- Lektsia - бесплатные рефераты, доклады, курсовые работы, контрольные и дипломы для студентов - https://lektsia.info -

Краткая характеристика вагона и его электрооборудования.

Posted By Автор не известен On In Ж | No Comments


1.1Перечень потребителей электроэнергии и их основных характеристик.

С учетом технических требований отрасли, предъявляемымк пассажирским вагонам, определяю группы оборудования и устройств вагона, которые необходимы для функционирования электроэнергии.

Таблица 1. Перечень потребителей электроэнергии спального вагона ЦМВ.

 

Перечень потребителей электроэнергии

Обозначение на схеме Наименование Рн, кВт Uн, В kи kп
А7 Система пожарной сигнализации 0,1 1,0 1,0
ЕL1 Аварийное освещение 0,3 - 1,0
EL2 Служебное освещение (лампы накаливания) 0,4 0,1 1,0
EL3 Освещение вагона (лампы накаливания) 1,0 0,5 1,0
EH1 Концевые сигнальные фонари 0,24 0,1 1,0
EH2 Устройства сигнализации 0,2 0,2 1,0
EK1 Электрические нагреватели   380/220    
EK2 Обогреватель сливных и наливных труб 1,0 380/220 0,1 1,0
EK4 Электропечи 6,0 380/220 0,33 1,0
EK7 Электрокипятильник воды 3,5 0,1 1,0
EK6 Электронагреватель бойлера горячей воды 6,0 380/220 0,2 1,0
EK9 Калорифер 6,0 380/220 0,33 1,0
M3 Электродвигатель вентиляционного агрегата        
M4 Электродвигатель компрессора холодильной установки        
GB Зарядка аккумуляторных батарей 5,0 0,5 2,0

 

 

1.2Вариант электроснабжения вагона: структурная схема, описания.

Вариант электроснабжения вагона ЦМВ: Цл - централизованное,при котором энергия производится на локомотиве, а используется в вагоне через ПМ АС 3/N 380В поезда

 

Структурная схема электрооборудования

ПМ АС 3/N

380/220В 50Гц НПМ = 110В

Х3 Х4 Х1 Х2

 

 

 

А1 GB Q

 

 


А2

 

UD1

АС 3/N 380/220В =110В

 


 

UD2

ЕК1 ЕL1 ЕН1 А3

ЕК2 ЕL2 ЕК3 А4

М1

ЕК4 ЕК5 ЕК6 А5 ЕН2


А6 М2 Х5 ЕL3 ЕК7

М3

ЕК8 ЕК9 ЕL4 ЕК10

М4


А7 М5 М6

 

Структурная схема электрооборудования пассажирского вагона с централизованным электроснабжением пассажирского вагона от специального локомотива или вагона-электростанции.

 

 

1.3Размещение электрооборудования в вагоне.

(Планировка вагона)

 


2600 2200 4355


1 2 3 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 2 1

6 6 3150


7 8

2400 23600 2228

Рисунок 2 - Планировка пассажирского спального вагона ЦМВ(1- тамбур, 2– туалет, 3 –купе проводника, 4 –служебное отделение,5 – купе для пассажиров, 6 – коридор, 7 –котельное отделение, 8 –кипятильник).

РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ВАГОННЫХ МЕХАНИЗМОВ

2.1.1 Определяем нагрузку на валу электрического двигателя:

а) электропривода вентиляционного агрегата:

Рв = К 3· Q · H / 1000·ŋв

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3).

Принимаем равным 1,2.

Q – производительность вентилятора, м³/c; определяется произведением нормы

воздуха 25 м/ч на одного пассажира и количества пассажиров;

при 18 пассажирах Q=0,125 м³/c.

H – аэродинамическое сопротивление (суммарный напор) системы вентиляции, Па;

определяется как сумма аэродинамических сопротивлений: воздуховода –

350…500 Па, калориферов отопления – 200 Па (основного) и 100 Па

(дополнительного).

Принимаем H=950Па.

ηв – кпд вентилятора (0,4…0,6).

Принимаем равным 0,55.

Рв =1,2*0,125*950/1000*0,55=0,158(кВт)

б) электропривода центробежного водяного насоса системы жидкостного отопления:

Рн = К3 · Q · H/ 1000 · ηн

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3).

Принимаем равным 1,2.

Q – производительность насоса, м³/c; для системы водяного отопления вагона –

0,001…0.003 м³/c.

Принимаем равным 0,002 м³/c.

Н - высота напора, равная сумме высот всасывания и нагнетания, м; для системы

водяного отопления вагона Н = 2,8 м;

ηн – КПД насоса; центробежный насос при напоре менее 40м имеет КПД – 0,3…0,6.

Принимаем равным 0,55

Тогда

Рн = 1,2*0,002*2,8/1000*0,55 = 0,0000122(кВт)

 

в) электропривода компрессора холодильной установки:

Рк = Кз · Кр · ΔРохл / 1000 · ηi · ηк

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3).

Принимаем равным 1,2.

Кр – коэффициент режима, учитывающий прерывистый характер работы компрессора

(0,4…0,6)

Принимаем равным 0,55.

ηi = 0,75 - индикаторный КПД холодильной установки;

ηк = 0,75 - КПД компрессора;

ΔРохл – мощность теплового потока воздуха, которая должна быть затрачена

холодильной установкой кондиционера на охлаждение, Вт:

ΔРохл = 1,2 · Fпв · Кт · Өр + 0,08 · Nпас.,

где Fпв = 250…350м2 – общая поверхность ограждения вагона.

Принимаем Fпв = 335 м2

Кт = 1,1…2,0 – приведенный коэффициент теплопередачи ограждения вагона,

Принимаем Кт = 1,2

Өр = (tн.в – tв.в)расч. – разность между наружной температурой воздуха и температурой

внутри вагона (для установок кондиционирования воздуха расчетная разность

температур (перегрев) составляет 10…15ºC);

Принимаем Өр = 12 ºC

Nпас – количество пассажиров в вагоне.

Nпас = 18

 

ΔРохл =1,2*335*1,2*12+0,08*18=5771,68(Вт)

Рк =1,2*0,55*5771,68/1000*0,75*0,75= 6,736(кВт)

г) электропривода вентилятора охладителя конденсатора холодильной установки:

Рв = К 3· Q · H / 1000·ŋв , кВт,

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3). Принимаем равным 1,2.

Q = 3,0…4,5 - производительность вентилятора, м³/c. Принимаем равным 4 м³/c.

H = 150…350 - аэродинамическое сопротивление (напор) конденсатора холодильной

установки, Па; Принимаем равным 250Па.

ηв = 0,6…0,8 - КПД вентилятора. Принимаем равным 0,75.

 

Рв = 1,2*4*250/1000*0,75=1,54(кВт)

 

 

2.1.2 Определяем расчетное значение мощности электродвигателя:

 

После определения нагрузки на валу электродвигателя необходимо учесть режим работы электропривода, что позволяет снизить установленную мощность двигателя, а значит, и его габаритные размеры, массу и стоимость:

а) длительный режим:

Рд.расч. ≥ Р,

где Р – мощность нагрузки на валу.

Из опыта эксплуатации принимаем:

- Режим работы двигателя вентиляционного агрегата длительный, следовательно Рд.расч. ≥0,518(кВт)

- Режим работы электропривода компрессора холодильной установки длительный, следовательно

Рд.расч. ≥6,796(кВт)

- Режим работы электропривода вентилятора охладителя конденсатора холодильной установки длительный, следовательно

Рд.расч. ≥1,6(кВт)

- Режим работы электропривода центробежного водяного насоса системы жидкостного отопления длительный, следовательно

 

Рд.расч. ≥0,00001(кВт)

 

Выбор двигателей по каталогу.

Учитывая род тока и номинальное напряжение, выбираем следующие электродвигатели:

Электродвигатели, установленные в электроприводах вагона

  Наименование электропривода     Рд.расч, кВт   Рн, кВт   Тип   Uн, В   Ін, А   ηн   cosφн   λ = Іпуск/ Ін
Вентиляционный агрегат 0,518 0,6 АОЛ-31-4 2,77 0,74 0,76
Водяного насоса системы жидкостного отопления 0,0001 0,13 П11 0,59    
Компрессора холодильной установки 6,796 АОЛ-52-4 380/220 14,2/24,57 0,87 0,86 6,5
Вентилятора охладителя конденсатора холодильной установки 1,6 1,7 АОЛ-41-4 380/220 3,9/6,75 0,74 0,76

РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

2.2.1 Определяем исходные данные:

Производим расчет общего освещения.

Для одного купе S=5,5м2.

Нормы на освещенность(удельную мощность): Рл=20 Вт/м2

2.2.2 Определяем суммарную расчетную мощность источников освещения:

Р∑и = рл · S=20*5,5=110(Вт)

2.2.3 Задаемся числом светильников Nс в помещении и количеством ламп nл в светильнике:

Nс =1;

nл=2.

Определяем расчетное значение мощности лампы в светильнике

Рл.расч. = Р∑и / Nс·nл =110/2=55(Вт)

2.2.5 Выбираем по каталогу (или по справочнику, или по стандарту отрасли) тип светильника для помещения, тип лампы и её номинальную мощность Рл.н (10, 15, 20, 30, 40, 60, 75,100Вт):

Рл.н ≥ 0,9Рл.расч

Рл.н=0,9*55=45(Вт)

Электрические светильники и лампы, установленные в помещениях вагона.

Вид освещения Рл.расч; Вт Рн, Вт Тип светильника Тип лампы Uл.н, В Iл.н, А Nc nл
Общее 49,5 потолочный люминесцентная 0,55

 

2.2.6 Определяем мощность электроэнергии, потребляемой для общего освещения:

Роо = Киоо · Nсоо · nлоо · Рлоо.н / ηпоо ,

где Киоо – коэффициент использования общего освещения,

Nсоо – количество светильников общего освещения в вагоне,

nлоо - количество ламп в светильнике общего освещения,

Рлоо.н – номинальная мощность лампы светильника общего освещения,

ηп– КПД устройств преобразования электрической энергии, используемой для

питания светильников общего освещения

Роо =1,7*1*2*60/0,5*0,85=240(Вт)

 

РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ОТОПЛЕНИЯ ВАГОНА

Тепловой расчет

Тепловой баланс, обеспечивающий поддержание расчетной температуры воздуха внутри вагона, может быть определен уравнением:

Рот = ΔРпв + ΔРфв + ΔРв – ΔРп – ΔРо,

где ΔРпв - тепловые потери через ограждающую поверхность вагона,

ΔРфв -тепловые потери при инфильтрации конструкции, открывании дверей при

посадке и высадке пассажиров,

ΔРв - тепловая энергии, необходимая для подогрева воздуха в системе вентиляции,

ΔРп - тепловые потери пассажиров вагона,

ΔРо - тепловые потери оборудования вагона

2.3.1.1 Тепловые потери через ограждающую поверхность вагонаможно определить:

ΔРпв = Sпв · К'т · Өр

где Sпв – суммарная поверхность ограждения вагона, м2;

К'т - обобщенный коэффициент теплопередачи вагона, Вт / м2ºC;

Өр - расчетный перегрев воздуха в помещениях вагона или разность между

расчетными значениями температур снаружи и внутри вагона, ºC.

ΔРпв =335*1*58=19,43(кВт)

2.3.1.2 Тепловые потери при инфильтрации конструкции и открывании дверей при посадке и высадке пассажиров могут быть условно приняты равными 10% от потерьчерез ограждающую поверхность вагона, т.е.

ΔРо = 0,1 ΔРпв

ΔРо =0,1*19,43=1,943(кВт)

 

2.3.1.3 Тепловая энергии, необходимая для подогрева воздухав системе вентиляции вагона:

ΔРв = ρ·cв·V·Өр ,

где ρ = 1,3 кг/м3 – плотность воздуха;

cв = 1,006кДж/кг·ºC – удельная теплоемкость воздуха;

V - объем наружного воздуха, поступающего в вагон, м3 (норма воздуха зимой при

температуре - 40ºC может составлять 10 м3/ч на одного пассажира;

Өр - расчетный перегрев воздуха в помещениях вагона или разность между

значениями температур снаружи и внутри вагона, ºC.

ΔРв = 1,3*1,006*0,1*58=7,59(кВт)

2.3.1.4 Тепловые потери пассажировможно определить:

ΔРп = q ·nп ,

ΔРп =18*90=2,42(кВт)

где q = 90Вт – среднее значение удельных потерь человека в единицу времени;

nп – количество пассажиров.

2.3.1.5 Тепловые потериот работающего оборудованиявагона (электрического освещения, электрических машин и т.п.) могут составлять 1,5…2,5 кВт или:

ΔРфв = 0,1 ΔРпв

ΔРфв =0,1*19,43=1,943(кВт)

2.3.1.6 Необходимая мощность энергии для обеспечения расчетного теплового балансав вагоне составляет:

Рот = Өр· (Sпв · К'т + ρ·cв·Q) - q ·nп

Рот = 58*(335*1+1,3*1,006*0,1)-3240=16,21(кВт)