Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Завдання
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Вихідні дані
Тролейбус ТР-14
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.
Завдання
1.Вступ.
2.Опис кінематичної схеми ТЗ і вимоги до систем електроприводу.
3.Огляд існуючих схем і вибір раціональної.
4. Розрахунок і вибір потужності привідного двигуна.
5.Розробка і опис принципової схеми електроприводу.
6.Розрахунок елементів силового кола:
- вибір тиристорів;
- вибір комутуючих елементів.
7.Розрахунок динамічних характеристик.
Опис кінематичної схеми і вимоги до електроприводу
2.1.Загальна характеристика редукторів тягових передач, вимоги до конструкції.
Редуктор тягової передачі являє собою пристрій, а)
який збільшує крутний момент від електродвигуна до веду-
чих коліс. Редуктори конструктивно забезпечють передачу
крутного моменту одноосьовим валам або валам, розташо-
вані під кутом один по відношенню до другого частіше
всього під 90°.
Тягові передачі можуть включати в себе декілька
редукторів (рис.1). Вони можуть бути зв’язані жорсткою
мостовою конструкцією (схема а ) або мають власну під-
віску (схема б ).
Редуктори бувають центральними або рознесе-
ними. Останні включають в себе центральний редуктор 1
і два бортові 2 і осьових 3 редуктора (рис.1) .
Редуктори тягових передач електричного рухо-
мого складу крім загальних вимог довговічності, надійно- б)
сті в експлуатації, простоти конструкції і технічного обс-
луговування повинні з точки зору спеціальних вимог
забезпечити:
1) задану величину передавального числа для ре- Рис.1. Основні схеми
алізаціїї найкращих тягових характеристик електродви- рознесених тягових передач
гуна; а-об’єднання жорсткої мос-
2) можливо малі габарити по висоті, забезпечуючи тової конструкції; б-з самос-
передачу необхідної потужності; тійною підвіскою редукторів:
1-центральний редуктор
3) безшумність в роботі; 2- бортовий редуктор;
4) високий ККД 3 -осьовий редуктор
На рухомому складі міського транспортного засобу частіше всього застосовують одноступінчасті і двоступінчасті редуктори з постійним передавальним числом
. Вибір типу редуктора тягової передачі визначається способом установки і розташу-
ванням тягового електродвигуна на рухомому складі.
2.2 Редуктори передач при рамо-осьвій підвісці тягового двигуна
При рамо-осьовій підвісці тягового двигуна на рей-
совому рухомому складі застосовується одноступінчасті ци-
ліндричні редуктори. При такому способі підвіски тягового
електродвигуна реактивні навантаження від крутного
моменту сприймаються моторно-осьовими підшипниками
і підпірною підвіскою двигуна . Корпус редуктора не
сприймає реактивних моментів.
В редукторах передач при рамно-осьовій підвісці двигунів в основному застосовується евольвентне зчеплення.
Кут зчеплення приймається рівним 20-22°. Зубчасті колеса
розглядуваних редукторів може бути роз’ємним або цільним.
На сьогоднішній день застосовуються тільки цільні зубчасті
колеса, роз’ємні застосовувались на рейсовім рухомому
складі старих типів.
Рис.2. Составні (а) і цільні (б і в) зубчасті колеса редукторів передач при рамно-осьовій підвісці тягового двигуна
. Роз’ємне колесо (рис.2,а) складається з двох однакових половин 1 і 2, скріплених
болтами або шпильками 3 з шпонковою посадкою на осі колісної пари.
2.3. Редуктори передач при осьовій підвісці тягового двигуна
Характерними особливостями редукторів тягових передач при осьовій підвісці двигу-
на і індивідуального приводу коліс являються:
1) жорсткі з’єднання несущих нерухомих деталей редуктора з корпусом тягового двигуна;
2) жорсткі габаритні обмеження розмірів редуктора в середині ободу колеса як в
осьовому, так і в радіальному напрямках;
3) відсутність спеціального корпуса редуктора, роль якого виконує в більшості випадків
ступиці колеса.
Більшість редукторів мотор-коліс мають одну-дві ступені, з внутрішнім зчепленням,
яке володіє великою несучою здатністю порівняно з зовнішнім зчепленням і більш точніше
відповідає умовам компановки агрегатів мотор-колеса, дозволяє зменшити діаметральні
розміри передачі.
Більшість конструкцій редукторів мотор-коліс являються співосьовими по відноше-
нню до осі електродвигуна і колеса. Таке розположення
елементів передачі дозволяє використовувати в ряді
випадків корпус двигуна в якості осі колеса, що значно
зменшує весь вузол.
Найбільш перспективним типом зубчатої передачі
(в тому числі і співосьова) враховуючи зовнішні і
внутрішнє зчеплення, являється планетарна передача
(планетарний механізм).
Планетарним називається зубчастий механізм, в
якому наявні одне або більше зубчастих коліс з рухомою
віссю. Цим він відрізняється від простих зубчастих меха-
нізмів, не маючи рухомих осей зубчастих коліс. На рис.3,а
зображений простий планетарний механізм , з одним
зовнішнім і одним внутрішнім зчепленням. Механізм
такого типу найчастіше використовується в конструкціях
редукторів мотор-колесо. Шестерня, на якій встановлюють
зубчасті колеса з рухомими осями, називається водилом і
позначається буквою Н. Зубчасті колеса 2 з рухомими
Рис.3. Тризірковий планетарний механізм (а)
і його варіанти при різному загальмову-
ванні його шестернями (б, в, г)
осями називаються сателітами. Нерухома вісь обертання називається основною віссю.
Механізм, зображений на рис.3, а, часто називають тризірковим планетарним
механізмом типу 2К-Н з зовнішнім і внутрішнім зчепленням. Таку планетарну передачу іноді
для короткості називають також планетарним рядом. Існують планетарні зубчаті механізми
і інших типів.
Для того щоб планетарний механізм передавав крутний момент, необхідно зафіксу
вати одно із його основних шестерень. Загальмувавши, наприклад, нерухоме колесо 3,
отримуємо передачу, в якій ведучими і веденими шестернями являються шестерні 1 і Н або
Н і 1 (схема б), отримаємо передачу з ведучим і веденим 3 і Н або Н і 3. Якщо закріпити водило Н (схема г ), то з планетарного механізму получається простий (непланетарний) з
ведучим і веденими шестернями 1 і 3 або 3 і 1.
Планетарні механізми, в яких рухомі всі три основні шестерні, називаються
диференціальними.
2.4 Вимоги до 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.
Електрообладнання тролейбусів працює в наступних умовах:
живлення від мережі постійного струму;
широкий діапазон різких змін напруги живлення, при яких необхідно забезпечити працездатність тролейбуса;
необхідність в будь – якому випадку забезпечити режим гальмування;
постійні ударні поштовхи, вібрація;
проникнення в обладнання забрудненого і вологого повітря і навіть бруду, води, снігу;
широкий діапазон температур повітря та обмоток електричних машин;
обмеження за масо – габаритними показникам.
Основними вимогами, що визначають структуру системи тягового електроприводу тролейбуса є:
максимальна продуктивність тролейбуса, здатність пересуватися по вулицям міста з найменшою затратою часу;
надійність, довговічність роботи електричного та механічного обладнання;
зручність керування тролейбусом;
простота системи керування, зручність в налагодженні та експлуатації.
Для оптимального функціонування тролейбуса система електроприводу повинна забезпечувати:
В пускових режимах:
Характерна для транспортного електроприводу пускова діаграма приведена на рис.2.1. Для отримання високих швидкостей сполучення при руху з великою кількістю зупинок на коротких перегонах розгін необхідно здійснювати при максимальних прискореннях, двигун повинен розвивати максимально допустимий момент, (по ділянці 2 діаграми). Величина прискорення визначається також
наступними факторами:
забезпеченням допустимим для стоячих пасажирів прискоренням (1.6-2.0м/с);
перевантажувальною здатністю тягового двигуна: при найбільш важкому пуску максимальний струм двигуна не повинен перевищувати 1.8-1.9 Ін;;
допустимими перевантаженнями в механічному обладнанні
зчепленням коліс транспортного засобу з дорожнім покриттям, яке в свою чергу залежить від ваги тролейбуса, стану дорожнього покриття;
пуск з максимальним прискоренням, не завжди допустимий і доцільний, наприклад з умов конкретної транспортної ситуації
Рис.4. Механічні характеристики тягового електроприводу тролейбуса при пуску.
Вибір потужності тягового двигуна проводиться з виконання перших трьох умов. Вибраний двигун повинен забезпечувати максимально швидкий розгін транспортного засобу, а система регулювання надійне обмеження пускових та робочих струмів допустимими для двигуна значеннями. Але наступні фактори не завжди допускають такий розгін. Для виконання наступних двох умов, електропривод повинен також забезпечувати можливість пуску з меншими прискореннями а значить з меншими пусковими моментами, наприклад по ділянці 4 діаграми.
На рис.2.1 приведено криві 5 і 5( обмеження прискорення по зчепленню, з яких видно, що при однакових умовах зчеплення, при зростанні швидкості зчеплення погіршується. Тому доцільно пропорційно зростанню швидкості зменшувати величину прискорення.
Механізми тролейбуса характеризуються 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 приведе до виникнення недопустимих для пасажирів ривків, підвищеного спрацювання механічного обладнання, пробуксовувань коліс. Зменшити їх шкідливий вплив можна забезпеченням плавних перехідних процесів, зменшенням темпів наростання прискорення. Тобто необхідно ввести обмеження під час рушання транспортного засобу на величину da/dt. Для плавного рушання з місця, а також зменшення динамічної дії на тягову передачу початкове прискорення повинне бути не більшим 0.3-0.4м/сек2 при ненавантаженому транспортному засобі. Далі прискорення слід збільшувати до максимального усталеного значення з темпом наростання (dа/dt) який не перевищує 1.5 м/сек3 .
Реалізація максимально допустимого прискорення недопустима ще й з умови забезпечення розгону без пробуксовування.
Отже: при пуску система електроприводу повинна забезпечувати:
Обмеження струму та моменту допустимим значенням.
Регулювання величини обмеження струму та моменту.
Плавність регулювання величини обмеження струму та моменту.
Певний статизм ділянки струмообмеження.
Усталені режим роботи:
Робоча характеристика транспортного електроприводу повинна забезпечувати використання максимальної потужності (Рдв=Рном) привідного двигуна в кінці разгону і підтриманням її при широкому діапазоні зміни навантаження при рухові нормально завантаженого по вазі тролейбуса. Тобто при збільшенні навантаження, наприклад при рухові на підйом, слід зменшувати швидкість і навпаки, при зменшенні навантаження (рух на спуск) доцільне збільшення швидкості. Характеристика з такими властивостями приведена на рис.2.2 ( 1) і має назву тягова характеристика. Звичайно, засобами сучасного електроприводу таку характеристику можна сформувати використовуючи будь який тип привідного двигуна. Проте з огляду на особливу надійність в транспортних електроприводах використовують двигуни, які мають природну тягову характеристику при їх живленні незмінною напругою - це двигуни постійного струму послідовного та змішаного збудження.
Рис.5. Механічні характеристики тягового електроприводу тролейбуса в усталених режимах роботи.
При експлуатації недовантаженого тролейбуса на перегонах з рідкими зупинками в умовах неінтенсивного вуличного руху доцільно збільшувати максимальну швидкість руху, яка при номінальній напрузі живлення на природній тяговій характеристиці становить 25-30 км/год, до 60-80км/год. Таке регулювання швидкості в двигунах постійного струму можна досягти плавним регулюванням поля двигуна при постійній напрузі на його якорі (крива 2, рис.1.2). При цьому в даному робочому режимі забезпечується експлуатація двигуна з максимальною використанням по потужності.
Характерним режимом роботи тролейбуса є виконання маневрових операцій. Маневрові рухи звичайно проводяться на понижених швидкостях і при відсутності стабільних проміжних характеристик здійснюються повторністю включень пускових і режиму вибігу, що зв'язано з частою комутацією силового кола. Тому важливою вимогою до електроприводу тролейбуса є наявність стабільних характеристик при регулюванні швидкості вниз від основної (криві 3-4, рис.2.2). Такі характеристики називають ще характеристиками з частковою віддачею потужності. Жорсткі проміжні характеристики також необхідні з умови забезпечення стійкої роботи приводу при зриві зчеплення.
Отже в робочих та маневрових режимах електропривод тролейбуса повинен забезпечувати:
Тягову робочу характеристику без значного ускладнення системи регулювання
Досягнення максимальної швидкості вищої від основної. (ослабленням поля) при максимальній віддачі потужності
Можливість тривалої роботи без перекомутації силової схеми в будь-якій точці тягових характеристик
Регулювання швидкості нижче природної
Високу жорсткість маневрових характеристик
Гальмівні режими:
Система електричного гальмування повинна задовільняти основним вимогам:
бути електрично стійкою при всіх можливих експлуатаційних режимах;
забезпечувати плавне і швидке виникнення гальмівної сили;
забезпечувати максимально можливу рекуперацію електроенергію в мережу;
гальмування з прискоренням , яке б дозволяло уникнути зриву зчеплення з дорожнім покриттям та юзу;
при пропаданні живлення забезпечувати самозбудження;
Особливої уваги при аналізі гальмівних режимів слід приділити аналізу ефективності гальмування при одночасному забезпеченні стійкості транспортного засібу. На тролейбусах, як правило встановлюють дві системи гальмування електричну та механічну. При цьому пріоритет має електричне гальмування, яке діє тільки на колеса заднього ведучого моста. Сумісна дія механічного та електричного гальм потребує регулювання розподілу їх гальмівних сил.
Тобто елктроприводу повинна забезпечувати:
реалізацію основних функціональних властивостей тролейбуса тобто забезпечувати розгін, регулювання швидкості та гальмування.
формувати необхідні характеристики
задане значення продуктивності приводу.
мати мінімальну встановлену потужність, габарити та вартість.
бути простим в налагодженні та надійним в експлуатації.
електрообладнання повинне забезпечувати середньовиважене навантаження тягової підстанції, амплітуду коливань напруги мережі і діючі значення зовнішніх гармонік в межах допустимих значень.
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 перетворюється 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 дорожнього 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 яку 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.Розрахунок і опис принципової схеми електроприводу
рис.7 Опис силової частини
Cпрощена принципова схема силової частини тролейбуса зображена на рис.7. Тролейбус бере енергію з контактної мережі струмоприймачами 1,2, паралельно до них підключений розрядник 3, він захищає електрообладнання тролейбуса від перенапруг. Далі обидва підведені дроти під’єднуються до завадопоглинаючого кола 4. Звідки один полюс йде на автоматичний вимикач 5, по-перше вручну включається і виключається однополюсне підведення струму, по-друге, при короткому замикані або надструмі однополюсне розмикання кола.
З автоматичним вимикачем 5 електрично з’єднаний за допомогою його допоміжних контактів контактор 6, контакт якого включає або виключає заодно з контактом автоматичного вимикача, що гарантує двополюсне відключення кіл тролейбуса тягової мережі. Обидва полюси далі йдуть до перемикача полярності 7 з нульовим положенням посередині, він забезпечує правильну полярність напруги тягової мережі для згладжувальної конденсаторної батареї 16 і імпульсних перетворювачів 44 і 45. Діод запобігає попаданню невідповідної полярності на клеми згладжуючої батареї 16. При пробої і зношенні діода 12, що позначається коротким замиканням шляху анод - катод, і при неправильній полярності в тяговій лінії накоротко замкне і діод 13 лінію, автоматичний вимикач 5 вимкне, і конденсаторна батарея 16 і імпульсні перетворювачі 44, 45 можуть ушкодитися. Послідовно з діодом 12 вбудовані два паралельно включені дроселі 8 з демпферним опором 10 і демпферним діодом 11. Дроселі 8 обмежують імпульси струму, виникаючі внаслідок дії імпульсних перетворювачів 44 і 45, в контактну лінію і навпаки, також обмежують вплив імпульсів струму на силову частину тролейбуса. Опір 10 і діод 11 гасять перенапруження на дроселях 8 при різких змінах струму. Паралельно до клем згладжуючої конденсаторної батареї 16 підключено через обмежуючі опори 18, 19, реле напруги-17, яке після відключення силової частини від напруги контактної лінії індукує падіння напруги нижче за безпечну межу 50 В. Контакт контактора 14, керований ходовою педаллю або педаллю електричного гальма, перемикає позитивну напругу на обидва імпульсні перетворювачі 44, 45. Пралельний опір 15 на цьому контакті викликає готовність імпульсних перетворювачів до своєї функції ще перед його спрацьовуванням, оскільки через опір Д6 встигають при запалюючих імпульсах на тиристорах 22 зарядитися іскропогасаючі конденсатори 24.
Опір 15 також постійно заряджає згладжуючу конденсаторну батарею 16 в той час, коли розімкнутий контакт контактора, і тим захищає батарею 16 від імпульсів струму при включенні контакту контактора 14. У позитивних введеннях імпульсних перетворювачів 44, 45 вбудовані надструмові котушки 501, 502 автоматичні вимикачі 5, здатні самостійно реагувати на надструми в одному або другому імпульсному перетворювачі.
Швидкість прийому струму обмежена ферритним дроселем 27. Складовою частиною імпульсного перетворювача є і діод 25, захищаючий від небажаного коливання іскропогасаючі конденсатор 24 з колами двигуна. Опір 28 підзаряджає конденсатор 84 при постійно включеному тиристорі 21, наприклад, при русі тролейбуса на характеристиці, коли струм, заданий ходовою педаллю, постійно більшого діючого струму в колі тягового двигуна. Навантаження імпульсного перетворювача складаються з додаткового повітряного дроселя 31, обмотки збудження 32 тягового двигуна, перекритий опором, який обмежує негативний вплив імпульсного струму на комутаційні властивості двигуна, далі діода 29 і якоря 40 тягового двигуна. У перший привід першого тролейбуса вбудований перемикач напряму руху 39 тролейбуса, при зворотному ході застосовується лише один двигун, в колі іншого двигуна немає перемикача.
Паралельно до обмотки збудження 32 знаходяться контакти контакторів 36, 37, автоматично підключаючи два опори зняття збудження 34, 35 залежно від натиснення на ходову педаль і величини струму руху. При натисненні на педаль електродинамічного гальма включаться в колі обох двигунів контакти 41, в результаті того почне імпульсний перетворювач живити лише обмотку збудження 32, а не якір 40. Якір, що обертається, 40, обмотка збудження 32 якого живиться від кола тягової напруги через імпульсний перетворювач, наведе енергію, яка через замкнутий контакт контактора 41 згасне на опорі 38, і тролейбус почне гальмувати. Діод 29 дозволяє у вказаній схемі перемикати режим руху на режим електродинамічного гальмування лише одним контактом контактора 41, діод 29 знаходиться в силових блоках 44 і 45. У колі струму двигуна в режимі руху знаходиться струмовий давач 42, що вимірює в режимі електродинамічного гальмування лише струм збудження двигуна 32, і струмовий давач 43 вимірює суму струмів збудження двигуна 32 і якоря двигуна 40. На осях тягових двигунів знаходяться давачі обертів 83, сигнали яких поступають в регулятор 30.
Регулятор 30 керує роботою імпульсних перетворювачів 44 і 45. Програму спрацьовування контактора 14 я комбінаційних контакторів 41 створює контролер, в якому також визначається, який заданий режим: руху або електродинамічного гальма. Один задаючий потенціометр в контролері задає струми обох двигунів в режимі руху струм збудження двигунів в режимі електродинамічного гальма. Слабострумовий контакт на перемикачі напряму руху 39 задає в регулятор 30, сигнал про зворотній хід. У нього також поступають сигнали із струмових давачів 42, 43, сигнал величиною тягової напруги за контактом контактора 14 через опір 20, іншим полюсом сигналу є негативний полюс тягової мережі, і нарешті сигнали з давачів обертів 83. З керуючого регулятора сигнали поступають на керуючі електроди тиристорів 81 22, сигнали для включення контакторів 36, 37 для автоматичного зняття збудження і сигнал для пізнішого розмикання контакторів 41 при відпусканні педалі електродинамічного гальма.
Принципово керуючий регулятор 30 працює таким чином. У режимі руху величина струму, задана ланкою в контролері, порівняється з ланкою, яка порівнює оберти давачів 83 і цим стежить за сковуванням або занесенням тролейбуса, а якщо оберти в порядку, ланка пустить задану величину в два струмові регулятори, для кожного двигуна один. У кожному струмовому регуляторі ця величина порівнюється з величиною дійсного струму, даного давачем струму 42. Результуючий сигнал ведеться в коло, що забезпечує спокійний хід регулювання обох тягових двигунів, і потім два результуючих сигналу подаються окремо в коло для включення тиристорів 21, 22 першого імпульсного перетворювача 44 і окремо для включення тиристорів 21, 22 другого імпульсного перетворювача 45.
При падінні тягової напруги в контактній мережі нижче за норму, обидва імпульсні перетворювачі перестануть діяти, при підвищенні цієї напруги до норми, почнуть працювати з певним запізненням за часом. Якщо ходова педаль знаходиться на кінці свого шляху і струм тролейбуса постійно нижче за межу, встановленою педаллю, почне автоматика зняття збудження включати спочатку контактори 36 і пізніше із запізненням контактори 37. Якщо збільшиться опір руху тролейбуса і зросте струм через двигун , автоматика зняття збудження вимкне спочатку другий і із запізненням і перший контактори.
У режимі електродинамічного гальмування обробляються сигнали в керуючому регуляторі аналогічно, крім того в регулювання струму нав'язується в сигнал "пілотажна" частота, не працюють контакти контакторів зняття збудження 36, 37, і керуючий регулятор 30 дає імпульс котушкам комбінованих контакторів 41, у яких спізнюється відпадання контактів при закінченні електричного гальмування.
Електрична силова частина далі містить два допоміжні серієсні двигуни, перший двигун 49, 50 призначений для приводу повітряного компресора і підключений до тягової напруги контактом контактора 46, захищений запобіжниками 47,51, і послідовно з ним в коло постійно вмонтовано опір 48. Другий двигун 56,57 призначений для приводу гідрогенератора підсилювача рульового управління і альтернатура для зарядки акумуляторної батареї тролейбуса, до тягової напруги підключений контактом контактора 52, захищений запобіжниками 54, 58, послідовно з ним знаходиться постійний опір 54, і паралельно до якоря 56 знаходиться опір 55, що стабілізує оберти двигуна при змінні навантаження. Паралельно до кола двигуна 56, 57 через обмежувальні опори 60, 61 підключено електронне реле напруги 59.
Опалювання салоні тролейбуса забезпечують в передньому 2 нагрівальних елементи 64, 65, які живляться від тягової напруги через контакт контактора 62 і захищений запобіжниками 63, 66. У задній частині тролейбуса три нагрівальні елементи, що живляться через контакт контактора 67 і захищені запобіжниками 68, 72. Опалювання кабіни водія і склообігрів переднього стекла живиться з тягової напруги через контакт контактора 73, опалювання у водія 76 можна регулювати, для включення є вимикач 75 і для захисту запобіжники 74, 77.
Склообігрів має 2 нагрівальних елементи 80, 81, включення і регулювання проводяться за допомогою перемикача 79, захист запобіжниками 7ЭД82.
6.Розрахунок елементів силового кола
6.1. Вибір тиристорів
Дана схема місить 2 тиристори: включаючий і виключаючий. Весь силовий струм буде протікати через тиристор 21. Тому при виборі тиристора дана умова буде врахована.
Маючи струм двигуна(І=208 А) і враховуючи допустиме перевантаження, вибираємо
тиристор 5 класу Т250 з наступними параметрами:
Параметри тиристора
Числові дані
Діюче значення струму, А
500
Допустима зворотня напруга, В
100-2200
Ударний струм при тривалості 10 мс і
температурі:
25° С
125° С
5,5
5
Допустима температура, °С
-50 до 125
Прямий спад напруги, В
2,3
Порогова напруга, В
1,44
Динамічний опір, Ом *0,001
112
Відпираючи напруга керування, В
0,3
6.2 Вибір комутуючих елементів
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.
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.
Основні переваги тролейбуса в порівнянні з автобусом :
зниження вартості витраченої енергії
екологічна чистота ;
плавність пуску і гальмування при багатоступінчастому 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 Львівськокго авттобусного заводу та ЮМЗ – Виробництва Дніпропетровського заводу “Південмаш”
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, використання всіх резервів закладених в ці системи, до зво лить отримати економію приведених річних витрат на рівні 25-30%. 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.
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 як ці 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 режима електричного гальмування при русі “ назад “
використання систем керування які б реалізували вимоги тягового приводу тролейбуса.
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 механіз...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора