Úkol: Upravit a zkopírovat Úkol: Upravit a zkopírovat návrh lokomotivy jako návrh lokomotivy jako prezentace (do POA).prezentace (do POA).

P>(Gl+Gv)*(Pomax+3)*(Vmax/(3600*ηi))/1000 [kW]

Legenda :ηi - účinnost převoduVmax - maximální rychlostGl - Tíha lokomotivy[kN]Gv - Tíha zátěže[kN]Po - Měrný jízdní odpor

VÝPOČET POTŘEBNÉHO VÝKONU VÝPOČET POTŘEBNÉHO VÝKONU LOKOMOTIVY, LOKOMOTIVY, část 1.část 1.

Zadání a výsledky:

ηi = 9  Vmax = 40 [km/h]P = 489,6296 [kW]

VVmmaaxx

1100

2200

3300

4400

5500

6600

7700

8800

9900

110000

111100

112200

113300

114400

115500

116600

117700

118800

119900

220000

221100

222200

223300

224400

225500

226600

227700

228800

229900

330000

331100

332200

333300

334400

335500

336600

337700

338800

339900

440000

441100

442200

443300

444400

445500

446600

PP

112222,,44007744

224444,,88114488

336677,,22222222

448899,,66229966

661122,,003377

773344,,44444444

885566,,88551199

997799,,22559933

11110011,,666677

11222244,,007744

11334466,,448811

11446688,,888899

11559911,,229966

11771133,,770044

11883366,,111111

11995588,,551199

22008800,,992266

22220033,,333333

22332255,,774411

22444488,,114488

22557700,,555566

22669922,,996633

22881155,,3377

22993377,,777788

33006600,,118855

33118822,,559933

33330055

33442277,,440077

33554499,,881155

33667722,,222222

33779944,,6633

33991177,,003377

44003399,,444444

44116611,,885522

44228844,,225599

44440066,,666677

44552299,,007744

44665511,,448811

44777733,,888899

44889966,,229966

55001188,,770044

55114411,,111111

55226633,,551199

55338855,,992266

55550088,,333333

55663300,,774411

ηi = 9  Vmax = 40 [km/hod]P = 489,630 [kW]

Výpočet maximálních Výpočet maximálních otáček motoruotáček motoru

vmax 20 [Km/h]u 2D 1 [m]   n 210,9705

Vzorec - n = ( vmax * u * 1000 ) / ( 60 * pi * D ) D - prumer hnacich kol [m]u - prevodovy pomer

Výpočet maximálního Výpočet maximálního točivého momentu točivého momentu motorumotoru

Ftmax 120D 1 [m]mm 2u 2ni 210   M 71,42857

Vzorec -M = Ftmax * D / ( 2 * mm * u * ni ) * 10000

mm - počet motorů

Konec 1 části.

VÝPOČET POŽADOVANÉ TAŽNÉ SÍLY LOKOMOTIVY, část 2.

1) Tažná síla na obvodu hnacích kol

Tuto sílu lze vypočítat ze vztahu :Ftmax=(Gl+Gv)*(Po+Pr+Psmax+Pa/g) [kN]

Legenda : Ftmax - Max.tažná síla lokomotivy [kN]

Gl - Tíha lokomotivy [kN]

Gv - Tíha zátěže [kN]

Po - Měrný jízdní odpor

Pr - Redukovaný přídavný jízdní odpor v oblouku[N/kN]

Psmax - Max.sklon v délce vlaku

Pa - Měrná zrychlující síla při rozjezdu vlaku[N/t]

Příklad: Gl= 200000 [kN]  Gv= 400000 [kN]  Po= 658    Pr= 356 [N/kN]  Psmax= 1    Pa= 0 [N/t]  g= 9,81    Ftmax= 6,09E+08 [kN]

Zadání a výsledky:Gl= 200000 [kN]Gv= 400000 [kN]Po= 658  Pr= 356 [N/kN]Psmax= 1  Pa= 0 [N/t]g= 9,81  Ftmax= 6,09E+08 [kN]

2) Adhezní tíha vozidla

Tato tíha musí být vždy větší než maximální možná tažná síla.

Ga>Ftmax/(ε*Φa)

Legenda : Φa - součinitel adheze [N/kN]

ε - součinitel zdánlivého snížení adheze [N]

ε = 65 [N/kN]Φa = 6 [N]     Ga = 1561538[kN]

Zadání a výsledky:

ε = 65 [N/kN]Φa = 6 [N]     Ga = 1561538[kN]

Pomocné pohony jsou :    

  1) Ventilátory trakčních motorů  2) Výkon pro pohon ventilátoru chladiče

  3) Pohon čerpadla oleje transformátoru

  4) Pohon kompresoru

    5) Příkon ventilátoru usměrňovače

Návrh pomocných pohonů, Návrh pomocných pohonů, č.3č.3

1) Výkon ventilátorového motoru je závislí na 1) Výkon ventilátorového motoru je závislí na množství a tlaku vzduchu a na účinnosti větrákumnožství a tlaku vzduchu a na účinnosti větráku

Pv= (Q*p)/(1000*ηa) [kW]

Legenda: Pv - Výkon ventilátorového motoru [kW]

Q -množství chladícího vzduchu [m3/sec]

p - Tlak chladícího vzduchu [Pa]

ηa - Účinnost větráku [bývá od 0,5 do 0,7]

Potřebné množství vzduchu je závislé na množství odváděných ztrát a oteplení chladícího vzduchu

Q=ΔPu/(cp*γ*Δ υ) [m3/sec]

Δpu=((Iv*1,2*ns)/1000)*2

Legenda : Iv - Trvalý proud usměrňovače [A]

ns - Počet Si ventilů v každé větvi

cp - Specifické teplo chladícího vzduchu při stálém tlaku [1J/kg]

γ - Specifická hmotnost vzduchu [1,28 kg/m3]

2) Výkon pro pohon ventilátoru chladiče

Pch=(Qch*pc)/ ηch (kW)

Legenda: Qch - množství vzduchu chladiče [m3/min]

pc - tlak vzduchu ηch - účinnost

3)Výkon pro pohon čerpadla oleje

Po=(Qo*po)/(1000* ηo) [kW]

Legenda Qo - množství chladícího oleje[l/sec]

po - tlak oleje [kPa]ηo - účinnost čerpadla

4) Výkon pro pohon kompresoru

Pk=(Q*pk*εk)/(3600*ηk) [kW]

Legenda: Q - množství nasávaného vzduchu [m3/hod]

pk - maximální protitlak [0,9 až 1,0 Mpa]

ηk - mechanická účinnost kompresoru [0,9]

ε - součinitel výkonu komprese = 0,7

Příklad:ad1. Q= 40000 [m3/sec]

  p= 11 [Pa]  ηa= 12         Pv= 36,66667 kW  

Iv= 45 [A]ns= 50  cp= 300 [J/kg]γ= 1,28 [kg/m3]Δυ= 30 [°C]

Q= 0,000469   [m3/sec]

Zadání a výsledky:Q= 40000 [m3/sec]p= 11 [Pa] ηa= 12  Pv= 36,66667 [kW]

Zadání a výsledky:Iv= 45 [A]ns= 50  cp= 300 [J/kg]γ= 1,28 [kg/m3]Δυ= 30 [°C]Q= 0,000469 [m3/sec]

Příklad:ad2. Qch= 20 [m3/min]  pc= 200 [kPa]  ηch= 0,76         Pch= 5263,158 kW  

Příklad:ad3. Qo= 5 [l/sec]  po= 152 [kPa]  ηo= 0,75         Po= 1,013333 kW  

Zadání a výsledky:Qch= 20 [m3/min]pc= 200 [kPa]ηch= 0,76  Pch= 5263,158 kW

Zadání a výsledky:Qo= 5 [l/sec]po= 152 [kPa]ηo= 0,75  Po= 1,013333 kW

Příklad: ad4. Q = 142 [m3/hod]  pk = 200 [MPa]  ηk = 0,84    ε = 0,7         

Pk = 6,574074 kW  

Zadání a výsledky:

Q = 142 [m3/hod]pk = 200 [MPa]ηk = 0,84  ε = 0,7  Pk = 6,574074 kW

Legenda

Vzorec - Pu = ( Qu * pu ) / ( 1000 * nv )

Qu - chladícího vzduchu pu - tlak chladícího vzduchu nv - učinnost ventilatoru (0.5 - 0.7) : ');

Qu [m3/s]pu 12 [Pa = N/m2]nv 0,7Pu 5,142857 [W]

Kompresor na lokomotivě řady 751

Návrh trakčního Návrh trakčního transformátoru, transformátoru, část 4část 4. .

Výkon vinutí autotransformátoru:Výkon vinutí autotransformátoru:

Pp= (0,7 až 0,8)*m*(Pm/η)*1,11*(Uvo/Uv)

Legenda : m- počet (tm)Pm - trvalý výkon (tm)η- účinnost (tm) včetně vyhlazovací tlumivky a usměrňovače

1,11 - součinitel efektivního proudu

Uvo - usměrněné napětí naprázdno

Uv - usměrněné napětí při zatížení

- přičemž usměrněné napětí naprázdno Uvo je o úbytek Uu vyšší než napětí při

zatížení.

Uu=( ΣΔPcu/m*Im)+0,7*(Ux%/100)*UvoUu=( ΣΔPcu/m*Im)+0,7*(Ux%/100)*Uvo

Legenda :Legenda : Ux% - Ux% - napětí nakrátko sekundárního vinutí v napětí nakrátko sekundárního vinutí v procentechprocentech

(většinou 8 až 10 %)(většinou 8 až 10 %)

Σ Δpcu - Σ Δpcu - součet všech ztrát v mědi součet všech ztrát v mědi

Není-li přesnějších ůdajů o ztrátách a napětích nakrátko,lze Není-li přesnějších ůdajů o ztrátách a napětích nakrátko,lze počítat takto:počítat takto:

ΔU= 0,1UvoΔU= 0,1Uvo

Uv+0,1Uvo = UvoUv+0,1Uvo = Uvo

Příklad dimenzování trakčního transformátoru

Typ lokomotivy: 4*800KW , 80t , 110K¨km/hodpoč.TM = 4

Výkon =8000001 ) Uv = 942,809 [V] Nap.TM při jm. výkonu2 ) Im = 942,809 [A] Proud TM při jm. výkonu3 ) Uv0= 1046,518 [V] Usměrněné nap.na prázdno

4 ) U20= 1161,8 [V] Střídavé nap. na prázdno5 ) I2 = 2828,427 [A] Trvalý proud sec.vinutí

6 ) Ppř = 3286,067 [kVA] Výkon převodového transf.

7 ) I1 = 131,4427 [A] Primární proud převod. Transf.

Proud ve vinutí autotransformátoru              Iau=((Pt+Pp+0,75Ppř)/25000)*1000

   Kde: Pt - topný výkon    Pp - výkon pomocných pohonů

    Příklad :Pt = 800 [kVA] Zadání a výsledky:

   Pp = 100 [kVA] Pt = 800 [kVA]          Pp = 100 [kVA]  Iau = 134,582 [A] Iau = 134,582 [A]    

            Proud topného vinutí při 3000V, 50Hz, 600kVA, Ut = 3000 [V]       It = (Pt*1000)/Ut [A] Zadání a výsledky:

   Ut = 3000

[V]    Příklad: It = 266,6667 [A] It = 266,6667 [A]

                  

Proud ve vinutí pomocných pohonů Ut = 380 [V]

     Ip = (Pp*1000)/Up

   Zadání a výsledky:  

  Ut = 380 [V]

Příklad :

  Ip = 263,1579 [A] Ip = 263,157 [A]  

Hlavní schémaHlavní schéma

GraetzovoZapojeni.svgsběračsběrač

motor Tlumivka

KonecKonec