих умов руху.
Рис.6. Навантажувальна діаграма тягового електроприводу
У тяговому двигуні тролейбуса енергія поступає у вигляді електроенергії з контактної мережі пертворюється в механічну на валу двигуна. Звідти вона як обертовий момент передається за допомогою тягової передачі на виконавчий орган ведучі колеса.
Потужність Pдв двигуна визначаємо як
Pдв=Мдв*(дв
де Мдв – обертовий момент на валу тягового двигуна;
(дв – кутова швидкість вала двигуна.
Мдв= Fekв*D/2*i*(
де
Fekв - еквівалентна сила тяги прикладена до коліс тролейбуса;
D=0. -зовнішній діаметр колеса;
(=0.95 - коєфіцієнт корисної дії тягової пердачі;
і =12 - передавальне число редуктора.
Сила тяги Fekв повинна покривати сумарну силу опору рухові ΣF яка всвою чергу складається з з наступних складових:
Ff – сила опору кочення яка включає втрати в підшипниках коліс і тягового редуктора;
Fпов –сила опорові повітря яка залежить від швидкості руху машини та від її аеродинамічних властивостей;
Fi –сила опорові при руху на підйомі, кут нахилу приймається 20 40;
Fd – сил опорові пробуксовування коліс;
Fj –сил опорові при рухові з прискоренням:
= 0.016*89000=1424 Н
де Ga=136200 Н – вага транспортного засобу яка припадає на ведучі колеса,
f – коефіцієнт опору рухові, який залежить від дорожного покриття, його величина знаходиться в межах 0.003..0.15 для тролейбуса f=0.014....0.018.
Коефіцієнт опору рухові :
,
або квадратичною
,
де – постійна складова коефіцієнта опору рухові.
Вираз для сили опору підйому має вигляд:
=89000*0.03=2670 Н
де i=tg ( – крутість профілю , 0/00 приймаємо рівною 30/00.
Cила опору повітря Fпов, основну частину якого ( 60%) становить лобовий опір рухові запишеться як:
,= 16*6.92*6.21/2=2365 Н
де сх = – коефіцієнт лобового опору,
( – густина повітря,
АПОВ = 2.3*2.7= 6.21 м2 - площа лобового опору.
Інерційність Fjx транспортного засобу виражається як:
=1.1*8900*1.1=10769 Н
де – коефіцієнт врахування маси.
Сила , яка розсіюється в зоні контакту колеса з опорною поверхнею описується наступним виразом:
=89000*0.08=7120 Н
де – повздовжня реакція дороги, рівна силі тяги рушія,
– лінійна швидкість колеса або тролейбуса при відсутності проковзування;
– лінійна швидкість поступального руху колеса;
– коефіцієнт проковзування колеса відносно поверхні.
Діапазон зміни коефіцієнта проковзування d становить 0-1. Так, у ведучому та гальмівному режимах за відсутності проковзування коефіцієнт проковзування дорівнює нулю, а для повного проковзування – одиниці. У ведучому режимі повне проковзування має місце для буксуючого колеса і нерухомого екіпажу, а в гальмівному режимі – для заблокованого колеса й руху екіпажу юзом.
F1=+Fjx+ Fпов=1424+7120+2670+10769+2365=24348 Н
рух з усталеною швидкістю
F3=+ Fпов=13579 Н
середня при розгоні на ділянці природної характеристики
F2= (F1 +F3)/2=18963 Н
при гальмуванні
F5=-Fjx+ Fпов=-2810 Н
Побудова діаграми навантаження розрахунок та вибір тягового двигуна
Відповідно до тахограми рух можна розбити на наступні етапи :
t1- час розгону при максимальному моменті двигуна;
t2 - час прискореного руху на ділянці природньої характеристики ;
t3 - час руху з усталеною швидкістю;
t4 - час вибігу;
t5 - час гальмування;
t6 - час зупинки.
Час розгону при максимальному моменті двигуна визначаємо як:
.
Час прискореного руху на ділянці природньої характеристики:
.
Час гальмування :
.
Час вибігу приймаємо рівним : t4=5c
S=350 м
S1=
S2=
S4=
S5=
S3=S-(S1+S2+S4+S5)=285.65м
Час руху з усталеною швидкістю:
t3==41.4с
Час зупинки приймаємо рівним 15с.
Відповідно з проведеними розрахунками будуємо тахограму руху та навантажувальну характеристику тягового приводу тролейбуса.
Визначаємо еквівалентну силу якку повинен розвивати тяговий привід:
14790Н.
Значення Fекв дозволяє визначити необхідний момент який розвиває привідний двигуна:
Нм.
1/с.
Значення Мдв та ωдв дозволяє визначити необхідну потужність привідного двигуна:
635*134 =85.09 кВт
5. ОПИС СИЛОВОЇ ЧАСТИНИ І КОЛА КЕРУВАННЯ ТРОЛЕЙБУСА 9Тр – 21
Тролейбуси 9Тр – 21 мають напівавтоматичний реостатний пуск та реостатне електричне гальмування із самозбудженням двигуна. Вони успішно експлуатуються в містах з легким профілем шляху, а також в гірських районах на трасах із затяжними уклонами та змінним рельєфом.
В силове коло тролейбуса 9Тр – 21 входять два струмоприймачі Т1 і Т2; розрядник 009; лінійний контактор 021; силова котушка електромагнітної муфти ЭМ контролера керування; тяговий електродвигун ТД та конденсатор С1, підключений паралельно до якоря двигуна; пальцеві контакти реверсора В1, В2, Н1, Н2; силові (реостатні) контактори 026, 031 – 037; гальмівний контактор 025; пуско-гальмівний та регулювальний реостати; амперметр з шунтом; автоматичний вимикач 011; гальмівне реле 005 з опором 15 кОм, потужністю 25 Вт.
В коло керування тролейбуса 9Тр – 21 входять: вимикач керування 300; плавкий запобіжник на 10А; втягуючі котушки контакторів лінійного 021, силових 026, 031 – 037, гальмівного 025, допоміжних високовольтних електричних кіл 012, двигуна компресора 220; контакти 210 регулятора тиску і вимикачів 232 і 235; котушка 554 контактора електромагнітного вентиля підсилення ручного гальмування і кнопка 553 його вмикання; котушка 703 контактора склообігрівача, вимикач 547 і контакти 725 аварійного термостата склообігрівача; контрольна лампа обігріву 516 з резистором опір 100 Ом, потужність 2 Вт; конденсатори С4; кулачкові елементи контролера ходу 321, 323, 331 – 337 та 506; кулачкові елементи гальмівного контролера 324, 326, 328, 341 – 346; контакти гальмівного реле 005; низьковольтний контакт 011 автоматичного вимикача і контрольна лампа 500. Контролер ходу приводиться в дію ходовою педаллю.
Перемикання ступенів руху здійснюється за допомогою електромагнітної порошкової муфти, котушка ЭМ якої ввімкнена в силове коло. Блокування та відпущення барабана ходу здійснюється електромагнітним гальмом при визначеному струмі в силовому колі таким чином, щоб була досягнута максимальна швидкість руху у випадку плавного розгону тролейбуса і коли двигун був захищений від надмірного перевантаження. Скачки при пуску згладжуються маховиком, який звя’заний з валом муфти. Маховик зменшує оберти барабана ходу на перших пускових позиціях, ще тоді коли струм в силовому колі не досягає тієї величини при якій блокується обертання електромагнітної муфти.
Пуск та розгін. Контролер керування КТД – 2 дозволяє здійснювати дві системи пуску.
При швидкому натисненні пускової педалі без певної витримки на позиціях здійснюється автоматичний пуск з максимальним прискоренням. Обертання ходового барабана зумовлене під дією спеціальної натяжної пружини, причому частота обертання, а значить, і швидкість виведення пускових реостатів з кола тягового двигуна контролюються порошковою електромагнітною муфтою в залежності від значення величини струму в силовому колі.
Натискаючи плавно пускову педаль, водій може встановити необхідну швидкість так як кожному положенню пускової педалі відповідає відповідна позиція контролера ходу.
Барабан контролера ходу має одинадцять позицій, з яких вісім пускових (реостатних), дев’ята – ходова, десята та одинадцята – позиції ослабленого магнітного поля збудження тягового електродвигуна.
Щоб привести електричні кола до робочого стану перш за все необхідно приєднати струмоприймачі до контактних проводів. Потім вмикають коло керування до акумуляторної батареї з напругою 24 В вимикачем 300; вмикають вимикачі 235 та 232, вимикачі низьковольтних споживачів на 24 В.
Після цього вмикають автоматичний вимикач 011, при цьому замикається його блок – контакт 011 в колі втягуючої котушки лінійного контактора 021.
Коли компресор заповнить пневматичну систему стисненим повітрям, встановлюють рукоятку реверсора в ходове положення, яке відповідає напрямку руху («Вперед» або «Назад»).
Якщо пускова і гальмівна педалі знаходяться в нульовому положенні, то кулачкові елементи 326 і 328 гальмівного контролера та вимикач 306 педалі пневматичного гальма залишаються замкненими.
Робота ходового та гальмівного контролерів взаємно блокується кулачковими елементами 326 і 328 гальмівного контролера і вимикачем 306 педалі пневматичного гальма, причому при натисненні на педаль пневматичного гальма вимикач 306 розриває електричне коло втягуючої котушки контактора 021 тільки після того як відкриється пневматичний гальмівний кран і гальмівне зусилля буде достатнім для утримання тролейбуса на уклоні.
При встановленні ходової педалі на першу позицію замикаються кулачкові елементи контролера ходу 323, 331, 506 і на деякий короткий проміжок часу 321. При цьому струм тече від «+» акумуляторної батареї через плавкий запобіжник 10А, вимикач 300, кулачкові елементи контролера ходу 321, 323, втягуючу котушку лінійного контактора 021, вимикач 306, що приводиться в дію педаллю пневматичного гальма, кулачковий елемент гальмівного контролера 326, контакт 011 автоматичного вимикача на «-» акумуляторної батареї. Лінійний контактор 021 вмикається, і замикається його блок – контакт 021, включений паралельно кулачковому елементу 321. Одночасно із втягуючою котушкою 021 отримує живлення котушка контактора 026. Потім кулачковий елемент 321 розмикається, і втягуючі котушки контакторів 021 та 026 в подальшому отримують живлення тільки через блок – контакт 021.
Якщо барабан контролера ходу або гальмівного контролера з будь – якої причини не повернеться в нульову позицію, пуск двигуна не зможе бути здійсненим, так як коло втягуючої котушки лінійного контактора 021 не буде зібране. Крім того, на першій позиції замикається кулачковий елемент 331 контролера ходу і вмикає втягуючу котушку силового контактора 031, а кулачковий елемент 506 вмикає контрольну лампу 500, встановлену на щитку приборів; контрольна лампа світиться лише в пускових позиціях. Таким чином, на першій позиції ввімкнені лінійний контактор 021 і силові контактори 026 і 031.
На першій позиції в коло тягового двигуна введений пусковий опір 3,87 Ом. Далі із збільшенням швидкості тролейбуса реостат плавно виводиться; на дев’ятій позиції ходової педалі пусковий реостат виведений повністю (погасає контрольна лампа 500 на пульті керування водія) і двигун починає працювати на автоматичній природній характеристиці повного поля. На десятій та одинадцятій позиціях розгін тролейбуса відбувається за рахунок ослаблення поля збудження. На десятій позиції магнітне поле ослаблюється на 35 %, на одинадцятій – на 54 %. Максимально допустима швидкість руху тролейбуса з нормальним навантаженням по горизонтальній дорозі складає 60 км/год. Прискорення тролейбуса при повному навантаженні і номінальній напрузі контактної мережі рівне 1,5 м/с2.
Електричне гальмування. При електричному гальмуванні двигун працює в режимі генератора, а вироблена енергія погашається на гальмівному опорі. В гальмівному режимі змінюється напрям протікання струму в колі якоря, а в обмотці збудження залишається незмінним.
На першій позиції гальмівної педалі розмикаються кулачкові елементи гальмівного контролера 326 і 328, а 324,341,346 і 505 замикаються. При цьому вмикаються контактори 025, 031, 036 і лампи стоп – сигналів 511. Контактори 031 і 025 замикають коло якоря на гальмівний опір, а в обмотку збудження струм тече через контактори 036 і 025.
З першої по сьому позиції гальмівний опір з кола двигуна виводиться і його величина зменшується з 3,795 до 0,483 Ом. Якщо електричне гальмування відбувається на великих швидкостях, то із збільшенням напруги на клемах двигуна вище 300 В спрацьовує гальмівне реле 005, ввімкнене паралельно якорю двигуна. При цьому контакти гальмівного реле, ввімкненого кола в коло керування, замикають коло втягуючої котушки контактора 026.
При ввімкнені контактора 026 струм в обмотці збудження зменшується, а відповідно зменшується напруга і гальмівне зусилля, створене двигуном в генераторному режимі. В ...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора