Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Путей сообщения

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Курсовая работа

«Проектирование электрооборудования пассажирских вагонов»

Выполнил студент

 гр. В-806                                                              Корчагин П.Р.

 

 

 

Проверил преподаватель                                   Комаров Ю.А.

 

Санкт-Петербург

2011

 

Содержание

Введение

 

1.Исходные данные. Краткая характеристика вагона и его электрооборудования.

1.1 Перечень потребителей электроэнергии и их основных характеристик.

1.2 Вариант электроснабжения вагона: структурная схема, описания

1.3 Размещение электрооборудования в вагоне.

 

2. Расчет и выбор основного электрооборудования вагона.

2.1 Расчет и выбор электроприводов вагонных механизмов.

2.2 Расчет и выбор электроосвещения помещения вагона.

2.3 Расчет и выбор электронагревательных устройств вагона.

 

3. Определение потоков энергии и расчет мощности.

3.1 Анализ структуры электрооборудования вагона.

3.2 Определение потока энергии от ПМ.

3.3 Определение потока энергии от аккумуляторной батареи.

3.4 Определение наибольшей мощности электроэнергии от «штатных» источников.

 

4. Расчет и выбор источников электроэнергии вагона.

 

5. Определение готового объема и стоимости электроэнергии.

 

6. Расчет и выбор проводов и кабелей, коммутируемой и защитной аппаратуры.

 

7. Принципиальная электрическая схема.

 

8. Размещение электрооборудования вагона.

 

Список используемой литературы.

 

 

Введение

 

Пассажирский парк магистральных вагонов локомотивной тяги железных дорог России насчитывает около сорока тысяч единиц, которые построены на отечественных и зарубежных предприятиях. В вагонах используется различное электрооборудование, назначение которого, совместно с конструкцией вагона - обеспечение безопасности и комфортных условий перевозки пассажиров. Для электрооборудования пассажирского парка характерно обилие схемных решений и элементной базы.

В настоящее время отечественная промышленность проводит федеральную программу «Разработка и производство подвижного состава нового поколения на предприятиях России», определившая основные цели и задачи на перспективу:

-обновление парка пассажирского подвижного состава и его сертификацию на соответствие отечественным и международным нормам;

-развитие отечественного вагоностроения с исключением импортной зависимости и созданием экспортной базы;

-снижение стоимости жизненного цикла для безубыточных и конкурентноспособных пассажирских перевозок.

 

 

Техническое задание:

 

 

Вариант - 9

 

Тип вагона – ЦМВ открытой планировки

 

Количество пассажиров - 81.

 

Отопление – Э – электрическое.

 

Кондиционирование – есть.

 

Электроснабжение – Цв-э, централизованное, при котором энергия производится в вагоне – электростанции или в багажном вагоне, а используется в пассажирском вагоне через ПМ АС 3/N 380В вагона.

 

 

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:

       Р_д.расч. ≥ Р ,

где Р – мощность нагрузки на валу.

Из опыта эксплуатации принимаем:

       - Режим работы двигателя вентиляционного агрегата длительный, следовательно       Р_д.расч. ≥ 1,28(кВт)

    - Режим работы электропривода компрессора холодильной установки длительный, следовательно

                         Р_д.расч. ≥ 6,18(кВт)

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

                         Р_д.расч. ≥ 1,6(кВт)

 

 

РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ОТОПЛЕНИЯ ВАГОНА

Тепловой расчет

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

                   Р_от = ΔР_пв + ΔР_фв + ΔР_в – ΔР_п – ΔР_о,

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 вагона можно определить:

                   ΔР_пв = S_пв · К'_т · Ө_р  

где Sпв – суммарная поверхность ограждения вагона, м²;

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

      Ө_р - расчетный перегрев воздуха в помещениях вагона или разность между

                расчетными значениями температур снаружи и внутри вагона, ºC.

                  ΔР_пв =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 потерь через ограждающую поверхность вагона, т.е.

             ΔР_о = 0,1 ΔР_пв

             ΔР_о = 0,1*19,43=1,943(кВт)

2.3.1.3 Тепловая энергии, необходимая для подогрева воздуха в системе вентиляции вагона:

 

             ΔРв = ρ·c_в· V ·Ө_р ,

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

  c_в = 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;

  Ө_р - 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 пассажиров можно определить:  

                  ΔР_п = q ·n_п ,

            ΔР_п = 81*90=7,29(кВт)

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

    n_п – количество пассажиров.

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

             ΔР_фв = 0,1 ΔР_пв

             ΔР_фв = 0,1*19,43=1,943(кВт)

2.3.1.6 Необходимая мощность энергии для обеспечения расчетного теплового баланса в вагоне составляет:

             Р_от = Ө_р· (S_пв · К'_т + ρ·c_в·Q) - q ·n_п  

                   Р_от = 58*(335*1+1,3*1,006*0,1)-7290=12,18(кВт)

     2.3.2 Электронагреватели вагона

Описание и основные характеристики.

Данный вагон использует полностью электрическое отопление, включающее в себя электропечи и калориферы. Подобное комбинированное отопление позволяет более полно прогреть салон с минимальными затратами энергии. Но с другой стороны, такая комплектация дорога и сложна в эксплуатации(большой объем аппаратуры). Мощность электронагревателей в печах не должна быть меньше расчетного значения.

 

 

Общие положения

     Электротехнические устройства и потребители в вагонах подключаются к бортовой сети с использованием проводов (кабелей), а также коммутационной и защитной аппаратуры. Для коммутации применяется аппаратура ручного (рубильники, пакетные переключатели, контроллеры) и аппаратура релейно-контакторного управления (реле, контакторы, комплектные устройства и аппараты защиты).

                                                                                                 3/N АС 380/220В 50Гц

 

                             

 

 

                                                                                                                К1 К1 К1     

 

                                                                                                  F1 F2 F3            

 

 

 

 

                                                                                                                                   М3                           

 

 

                                                                                   Рисунок 6.2 - Пример подключения

                                                                                     электрических устройств

                                                                                     переменного тока.

На рис. 6.2 показаны цепи подключения электродвигателей к питающим шинам 3/N АС 380/220В 50Гц через контакторы К2 и К3. Защита осуществляется предохранителями F1…F3.

 

Общие положения

Электрические цепи аккумуляторной батарей вагона имеют защиту от токов короткого замыкания в виде предохранителей с плавкой вставкой. Время отключения защищаемой цепи зависит от типа предохранителя и кратности тока замыкания по отношению к номинальному току плавкой вставки.

Выбор типа предохранителя и плавкой вставки определяются выполнением трех условий:

Во-первых, номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или больше напряжения сети, то есть U_н.пр. > или = U_н.сети;

500В>110В

Во-вторых, плавкая вставка не должна плавиться при расчетном токе, то есть I_н.вст. > I_расч ;

В-третьих, плавкая вставка не должна плавиться при пусковых (пиковых) токах, то есть I_н.вст. > или = I_пик / α, где α = 2,5 при защите одного потребителя электроэнергии, например, электродвигателя, и α = 1,6…2,0 при защите группы потребителей.

 

Путей сообщения

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Курсовая работа

«Проектирование электрооборудования пассажирских вагонов»

Выполнил студент

 гр. В-806                                                              Корчагин П.Р.

 

 

 

Проверил преподаватель                                   Комаров Ю.А.

 

Санкт-Петербург

2011

 

Содержание

Введение

 

1.Исходные данные. Краткая характеристика вагона и его электрооборудования.

1.1 Перечень потребителей электроэнергии и их основных характеристик.

1.2 Вариант электроснабжения вагона: структурная схема, описания

1.3 Размещение электрооборудования в вагоне.

 

2. Расчет и выбор основного электрооборудования вагона.

2.1 Расчет и выбор электроприводов вагонных механизмов.

2.2 Расчет и выбор электроосвещения помещения вагона.

2.3 Расчет и выбор электронагревательных устройств вагона.

 

3. Определение потоков энергии и расчет мощности.

3.1 Анализ структуры электрооборудования вагона.

3.2 Определение потока энергии от ПМ.

3.3 Определение потока энергии от аккумуляторной батареи.

3.4 Определение наибольшей мощности электроэнергии от «штатных» источников.

 

4. Расчет и выбор источников электроэнергии вагона.

 

5. Определение готового объема и стоимости электроэнергии.

 

6. Расчет и выбор проводов и кабелей, коммутируемой и защитной аппаратуры.

 

7. Принципиальная электрическая схема.

 

8. Размещение электрооборудования вагона.

 

Список используемой литературы.

 

 

Введение

 

Пассажирский парк магистральных вагонов локомотивной тяги железных дорог России насчитывает около сорока тысяч единиц, которые построены на отечественных и зарубежных предприятиях. В вагонах используется различное электрооборудование, назначение которого, совместно с конструкцией вагона - обеспечение безопасности и комфортных условий перевозки пассажиров. Для электрооборудования пассажирского парка характерно обилие схемных решений и элементной базы.

В настоящее время отечественная промышленность проводит федеральную программу «Разработка и производство подвижного состава нового поколения на предприятиях России», определившая основные цели и задачи на перспективу:

-обновление парка пассажирского подвижного состава и его сертификацию на соответствие отечественным и международным нормам;

-развитие отечественного вагоностроения с исключением импортной зависимости и созданием экспортной базы;

-снижение стоимости жизненного цикла для безубыточных и конкурентноспособных пассажирских перевозок.

 

 

Техническое задание:

 

 

Вариант - 9

 

Тип вагона – ЦМВ открытой планировки

 

Количество пассажиров - 81.

 

Отопление – Э – электрическое.

 

Кондиционирование – есть.

 

Электроснабжение – Цв-э, централизованное, при котором энергия производится в вагоне – электростанции или в багажном вагоне, а используется в пассажирском вагоне через ПМ АС 3/N 380В вагона.

 

 

123456Следующая ⇒

Поделиться: