ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
уральскИЙ государственнЫЙ УНИВЕРСИТЕТ путей сообщения
Факультет Электромеханический
Кафедра Электрическая тяга
Допускается к защите
Зав. кафедрой ________________
к.т.н., доцент Цихалевский И.С.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Тема Модернизация системы управления электровоза ВЛ10 на основе импульсного регулирования напряжения тяговых двигателей. Разработка противобоксовочной защиты автоматизированного тягового электропривода
(пояснительная записка)
190 303.54.ПД.00.ПЗ.
(обозначение документа)
Разработал ..
(студент-дипломник) (группа) (подпись) (дата) (ф. и. о.)
Руководитель д.т.н., доцент Бегагоин Э. И.
(должность, звание) (подпись) (дата) (ф. и. о.)
Консультанты старший преподаватель Семенова Т. Г.
(должность, звание) (подпись) (дата) (ф. и. о.)
ассистент Хорохова А.В..
(должность, звание) (подпись) (дата) (ф. и. о.)
Н. Контролер старший преподаватель ВетлугинаО.И.
(должность, звание) (подпись) (дата) (ф. и. о.)
Рецензент
(должность, звание) (подпись) (дата) (ф. и. о.)
Екатеринбург
Реферат
Дипломный проект 100 с., 18 рис., 14 табл., 23 источников, 1 прил.
импульсное регулирование напряжения, противобоксовочная защита, автоматизированный тяговый электропривод, математическая модель, блок-схема, параметры основных элементов, технико-экономическое сравнение электровозов, инфракрасный обогреватель, экспертиза
Документ является демонстрационной версией
Узнать примерную цену полной версии (нажмите кнопку Ctrl и щелкните ссылку)
Узнать свою цену. Приложите этот файл (нажмите кнопку Ctrl и щелкните ссылку)
www.diplom-berezniki (нажмите кнопку Ctrl и щелкните ссылку)
Цель работы – модернизация системы управления электровоза ВЛ10. Разработка противобоксовочной защиты автоматизированного тягового электропривода.
В проекте разработана математическая модель процесса боксования автоматизированного тягового электропривода.
Произведены исследования процессов боксования при различных режимах работы тяговых двигателей. На основании которых были получены параметры противобоксовочной защиты.
Произведено технико-экономическое сравнение базового и модернизированного электровозов.
В проекте была модернизированного система отопления колесно-тележечного цехатекущего ремонта ТР3 с компоновкой и размещением обогревателей.
Выполнена экспертиза проекта на соответствие требованиям экологичности и безопасности.
Содержание
Введение……………………………………………………………………9
1 Разработка принципиальной электрической схемы силовой
цепи электровоза ВЛ10 с импульсным регулированием
напряжения тяговых электродвигателей ………………...……..…….10
1.1 Состояние вопроса и постановка задачи………………………..…...11
1.2 Выбор схемы тиристорно-импульсного преобразователя…………28
1.3 Расчет параметров основных элементов системы импульсного регулирования напряжения тяговых электродвигателей…………...16
2 Разработка противобоксовочной защиты автоматизированного тягового электропривода электровоза ВЛ10…………………………..30
2.1 Состояние вопроса и постановка задачи…………….………………30
2.2 Разработка алгоритма действия противобоксовочной
защиты автоматизированного тягового электропривода
электровоза ВЛ10……..........................................................................34
2.3 Разработка математической модели автоматизированного
тягового электропривода с противобоксовочной защитой …… 37
2.4 Исследования математической модели САР ……………………...49
3 Технико-экономическое обоснование применения
модернизированного электровоза……………………………………..53
3.1 Общие сведения……………………….………...…………………… 53
3.2 Расчет показателей использованияподвижного состава…….……..54
3.3 Расчет капитальных затрат……………………..……………..……...59
3.4 Расчет эксплуатационных расходов………………………………....66
3.5 Эффективность применения электровоза…………………………...75
4 Безопасность и экологичность проекта………………………………..77
4.1 Модернизация системы отопления колесно-тележечного цеха…...77
4.2 Экспертиза дипломного проекта на соответствие требованиям безопасности и экологичности……………………………………….84
Заключение…………………………………………………………..…...95
Список использованных источников……………………………….......96
Приложение А. Программа для решения уравнений
математической модели на машинном языке Pascal……………….…98
Введение
На железных дорогах России к середине 90-х г.г. начала обостряться проблема старения тягового подвижного состава. Фактический износ электровозов достиг 70 %, 28-летнии нормативный срок службы выработали 42 % электропоездов, из них 20 % - со сроком службы свыше 35 лет. Состояние тягового подвижного состава характеризуется высокой степенью физического и морального износа, высокой энергоёмкостью и малой энергоэффективностью. Применение морально устаревших энергоустановок первого и второго поколений (в мире внедряется уже четвертое поколение) с низкими конструктивными эксплуатационными КПД влечет за собой не только повышенный расход энергии на рабочих режимах, но и дополнительные энергозатраты на эксплуатацию и ремонт.
Для современного этапа технического прогресса характерна разработка и внедрение новых систем автоматизированного управления, а также повышение качества надежности и эксплуатационных характеристик изделий с целью получения наиболее высоких технико-экономических показателей их использования. Особое значение имеет улучшение тягово-энергетических характеристик локомотивов, направленное на более полное использование их тяговых свойств и в частности сцепления колес с рельсами, которым на большинстве грузонапряженных участков определяется весовая норма поездов. Многолетняя практика эксплуатации электровозов позволила установить, что для их наиболее эффективного использования должны выполняться следующие основные требования:
– полное использование мощности в возможно более широком диапазоне изменения скорости движения с минимальными потерями энергии;
– широкий диапазон регулирования силы тяги (вращающего момента) в наиболее тяжелых режимах движения (пуск, разгон и т. п.);
– небольшая неравномерность распределения токов между параллельно работающими тяговыми двигателями;
– отсутствие склонности к боксованию и наличие возможно более жесткой тяговой характеристики;
– наиболее простая схема автоматического перехода без разрыва силовой цепи из тягового режима в режим электрического торможения и обратно;
– надежная работа электровоза на линии в трудных метеорологических и других условиях.
Cистемы контакторного регулирования напряжения приводят к увеличению как эксплуатационных так и ремонтных расходов. Одним из наиболее эффективных путей модернизации электроподвижного состава постоянного тока является применение тиристорно-импульсных преобразователей.
Основным недостатком автоматических систем пуска со стабилизацией тока тяговых двигателей являются неудовлетворительные противобоксовочные свойства. Поэтому изучение процессов возникновения, протекания и затухания боксования в естественных условиях, а также процессов воздействия на эти явления противобоксовочных устройств автоматизированного тягового электропривода является актуальным.
Заключение
В дипломном проекте рассмотрены следующие вопросы
Модернизирована система управления электровоза ВЛ10 на основе импульсного регулирования напряжения тяговых электродвигателей. Напряжение на тяговых двигателях увеличилось до 1850 В. Рассчитаны основные параметры тиристорно-импульсного преобразователя.
Разработана противобоксовочная защита модернизированного электровоза. Произведен расчет переходных процессов автоматизированного тягового электропривода в процессе боксования и при действии противобоксовочной защиты, в результате которых были предъявлены требования к противобоксовочной защите. По полученным данным построены диаграммы переходных процессов. Сделан вывод о качестве переходных процессов.
В экономической части проекта произведено технико-экономическое сравнение модернизированного и базового электровозов. Результаты расчета экономической эффективности внедрения модернизированного электровоза показывают, что внедрение дает экономию приведенных затрат в сумме 3 млн. рублей.
Модернизирована система отопления колесно-тележечного цеха в депо Орск. Произведенная экспертиза показывает, что разработанный дипломный проект отвечает требованиям экологичности и безопасности.
Список использованных источников
1 Розенфельд В.Е., Исаев И.П., Сидоров Н.Н. Теория электрической тяги: Учебник для вузов ж.-д. трансп. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1983. – 328 с.
2 Савоськин А.Н., Баранов Л.А., Плакс А.В. Автоматизация электроподвижного состава: Учебник для вузов ж.-д. трансп. – М.: Транспорт, 1990. – 311 с.
3 Бегагоин Э.И. Авторское свидетельство изобретения «Устройства противобоксовочной и противоюзной защиты тягового электропривода».
4 Бегагоин Э.И., Пасынков А.С. Статья «Структурное математическое моделирование систем автоматического регулирования тягового электропривода с применением компьютерных технологий».
5 Бегагоин Э.И. Исследование систем автоматического регулирования электроподвижного состава: Учебное пособие. – УЭМИИТ, 1992. – 128 с.
6 Алексеев А.Е. Тяговые электрические машины и преобразователи.
7 Минов Д.К. Повышение тяговых свойств электровозов и тепловозов с электрической передачей. –М.: Транспорт, 1965. – 262 с.
8 Правила тяговых расчетов для поездной работы. – М.: Транспорт, 1985. – 287 с.
9 Чернов Р.В. Современная противобоксовочная защита на электровозах. / Конспект лекций. – Свердловск: УЭМИИТ. – 1977. – 39 с.
10 Электровоз ВЛ10: руководство по эксплуатации. – М.: Транспорт, – 1983. – 464 с.
11 Бегагоин Э.И., Пасынков А.С., Шамаева В.Я. Теория электрической тяги часть 1. / Конспект лекций. – Екатеринбург: УрГУПС. – 2007. – 87 с.
12 Дмитриев В.А., Шишков А.Д. Технико-экономические расчеты при проектировании локомотивного хозяйства подвижного состава и энергоснабжения железных дорог. – М.: Транспорт, 1977. – 92 с.
13 Хасин Л.Ф., Матвеев В.Н. Экономика , организация и управление
локомотивным хозяйством / Под редакцией Хасина Л.Ф.: Учебник для техникумов и коледжей ж.-д. трансп. – М.: Желдориздат, 2002. – 452 с.
14 Староверов А.В. Справочник проектировщика часть 1.
15 СНиП П - 12 - 77. Защита от шума.
16 Положение об организации обучении и проверке знаний по охране труда на Федеральном железнодорожном транспорте.
17 ПБ 10 -382 - 00. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.
18 ГОСТ 50571.3 - 94 ЭУ. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током.
19 ППБ - 01 - 03. Правила пожарной безопасности.
20 НПБ. 116 - 97. Пожарная техника. Огнетушители. Требования к эксплуатации.
21 Олифер В.Д., Попова Н.П., Кузнецов К.Б. Методические рекомендации для подготовки раздела «Безопасность и экологичность проекта» при дипломном проектировании. – УрГУПС, Екатеринбург, 2003. – 18 с.
22 Низов А.С., Пяткова А.Г. Основные требования к содержанию и оформлению дипломных проектов. – Екатеринбург, 2000. – 76 с.
23 ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам.
3