Краткая характеристика вагона и его электрооборудования.

1.1 Перечень 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

 

 

1.2 Вариант 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.

 

 

1.3 Размещение 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:

Р _в = К ₃· Q · H / 1000·ŋ _в

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.

η _в – кпд вентилятора (0, 4…0, 6).

Принимаем равным 0, 55.

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

б) электропривода центробежного водяного насоса системы жидкостного отопления:

Р_н = К₃ · Q · H / 1000 · η _н

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;

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

Принимаем равным 0, 55

Тогда

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

 

в) электропривода компрессора холодильной установки:

Р_к = К_з · К_р · Δ Р_охл / 1000 · η _i · η _к

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.

η _i = 0, 75 - индикаторный КПД холодильной установки;

η _к = 0, 75 - КПД компрессора;

Δ Р_охл – мощность теплового потока воздуха, которая должна быть затрачена

холодильной установкой кондиционера на охлаждение, Вт:

Δ Р_охл = 1, 2 · F_пв · К_т · Ө _р + 0, 08 · N_пас.,

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

Принимаем F_пв = 335 м²

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

Принимаем К_т = 1, 2

Ө _р = (t_н.в – t_в.в)_расч. – разность между наружной температурой воздуха и температурой

внутри вагона (для установок кондиционирования воздуха расчетная разность

температур (перегрев) составляет 10…15º C);

Принимаем Ө _р = 12 º C

N_пас – количество пассажиров в вагоне.

N_пас = 18

 

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

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

г) электропривода вентилятора охладителя конденсатора холодильной установки:

Р _в = К ₃· Q · H / 1000·ŋ _в, 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.

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

 

Р _в = 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:

Р_д.расч. ≥ Р,

где Р – мощность нагрузки на валу.

Из опыта эксплуатации принимаем:

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

- Режим работы электропривода компрессора холодильной установки длительный, следовательно

Р_д.расч. ≥ 6, 796(кВт)

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

Р_д.расч. ≥ 1, 6(кВт)

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

 

Р_д.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	η н	cosφ н	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): Р_л=20 Вт/м²

2.2.2 Определяем суммарную расчетную мощность источников освещения:

Р_{∑ и} = р_{л ·} S= 20*5, 5=110(Вт)

2.2.3 Задаемся числом светильников N_с в помещении и количеством ламп n_л в светильнике:

N_с =1;

n_л=2.

Определяем расчетное значение мощности лампы в светильнике

Р_л.расч. = Р_{∑ и} / Nс·n_л = 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 Р_л.н (10, 15, 20, 30, 40, 60, 75, 100Вт):

Р_л.н ≥ 0, 9Р_л.расч

Р_л.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:

Р_оо = К_иоо · N_соо · n_лоо · Р_лоо.н / η _поо,

где Ки_оо – коэффициент использования общего освещения,

Nс_оо – количество светильников общего освещения в вагоне,

n_лоо - количество ламп в светильнике общего освещения,

Р_лоо.н – номинальная мощность лампы светильника общего освещения,

η _п – КПД устройств преобразования электрической энергии, используемой для

питания светильников общего освещения

Р_оо = 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:

Р_от = Δ Р_пв + Δ Р_фв + Δ Р_в – Δ Р_п – Δ Р_о,

где Δ Рпв - тепловые потери через ограждающую поверхность вагона,

Δ Рфв -тепловые потери при инфильтрации конструкции, открывании дверей при

посадке и высадке пассажиров,

Δ Рв - тепловая энергии, необходимая для подогрева воздуха в системе вентиляции,

Δ Рп - тепловые потери пассажиров вагона,

Δ Ро - тепловые потери оборудования вагона

2.3.1.1 Тепловые потери через ограждающую поверхность вагона можно определить:

Δ Р_пв = S_пв · К'_т · Ө _р

где Sпв – суммарная поверхность ограждения вагона, м²;

К'_т - обобщенный коэффициент теплопередачи вагона, Вт / м²º C;

Ө _р - расчетный перегрев воздуха в помещениях вагона или разность между

расчетными значениями температур снаружи и внутри вагона, º C.

Δ Р_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 потерьчерез ограждающую поверхность вагона, т.е.

Δ Р_о = 0, 1 Δ Р_пв

Δ Р_о = 0, 1*19, 43=1, 943(кВт)

 

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

Δ Рв = ρ ·c_в·V·Ө _р,

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

c_в = 1, 006кДж/кг·º C – удельная теплоемкость воздуха;

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

температуре - 40º C 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, º C.

Δ Рв = 1, 3*1, 006*0, 1*58=7, 59(кВт)

2.3.1.4 Тепловые потери пассажиров можно определить:

Δ Р_п = q ·n_п ,

Δ Р_п = 18*90=2, 42(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:

Δ Р_фв = 0, 1 Δ Р_пв

Δ Р_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)-3240=16, 21(кВт)

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A. Оценка будущей стоимости денежного потока с позиции текущего момента времени
2. A. Смещение суставной головки через вершину суставного бугорка на передний его скат
3. A.27. Процедура ручной регулировки зеркала заднего вида
4. B. С нарушением непрерывности только переднего полукольца
5. Cсрочный трудовой договор и сфера его действия.
6. F. Оценка будущей стоимости денежного потока с позиции текущего момента времени
7. G) определение путей эффективного вложения капитала, оценка степени рационального его использования
8. H) Такая фаза круговорота, где устанавливаются количественные соотношения, прежде всего при производстве разных благ в соответствии с видами человеческих потребностей.
9. I. МИРОВОЗЗРЕНИЕ И ЕГО ИСТОРИЧЕСКИЕ ТИПЫ
10. I. ПОЛОЖЕНИЯ И НОРМЫ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА, В ОБЛАСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ПРОПАГАНДЫ И ОБУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ МЕРАМ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
11. I. Рабочее тело и параметры его состояния. Основные законы идеального газа.
12. II МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА