- Подробности
- Категория: Подвижной состав
Коэффициент полезного действия локомотива — отношение полезной работы, выполняемой ведущими колёсами локомотива, к количеству теплоты, затраченной на её получение у автономных локомотивов, имеющих самостоятельную силовую установку (паровоз, тепловоз), или к энергии, полученной из контактной сети (электровоз). Коэффициент полезного действия локомотива зависит от кпд всех звеньев, участвующих в превращении подводимой энергии в механическую и в передаче её на ведущие колёса, а также от расхода энергии на служебные и вспомогательные нужды. Различают кпд локомотива как силовой установки и кпд эксплуатационный, который зависит от времени работы локомотива на различных режимах при движении поезда и от расхода топлива (энергии) на поддержание локомотива в работоспособном состоянии во время стоянок. Расход топлива на стоянках у паровоза существенно больше, чем у тепловоза, а у электровоза — незначительный. Кпд паровоза зависит от его конструктивных особенностей, рода топлива и его качества, форсировки котла (интенсивности парообразования); макс, значение кпд не превышает 7—8%, а эксплуатационный кпд составляет около 4% Кпд тепловоза зависит от конструктивных особенностей дизеля, конструкции тяговой передачи, холодильника, вспомогательные механизмов, температуры и давления наружного воздуха, реализуемой мощности и др.; макс, значение кпд тепловоза — около 30%, эксплуатационный кпд — около 25% Кпд электровоза, не имеющего самостоятельной силовой установки, составляет 88—90%; кпд электрическое тяги, учитывающий кпд электростанций, устройств внешнего и тягового электроснабжения и ЭПС,— 22 — 24%.
Тип 25 № 54 
i
Электровоз, работающий при напряжении 3 кВ, развивает при скорости 12 м/с силу тяги 340 кН. КПД двигателя электровоза равен 85%. Чему равна сила тока в обмотке электродвигателя?
Спрятать решение
Решение.
1. Найдем полезную мощность двигателя электровоза:
где F — сила тяги, υ — скорость.
2. Найдем полную мощность двигателя электровоза:
где 
— КПД.
3. Найдем силу тока в обмотке двигателя:
Ответ: 1600 А.
Спрятать критерии
Критерии проверки:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записано краткое условие задачи; 2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом; 3) выполнены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). |
3 |
| Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.
ИЛИ Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчётов. ИЛИ Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. |
2 |
| Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи.
ИЛИ Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка. |
1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Реализуемая
мощность электровоза зависит в основном
от массы поезда, характеристике его
сопротивления движению, скорости
движения и ее изменений, а также от
профиля и плана пути. В эксплуатации
стремятся максимально использовать
мощность путем увеличения массы и
скорости движения поездов. Pд=UдIд.
Мощность
электровоза ограничивается следующими
факторами:
—
сцепление колес с рельсами (в основном
грузовые электровозы)
—
максимальным током тягового двигателя
(в основном у пассажирских электровозов
и электропоездов)
—
коммутация тягового двигателя
—
нагрев тягового двигателя и другого
электрического оборудования
—
механической прочностью узлов и деталей.
Нагревание
ТД определяется током и продолжительностью
его протекания. Нагревание обусловлено
различными потерями: электрические,
механические, магнитные, добавочные.
КПД
электровоза: относительная величина,
характеризующая потери в целом (которые
происходят в энергетической цепи
электровоза от токоприемника до ободов
колес):
;
где P
– полезная (механическая) мощность
электровоза на ободах колес; Pэ
– электрическая мощность, подведенная
к электровозу из тяговой сети; ΔP
– суммарные потери мощности в
энергетической цепи электровоза.
Мгновенная механическая и электрическая
мощность, например, электровоза
постоянного тока: P=FкV;
Pэ=UэIэ;
где Fк,
V
– касательная сила тяги и скорость
движения электровоза; Uэ,Iэ
– напряжение на токоприемнике и ток
электровоза.
При
изменении динамометрической силы тяги
Fс
на автосцепке электровоза его касательную
силу тяги Fк
при V=const
определим:
;
гдеW0’,
w0’
– полное и удельное основное сопротивление
движению электровоза под током; Wi
– сила от уклона, действующая на
электровоз; mл
– масса электровоза.
КПД
электровоза в режиме тяги:
.
Номинальный КПД современных электровозов
0,85…0,9. КПД электровоза при большой
мощности увеличивается.
Для
постоянного тока:
.
Для
переменного тока:
.
– КПД
пусковых реостатов
– КПД
тяговых двигателей
– КПД
зубчатых передач
– КПД
сцепления колес с рельсами
10. История электрификации железных дорог России. Современное состояние и перспективы развития электровозостроения и электровагоностроения, высокоскоростного наземного транспорта.
Большую
роль в электрификации народного хозяйства
нашей страны сыграл ленинский план
электрификации России – ГОЭЛРО(1920 г.)
На первом этапе электрификации железных
дорог в соответствии с планом ГОЭЛРО
электрифицировались тяжелые по профилю
пути горных перевалов, а также пригородные
участки. Первым (в 1926 г.) был электрифицирован
на постоянном токе напряжением 1500 в для
мотор-вагонной тяги пригородный участок
Баку – Сураханы протяжением 20 км. Спустя
3 года в 1929 г. был переведен на электрическую
тягу постоянного тока напряжением 1500
в пригородный участок Москва –
Мытищи.Перевод грузового движения в
России на электрическую тягу начался
в 1932 г. вводом в эксплуатацию горного
участка Хашури – Зеставони (Сурамский
перевал) Закавказской дороги протяженностью
63 км, электрифицированного на постоянном
токе напряжением 3000 в.
1932
г.-ВЛ19, 30-30,
mл
= 6*19 = 114т.
1936
г.- Белово – Новокузнецк = Uн=
3000 В.
40-е
– ВЛ22м, 30-30,
mл
= 6*22 = 132т.
50-е
– ВЛ23, 30-30,
mл
= 6*23 = 138т.
50-60-е
– ВЛ8, 20+20+20+20,
mл=
8*23 = 184т.
70-80-е-
ВЛ-10, 2(20-20),
mл
= 8*23 = 184т.
ВЛ-11,
2(20-20),
mл
= 8*23 = 184т.
В
1956 г. был утвержден Генеральный план
электрификации железных дорог.
1956
– 1961 г. – Мариинск – Болотное –
Красноярск.
1220
км. – Иланская – Тайшет – Новокузнецк.
Переменное
напряжение 25 КВ промышленной частоты
50 Гц.
50 –
70-е г. — Н60, ВЛ60, ВЛ60р, ВЛ60п/к, ВЛ60к, 30+30,
,mл
= 6*23 = 138т.
Ф,Ф
р,
30-30
70–80–е
г. – ВЛ80К, ВЛ80Т, ВЛ80С, 2(20-20),
mл
= 8*23 = 184т.
80-е
г.- ВЛ80Р, mл
= 8*24 = 192т.
ВЛ85,
2(20-20-20),mл
= 12*24 = 288т.
90-е
г. =ЭП10, 20-20-20,
160 км/ч, АД, 12эл-возов.
~ЭП200
8-осн., 200 км/ч, ВД, 2-эл-за.
2000-е
г. ~2ЭС5К, 2(20-20), mл
= 8*24 = 192т.
НЭВЗ
=2ЭС4К =//=
УЛ
=2ЭС6,2(20-20),
mл
= 8*25 = 200т.
НЭВЗ
— пост-перем. Тока ЭП20, АД, 200 км/ч, 20-20-20.
~2ЭС5,
АД, 120 км/ч, 2(20-20).
УЛ
=2ЭС10, АД, 120 км/ч, 2(20-20).
~2ЭС7,
АД.
КЗ
=ЭП2К, 160 км/ч,30-30,
mл=
23*6 = 138т.
НЭВЗ
~ЭП1, 160 км/ч, 20-20-20,
mл
= 23*6 = 138т.
До
90-х г. =ЧС2, ЧС2Т,30-30,
160 км/ч.
=ЧС6,
ЧС7, 2(20-20),
160 км/ч.
=ЧС800,
2(20-20),200
км/ч
~ЧС4,
К4т, 30-30,
160 км/ч
~ЧС8,
2(20-20),160
км/ч
До
90-х г. =ЭР1, ЭР2, Пг = 3П+5М+ПГ.
~
ЭР9
С
90-х г. =ЭД4, ЭД9.
=ЭТ2
~ЭМ3,
АД, 5 ваг.2М+3П.
=ЭД6,
АД;
=ЭТ2А,
АД.
Перспективы
развития эл. тяги:
1.
Повышение массы поездов.
2.
Повышение скорости движения поездов
(сокращение времени хода поездов).
3.
Применение нового ЭПС или модернизированного
с улучшенными энергетическими
показателями, в т.ч. с бесколлекторными
ТД.
4.
Сокращение удельных расходов эл. энергии
на тягу поездов.
5.
Усовершенствование системы эл. снабжения,
с целью сокращения потерь эл. энергии.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Как находить КПД двигателя
Чтобы найти КПД любого двигателя, найдите отношение выполненной им работы к затраченной на это энергии. Известно два основных типа двигателей, используемых человеком – двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель. Измеряя КПД первого, полезную работу поделите на общую теплоту, выделившуюся при сгорании топлива, а для второго подсчитайте затраченную на выполнение полезной работы электроэнергию и найдите их отношение.
Вам понадобится
- характеристики двигателя внутреннего сгорания, груз известной массы и тестер.
Инструкция
Определение КПД двигателя внутреннего сгоранияНайдите в технической документации мощность данного двигателя внутреннего сгорания. Залейте в него топливо, это может быть бензин или дизельное топливо, и заставьте проработать на максимальных оборотах некоторое время, которое замеряйте с помощью секундомера, в секундах. Слейте остатки и определите объем сгоревшего топлива, отняв от первоначального объема конечный. Найдите его массу, умножив объем, переведенный в м³, на его плотность в кг/ м³.
Для определения КПД мощность двигателя умножьте на время и поделите на произведение массы затраченного топлива на его удельную теплоту сгорания КПД=P•t/(q•m). Чтобы получить результат в процентах, получившееся число умножьте на 100.
Если нужно измерить КПД двигателя автомобиля, а мощность его неизвестна, но известна масса, для определения полезной работы разгонитесь на нем из состояния покоя до скорости 30 м/с (если это возможно), измерив массу затраченного топлива. Затем массу автомобиля умножьте на квадрат его скорости, и поделите на удвоенное произведение массы затраченного топлива на удельную теплоту его сгорания КПД=М•v²/(2•q•m).
Определение КПД электродвигателя Если известна мощность электродвигателя, то подключите его к источнику тока с известным напряжением, добейтесь максимальных оборотов и тестером, измерьте ток в цепи. Затем мощность поделите на произведение силы тока и напряжения КПД=P/(I•U).
Если мощность двигателя неизвестна, прикрепите к его валу шкив, и поднимите на известную высоту, груз известной массы. Измерьте тестером напряжение и силу тока на двигателе, а так же время подъема груза. Затем произведение массы груза на высоту подъема и число 9,81 поделите на произведение напряжения, силы тока и времени подъема в секундах КПД=m•g•h/(I•U•t).
Обратите внимание
Во всех случаях КПД должен быть меньше 1 в дольных величинах или 100 %.
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Дано:
F = 240 кН = 24 * 10^4 Ньютон — сила тяги, развиваемая электровозом;
v = 15 метров в секунду — скорость, которую развивает электровоз;
I = 1,5 кА = 1,5 * 10^3 Ампер — ток, потребляемый электровозом;
U = 3 кВ = 3 * 10^3 Вольт — напряжение сети.
Требуется определить КПД двигателя электровоза n (%).
Найдем мощность электрического тока, которую потребляет электровоз:
W1 = U * I = 3 * 10^3 * 1,5 * 10^3 = 4,5 * 10^6 Ватт.
Найдем мощность, которую развивает двигатель:
W2 = F * v = 24 * 10^4 * 15 = 360 * 10^4 = 3,6 * 10^6 Ватт.
Тогда КПД двигателя будет равен:
n = W2 / W1 = 3,6 * 10^6 / (4,5 * 10^6) = 3,6 / 4,5 = 0,8 = 80%.
Ответ: КПД двигателя электровоза равен 80 процентов.