На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Тяговый привод городского электрического транспорта

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 21.08.2012. Сдан: 2011. Страниц: 13. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Московский  Энергетический Институт (Технический  Университет)


Кафедра Электротехнических Комплексов Автономных Объектов
 
 
 
 
 
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
 
  «Тяговый привод городского электрического транспорта»
 
На  примере метровагона 81-720/721 «Яуза»
 
 
 
 
 
 
 
              Выполнил: Егоров Михаил
              Группа: ЭЛ-11-07
              Проверил: Останин С.Ю.
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Тяговые ЭМС - ЭМС, предназначенные для приведения в движение мобильных объектов (наземный транспорт и суда). Включают в себя тяговые генераторы и тяговые двигатели.
В автомобилях тяговые ЭМС приводят во вращение колеса, а у судов - гребные винты.
  Кроме того, тяговые электродвигатели применяются  в грузоподъемных машинах, где требуется  такая же тяговая характеристика (с постоянной мощностью).
  В контексте  тяговых ЭМС часто употребляется термин трансмиссия.
 
Классификация тяговых ЭМС мобильных  объектов по типу движителя:
 
1) Обычные автомобили. Цепочка передачи энергии: ДВС  (тепловой двигатель) - механическая  передача - колеса. Тяговые ЭМС отсутствуют.
2) Электрический  транспорт. Цепочка передачи энергии: сеть - тяговый двигатель - колеса.
3) Мобильные  объекты с "электрической передачей". Цепочка передачи энергии: ДВС  - тяговый генератор - тяговый  электродвигатель - колеса/гребной  винт.
4) Гибридные  автомобили с "электромеханической трансмиссией" (с двумя типами силового агрегата: ДВС и электродвигатель) [15].
5) Электромобили  (без ДВС, приводятся в движение  только от электродвигателя с  питанием от АБ).
6) Электромобили  с питанием от топливных элементов.
  7) Электромобили  с питанием от фотоэлементов (солнцемобили)
 
Классификация электрического транспорта:
 
- троллейбусы
- трамваи
- электровозы
- поезда метро
 
Классификация поездов метрополитена (ныне работающих в Москве):
 
Тяговый привод с ДПТ последовательного  возбуждения:
 
Еж-3, Ем-508Т -  Таганско-Краснопресненская линия,
81-714/717(с  модификациями) – большинство линий Московского Метрополитена,
81-720/721 «Яуза» - Каховская линия
 
Тяговый привод с АД с короткозамкнутым ротором:
 
81-720.1/721.1 «Яуза» - Люблинская линия
81-740/741 (с модификациями) – Арбатско-Покровская, Филёвская, Кольцевая линии и Бутовская линия Лёгкого Метро
81-760/761 - испытания
 
 

      СОДЕРЖАНИЕ
        Вступление______________________________________________3
        Вагон метрополитена «Яуза»,  тяговый привод для  метровагонов (основные положения), теория силового потока, базовые характеристики элементов тягового привода разомкнутой и замкнутой систем, теория характерных процессов, механические характеристики тягового электродвигателя, функциональная и структурная схемы электропривода метровагона
        Тяговый привод метровагонов 81-720 и 81-721 ________________10
        Основные  составляющие, основа задания алгоритма  управления.
        Тяговый двигатель постоянного тока ДК-120АМ_______________11
        Основные  характеристики, принцип  работы, технические данные, обмотки, маркировка.
        Управление Тяговым Приводом (БУТП)__________________16
        Схема управления тяговым  приводом, описание её работы. 
        Математическое описание тягового привода и устойчивость системы управления тяговым приводом метровагона 81-720/81-721 на основе алгебраических и логарифмических критериев устойчивости.________________________________________________18
        Критерии  Гурвица, Найквиста-Михайлова, синтез системы электропривода – удовлетворение требованиям устойчивости.
        Защита тягового электропривода. ____________________________25
        Сравнение тягового электропривода метровагона с тяговым приводом остального электрического транспорта._______________________26
        Будущее тягового привода вагонов метрополитена______________27
        Список использованной литературы__________________________30
        Приложения_______________________________________________31
        - материалы  от завода «Динамо»
 
 

          ВСТУПЛЕНИЕ

Рис.1 Метровагон 81-721 на станции  «Каховская»
    Вагон метро 81-720/721 «Яуза» 
    Общие сведения, конструкция, история, отличия от предыдущих моделей.
    — это улучшенная модель вагонов метро типа И. От выпускаемых ранее вагонов отличается наличием принудительной вентиляции, а также изменённым дизайном. Вагоны метро типа 81-720/721 обслуживают Каховскую линию Московского метрополитена. 
  Конструкция вагонов «Яузы» принципиально отличается от предыдущих серий: кузов выполнен из нержавеющей стали, использованы современный дизайн, новая подвеска тягового двигателя и колёсная тележка. Тяговый привод с двигателями постоянного тока ДК-120 и тиристорно-импульсной системой управления «Пульс» разработан АЭК «Динамо». Применено опорно-рамное подвешивание тягового двигателя и редуктора, центральное подвешивание — пневматическое, а буксовое — одностороннее рычажное.
  Повышена  максимальная конструктивная скорость — до 100 км/ч. Вместимость новых вагонов по сравнению с 81-717.5 и 81-714.5 увеличена на 30-40 человек за счет того, что уменьшено число посадочных мест и за счёт образования на их месте вместительных торцевых площадок. Впервые в отечественном вагоностроении были сделаны сиденья, повторяющие изгиб спины человека. 
  Благодаря конструктивным решениям значительно упрощён и удешевлён ремонт вагонов, используется система рекуперативного торможения (при торможении тяговые двигатели работают как генераторы вырабатывающие электроэнергию, которая возвращается в контактную сеть). Вагоны имеют более плавный и менее шумный ход, чем вагоны серий Е и 81-717/81-714. Пассажирские салоны оборудованы системой люминесцентного освещения и принудительной системой вентиляции с малошумными вентиляционными агрегатами авиационного типа. Это позволило отказаться от форточек и вентиляционных воздуховодов. Кабина машиниста оборудована системой кондиционирования для летнего времени и отопления для зимнего времени.
  Первоначально состав из вагонов 81-720/721 имел стандартный тяговый привод, однако в конце 1992 года его оснастили опытным асинхронным приводом разработки завода «Динамо» (рис. 2). Испытания этого поезда проводились на экспериментальном кольце Всероссийского НИИ Железнодорожного Транспорта в подмосковной Щербинке. Эксперимент был признан неудачным, к улучшению асинхронного привода вернулись только в 2001 году. Поэтому все вагоны были оборудованы тяговыми двигателями постоянного тока ДК-120 АМ. В августе 2010 г. экспериментальный состав с асинхронным приводом бы порезан на территории ОАО «Метровагнонмаш» в Мытищах.
  

    Рис. 2 Опытный вагон 81-720 с асинхронным  приводом
    10 июня 1998 года первый поезд нового поколения, выпущенный ОАО «Метровагонмаш» начал курсировать по Люблинской линии. После нескольких месяцев эксплуатации состава было принято решение о начале серийного производства вагонов.
    В 2007 году ГУП «Московский Метрополитен» отказался от дальнейшей закупки «Яуз», предпочтя закупать «Русичи» - составы 81-741/740.
 

    Тяговый привод для метровагонов.
    Основные  требования к приводу. Механические характеристики. Функциональная схема тягового электропривода
    Электропривод,  предназначенный  для  тяги,  называется тяговым  электроприводом (ТЭП).  Такой  электропривод  находит применение,  например,  в  железнодорожном,  водном,  городском  и промышленном  транспорте. Анализ    систем    тягового электропривода метро (ТЭМ) производится  на  основе общей теории электропривода и методов расчета систем тягового привода железнодорожного  транспорта.  Наиболее  обобщенным  принципом анализа  передающих  систем  является  закон  сохранения  энергии, на базе которого основаны частные теоретические и методические положения, использованные для анализа и  исследования режимов работы систем ТЭМ.
 
      Теория силового потока
 
    Теория  силового  потока (ТСП),  основанная  на  принципах закона  сохранения  энергии,  рассматривает  однонаправленную  её передачу  от  источника  к  потребителю  в  форме  мощностного фактора. Так как развиваемый двигателем момент и потребляемая от  источника  энергия  автоматически  меняются  с  изменением условий  работы  и  величины  сопротивления  движению, представляется  целесообразным  введение  понятия  встречного силового  потока  сопротивления  движению (потока  реакции «опоры»).  В  предлагаемом  аспекте  в  передающей  системе функционируют два силовых потока – движущий и  поток сопротивления движению, силовые   факторы   которых   имеют   аналогичные   названия   и обозначения.

    Рис. 3. Силовые потоки ТЭП
 
    В  представленной  на  рис. 3  упрощенной  структурной  схеме ТЭП:
 
    • Р и Рс – мощностные факторы движущего потока и потока сопротивления движению;
    • Мвр и Fт - силовые факторы движущего потока;
      • Мс и Fс - силовые факторы потока сопротивления движению.
 
    Рассмотрение  упрощенной  схемы  взаимодействия  отдельных элементов передающей  системы  позволяет  одновременно определить «функциональные»  понятия  их  основных характеристик.
 
    Так  как  основными  назначениями  электродвигателя являются  создание  вращающего момента  и  реализация  движения  исполнительного  механизма  за  счет  энергии  вырабатываемой  в преобразовательном  устройстве  ТЭП,  то  воздействие
    электродвигателя  на  исполнительный  механизм  может  быть представлено  мощностным  движущим  потоком  и  соответствующими  ему  силовым  и  скоростным  факторами.  Реакция исполнительного механизма  на  величину   скоростного   фактора определяется  механической  характеристикой  исполнительного механизма  в  форме  зависимости МС(?)  или Fс(V).  Обратное воздействие силового фактора Мс на электродвигатель определяет функциональную  зависимость эд ? (Мэд),  соответствующую механической  характеристике  электродвигателя.  На  рис. 4 представлены  исходные  базовые  характеристики  элементов разомкнутой  системы,  а  на  рис. 5 -  замкнутой  системы  ТЭП.
 

    Рис.4 Базовые характеристики элементов ТЭП (разомкнутая система)

    Рис. 5 Базовые характеристики элементов ТЭП (замкнутая система)
 
      Теория характерных процессов
 
    Теория характерных процессов (ТХП) находит применение при исследовании  процессов  в  системах  автоматического регулирования  различного  назначения,  в  том  числе  и  в  системах электрического  привода,  как методический  инструмент  их  анализа при  воздействии  на  объект  регулирования  возмущающего и управляющего сигналов.
    Для  проведения  анализа  процессов  изменения  скорости тягового  электродвигателя (скорости  движения  автомобиля) классифицируем их следующим образом:
 
    Процесс  естественного  изменения  скорости  тягового электродвигателя (первый  процесс)  как  процесс  автоматического ее  изменения  электродвигателем  при  изменении  нагрузки  на  валу ЭД (сопротивления движению автомобиля).
    Процесс регулирования скорости  тягового электродвигателя (второй  процесс)  как  процесс  автоматического  ее  изменения двигателем  при  принудительном  воздействии  на  тот  или  иной элемент  электрической  цепи  водителем  или  автоматическим устройством, рассматриваемый при постоянном  значении нагрузки на валу ЭД (сопротивления движению автомобиля).
 
    Указанные  процессы  являются  составной  частью  двух основополагающих  характерных  процессов,  протекающих  в  ТЭМ – первого  характерного  процесса (ПХП)  и  второго  характерного процесса (ВХП).
 
    В тяговом  электроприводе  оба  характерных  процесса протекают   обычно  одновременно,  т.е.  имеет  место  синтез  двух характерных процессов (СХП).
 
    При  синтезе  характерных  процессов  рабочая  точка перемещается (в  статике)  как  по  заданной  механической характеристике,  так и в вертикальном направлении. В итоге имеет место серия (семейство) механических характеристик. Рассмотренные  выше  два  характерных  процесса  могут  быть условно  отнесены  к  первому  характерному  процессу  в  замкнутой системе  как процессу,  лежащему  в  основе  определения  понятия механической  характеристики  ТЭД  в  замкнутой  системе  и
    возникающему  при  действии  возмущения  типичного  для  первого характерного процесса.
    Одновременно имеет место регулирование скорости движения машинистом, осуществляемое независимо от  величины нагрузки.  Принципиальное  отличие  данного  процесса  регулирования  скорости  тяговых  электродвигателей (второго  характерного процесса в замкнутой системе) от процесса изменения параметров с  целью  формирования  новой  механической  характеристики заключается  в  возможности  получения  различных  значений скорости  ЭД  при  постоянном  значении  величины  момента сопротивления. Воздействие машиниста при этом является внешним воздействием.
    Практически  работа  системы  происходит  при  одновременном протекании  двух  характерных  процессов,  определяющих  скорость движения поезда. Машинист задает характеристику элементов привода  в  замкнутой  системе,  перемещение  точки  по  которой определяется  силой (моментом)  сопротивления  движению.
    Машинист  регулирует  скорость  движения  состава,  а  она устанавливается  в  соответствии  с  сигналом,  поступающим  от машиниста, и нагрузкой тягового электродвигателя. На рис. 6 приведены примеры характерных процессов в ТЭП большегрузного автомобиля (наиболее близкий к метровагону пример), где ПХП и ВХП – соответственно первый  и  второй  характерные  процессы  в разомкнутой  системе, а СХП – синтез характерных процессов в замкнутой системе ТЭП.
 

    Рис. 6 Механические характеристики ТЭД
 
    Таким образом  данный тяговый электропривод классифицируется как 
    ТЭП с однотипной энергетической установкой.
 
    Пояснение: Такой ТЭП содержит в своей силовой цепи источник энергии, электродвигатель и механическую трансмиссию.
 
    Трансмиссия – силовая передача, совокупность агрегатов и механизмов, передающих крутящий момент от ДВС к ведущим колёсам транспортного средства. Кроме передачи крутящего момента выполняются также задачи изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения.
    Одним из видов  трансмиссии является электромеханическая трансмиссия.
 


    Рис. 7 – Функциональная схема ТЭП вагона метро, 1- силовая цепь, 2 – энергетический блок, 3 – блок вспомогательного оборудования.
 
 

    Рис. 8 Структурная схема  привода. Д – двигатель, Р – редуктор, СГ – синхронный генератор, В –  выпрямитель, ДПТ  – двигатель постоянного  тока, К – колесо
 


Тяговый привод ТП вагонов  модели 81-720, 81-721
представляет  собой систему тиристорно-импульсного  управления (ТИСУ) тяговыми двигателями  «Пульс» и включает в себя:
- четыре коллекторных  двигателя постоянного тока ДК-120 мощностью 115 кВт включённых по два последовательно;
- электронный  регулятор напряжения на двигателях  – блок тиристорно-импульсных  преобразователей БПТИ;
- коммутирующую  аппаратуру, смонтированную в блоке  силовой контакторной аппаратуры  БСКА, в состав которого входят 6 линейных контакторов и реверсор;
- блок управления  тяговым приводом БУТП.
Алгоритм работы БСКА и БПТИ задаётся БУТП. При этом осуществляется управление тяговым  приводом в режимах тяги и электрического реостатного торможения. Предусмотрено  также применение следящего рекуперативно-реостатного торможения с астатическим регулированием напряжения на токоприёмнике.
Блок управления тяговым приводом обеспечивает работу тягового привода, сохраняя постоянным (до выхода на автоматическую характеристику) тяговое и тормозное усилия, величина которых зависит от положения рукоятки контроллера машиниста.
Уставки тяговых и тормозных  режимов
Положение контроллера Величина  тока ТД, А
  порожний гружёный
1 2 3
Ход 1 не более 150  
Ход 2 200 260
Ход 3 260 340
Ход 4 330 260
Томоз 1 150 200
Томоз 2 260 330
Томоз 3 310 420
 
 

Тяговый двигатель. Конструкция.
Двигатель имеет по четыре главных полюса (7) с расположенной на них обмоткой возбуждения и добавочных полюсов (10).  Между станиной и сердечником  добавочного полюса установлены  латунные прокладки, что позволяет более точно настраивать коммутацию двигателей на всём диапазон рабочих характеристик.

Рис.9 Продольный разрез тягового двигателя ДК-120
Для катушек  главных и добавочных полюсов  электродвигателя применяется изоляция типа «монолит», которая обеспечивает высокую надёжность катушек и улучшает их теплоотдачу.
Для токосъёма  используются четыре щёткодержателя (5). Кронштейны щёткодержателей выполнены  из пластмассы. Щётки (4) двигателей разрезные, с резиновой накладкой, четырьмя шунтами и плоским наконечником. Щёткодержатели (5) имеют специальные устройства для регулирования силы нажатия пальца щётку (4).
Коллектор (3) двигателей арочный, на стальном сборном  основании. Пластины коллектора выполнены  из меди, обладающей повышенными механическими свойствами. Концы обмотки якоря с коллекторными пластинами соединяются с помощью сварки, что значительно повышает надёжность и долговечность этого соединения. Обмотка якоря петлевая, с уравнительными соединениями (одно на паз), расположенными под передними лобовыми частями обмотки. Обмотка якоря в пазовой части крепится стеклобандажами или клиньями, а на лобовых частях – только стеклобандажами.
Для осмотра  и ухода за коллектором и щёточным аппаратом предназначены четыре коллекторных люка, закрытых двумя крышками с уплотнением (6).
Подшипниковые узлы двигателя имеют устройства (1) и (8) для добавления смазки.
Охлаждающий воздух поступает в двигатель  через патрубок (2) со стороны коллектора и выбрасывается центробежным вентилятором (9) в окна с противоположной стороны двигателя.
 
Обмотки якоря и добавочных полюсов соединяются  последовательновнутри двигателя. Маркировка выводных проводов этой группы сохраняется от входящих обмоток.
Рабочие характеристики двигателя при номинальном  напряжении 375 В и температуре обмоток 130 градусов даны на рис. Рабочие характеристики представлены семействами скоростных v(I) и тяговых F(Ia) характеристик, а также зависимостей КПД в функции тока якоря, полученных при
       Рис.10, Обмотки ДК-120                             ослаблениях возбуждения 0,28; 0,5 и 1,0.
Реактивная  ЭДС в коммутируемых секциях  для наиболее напряжённых условий  режима тяги примерно вдвое меньше допустимого значения.
В режиме торможения максимальная реактивная ЭДС  при торможении со 100 км/ч составляет 0,75 допустимого значения. Максимальное напряжение между смежными коллекторными пластинами в режиме торможения относится к скорости начала торможения 100 км/ч. Наиболее же вероятные скорости торможения находятся в диапазоне 60 – 70 км/ч. При этих скоростях начала торможения потенциальная напряжённость коллектора значительно ниже.
Приведённые показатели коммутационной и потенциальной  напряжённостей показывают, что коллектор  устойчив к возникновению круговых огней и работает практически  без искрения в установившихся режимах.
Более подробную техническую информацию о ДК-120АМ см. в приложении.
 

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДК-120 АМ

Рис. 11, 1-3 – скоростные хр-ки соответственно при коэффициенте ослабления возбуждения 1; 0,5 и 0,28. 4 - 6 – зависимости электромагнитного момента двигателя от тока в цепи якоря; 7 – 9 – зависимости КПД двигателя от тока в цепи якоря.
Общие сведения:
Электродвигатели  тяговые постоянного тока типов  ДК 117М, имеющие две модификации  ДК 117ВМ, ДК 117ДМ и ДК 120АМ, предназначены  для вагонов метрополитена с релейно-контактной системой управления. Электродвигатели типов ДК 117ДМ и ДК 120АМ используются на вагонах метрополитена, эксплуатируемых на трассах с шириной колеи 1520 мм, а электродвигатель ДК 117ВМ - на трассах с шириной колеи 1435 мм.
Структура условного  обозначения
ДК  ХХМУ2: 
 
ДК - двигатель коллекторный постоянного  тока;  
Х - порядковый номер типа (117; 120);  
Х - модификация в зависимости от конструктивного исполнения  
подвески (А, В, Д);  
М - модернизированный;  
У2 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ  
15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.

Условия эксплуатации:
Номинальные значения климатических  факторов по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.  
Высота над уровнем моря до 1200 м.  
Температура окружающего воздуха от минус 50 до 40°С.  
Окружающая среда невзрывоопасная.  
Группа механического исполнения М26 по ГОСТ 17516.1-90.  
Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.1-75. 

 
Двигатели для внутригосударственных  поставок соответствуют ТУ 16-515.199-76, для поставок на экспорт ГОСТ 2582-81Е.

Нормативно-технический  документ
ТУ 16-515.199-76;ГОСТ 2582-81Е
Технические характеристики и основные параметры двигателей приведены в таблице.
Общий вид, габаритны, установочные и присоединительные  размеры электродвигателя ДК-120АМ. Двигатели имеют литые корпуса восьмигранной формы.  
Обмотки двигателей выполнены с применением изоляции нагревостойкости классов F (катушки главных и добавочных полюсов) и Н (якоря) по ГОСТ 8865-93.  
Двигатели имеют четыре главных и четыре добавочных полюса. На главных полюсах расположена обмотка возбуждения. Полюсы имеют моноблочное исполнение.  
Для якорной обмотки применены провода и пазовая изоляция на основе полиамидной пленки класса нагревостойкости. Якоря пропитывают вакуум-нагревательным способом. Крепление обмотки в пазовой части осуществляется клиньями из профильного стеклопластика, в лобовых частях - стеклобандажной лентой. Соединение обмотки якоря с коллектором производится электродуговой сваркой в среде инертных газов.  
В двигателях применены коллекторы арочного типа на стальном сборном основании. Коллекторные пластины выполнены из легированной меди.  
В двигателях установлены разрезные щетки марки ЭГ-841, имеющие повышенную износостойкость и пониженный коэффициент трения.  
В якорях двигателей применена холоднокатаная электротехническая сталь с термостойким изоляционным покрытием и пониженными удельными потерями.  
Смазка подшипников - "Литол-24".  Подшипниковые узлы имеют специальные устройства для пополнения смазки без разборки двигателей в период эксплуатации.  
Система вентиляции двигателей - аксиальная. Вход воздуха осуществляется со стороны коллектора. В двигателях установлены алюминиевые вентиляторы радиального типа с лопатками, имеющими переменный шаг для снижения уровня шума.

В комплект поставки входят: двигатель, паспорт, одиночный  комплект запасных частей (щетки - 8 шт., детали для подсоединения выводных концов к проводам внешнего монтажа).  
Комплектно с партией в 24 двигателя поставляется инструкция по эксплуатации.

 
 


Наименование  параметра Значение  параметра для типоисполнений
ДК 117М ДК 120АМ
Номинальный режим работы S2–60 мин
Мощность, кВт: 
номинальная 
продолжительного режима
 
114  115 
97,5
Номинальное напряжение, В 375
Ток обмотки  якоря, А: 
номинальный 
продолжительного режима  
максимальный

и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.