Расчет и выбор энергетического оборудования пассажирского вагона

Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Уральский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Вагоны»
Н.Л. ИВАНОВ
Ю.В. ЗЫКОВ
РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ПАССАЖИРСКОГО
ВАГОНА И ВАГОНОРЕМОНТНОГО
ПРЕДПРИЯТИЯ
Екатеринбург
УрГУПС
2016
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Уральский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Вагоны»
Н.Л. ИВАНОВ
Ю.В. ЗЫКОВ
РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ПАССАЖИРСКОГО
ВАГОНА И ВАГОНОРЕМОНТНОГО
ПРЕДПРИЯТИЯ
Методические указания
к выполнению курсового проекта по дисциплине
«Энергооборудование вагонов и вагоноремонтных предприятий»
для студентов специальности 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог»
специализации «Вагоны»
всех форм обучения
Екатеринбург
УрГУПС
2016
1
УДК 629.45
И20
Иванов, Н.Л.
Расчет и выбор энергетического оборудования пассажирских вагонов и
И20
вагоноремонтных предприятий : метод. указания к выполнению курсового
проекта / Н.Л. Иванов, Ю.В. Зыков. – Екатеринбург : УрГУПС, 2016. – 67 с.
Руководство разработано в соответствии с основной образовательной программой
высшего профессионального образования для студентов специальности 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» специализации «Вагоны».
Методические указания содержат общие сведения об энергетическом оборудовании пассажирских вагонов и вагоноремонтных предприятий, описание принципиальных электрических схем различных систем электроснабжения, исходные данные для
ста вариантов расчета, методику выполнения проекта и приложения с основными справочными материалами.
Для студентов всех форм обучения.
УДК 629.45
Опубликовано по решению редакционно-издательского совета университета
Авторы:
Н. Л. Иванов, канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры «Вагоны», УрГУПС
Ю.В. Зыков, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, УрГУПС
Рецензент:
К. М. Колясов, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Вагоны», УрГУПС
Учебное издание
Иванов Николай Леонидович
Зыков Юрий Валентинович
РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА И ВАГОНОРЕМОНТНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Редактор Л.С. Барышникова
Подписано в печать 22.07.2016. Формат 60 84/16
Усл. печ. л. 3,9. Заказ 1600
Электронная версия
Издательство УрГУПС
620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66
Уральский государственный университет
путей сообщения (УрГУПС), 2016
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. Системы электроснабжения пассажирских вагонов
1.1. Общие сведения об энергетическом оборудовании вагонов.
1.2. Автономная система электроснабжения
1.3. Централизованная система электроснабжения
1.4. Централизованная система электроснабжения с индивидуальным
преобразователем
1.5. Смешанная система электроснабжения
2. Электрооборудование основных производственных механизмов вагоноремонтных
предприятий
2.1. Электрооборудование грузоподъемных кранов
2.2. Электрооборудование подвесных электротележек
2.3. Электрооборудование компрессоров, вентиляторов, насосов.
3. Содержание курсового проекта
4. Определение мощности потребителей электроэнергии пассажирского вагона
4.1. Определение мощности электродвигателей приводов вентиляторов,
водяного насоса и компрессора
4.2. Определение мощности электродвигателя привода компрессора установки
охлаждения воздуха
4.3. Выбор двигателей по каталогу
4.4. Определение мощности электрических устройств отопления вагона
4.5. Определение мощности осветительной нагрузки
5. Определение расчетных нагрузок
6. Определение пиковых нагрузок
7. Определение мощности источника электроэнергии
пассажирского вагона
8. Выбор защитной аппаратуры
9. Выбор проводов сети электроснабжения
пассажирского вагона
10. Выбор коммутационной аппаратуры
11.1. Расчет мощности электродвигателей приводов грузоподъемных
механизмов
11.2 Расчет мощности электродвигателей приводов компрессоров,
вентиляторов, насосов
Библиографический список
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
3
4
8
8
10
13
17
18
19
19
21
25
30
31
31
33
34
35
36
39
42
43
43
44
46
46
49
49
53
56
57
58
60
62
65
ВВЕДЕНИЕ
Жизнедеятельность человека, любые виды производства основаны на использовании различных видов энергии. Самым универсальным видом энергии
является электрическая энергия, так как она сравнительно легко преобразуется
в механическую, тепловую, световую и другие виды энергии, передается на
большие расстояния с минимальными потерями мощности по высоковольтным
линиям электропередачи (ЛЭП) и распределяется между различными потребителями. Поэтому основное внимание в настоящем учебном пособии уделено
изучению систем энергоснабжения, машин и аппаратов, предназначенных для
преобразования различных видов энергии (механической, химической и других) в электрическую энергию и обратно (электрический привод, освещение,
отопление).
В пассажирских вагонах для обеспечения жизнедеятельности пассажиров.
используются различные виды энергии. На современном подвижном составе
основным видом энергии является электрическая энергия, которая преобразуется в световую, тепловую и механическую энергии. Механическая энергия используется для приводов вентиляторов, компрессоров холодильных установок
и других механизмов. В качестве источника электроэнергии пассажирских вагонов используются генераторы с приводом от оси колесной пары, аккумуляторные батареи, генераторы специальных вагонов-электростанций или локомотивов, а так же электроэнергия от контактной сети через локомотив и подвагонную высоковольтную магистраль.
Электрооборудование пассажирских вагонов предназначено для создания
комфортных условий для пассажиров и обеспечения работы устройств сигнализации и контроля безопасности. Комфортные условия обеспечиваются путем
поддержания температуры в помещениях вагона в требуемых пределах, вентиляции воздуха, освещения, подогрева воды, работы бытовых приборов. В настоящее время широко распространено применение кондиционирования воздуха, электрического отопления, люминесцентного освещения и автоматической
вентиляции. Это привело к значительному усложнению электрического оборудования пассажирских вагонов.
Современный пассажирский вагон оборудован разнообразным электрооборудованием, большим числом аппаратов и приборов, значительной длиной
4
распределительных электрических сетей. Общая мощность системы электроснабжения вагона колеблется от 4,5 до 50 кВт, напряжение – от 50 до 3000 В
постоянного или однофазного переменного тока. Это сложное электрооборудование должно надежно и безотказно работать, обеспечивая жизнедеятельность
пассажиров, безопасность движения и сбережение энергетических ресурсов.
Работа вагонного электрооборудования имеет ряд характерных особенностей. Она проходит в условиях вибрации, изменяющейся по величине и времени при изменении скорости движения поезда от 0 до 160 км/ч. Часто это оборудование работает в резко переменном температурном режиме, при воздействии
атмосферных осадков, пыли, потока воздуха (подвагонное оборудование), конденсата и влаги.
Электрические схемы вагонов представляют собою определенные комбинации включения источников электроэнергии с потребителями, которыми являются: электродвигатели систем вентиляции, кондиционирования, отопления
и водоснабжения; электронагревательные приборы; сеть освещения; бытовые
приборы; аппаратура управления указанных групп потребителей.
В систему электроснабжения вагоноремонтного предприятия входят:
главные понизительные трансформаторные подстанции и центральные распределительные пункты; цеховые понизительные трансформаторные подстанции и
цеховые распределительные пункты; распределительные электрические сети,
по которым получают питание распределительные пункты и цеховые понизительные трансформаторные подстанции; линии, непосредственно питающие
установки потребителей. Кроме того, имеются устройства регулирования напряжения, компенсации реактивной мощности, защиты, автоматики, управления и вспомогательные устройства для обслуживания электроустановок и линий.
Понизительные трансформаторные подстанции предназначены для приема электроэнергии высокого напряжения и преобразования ее в электроэнергию пониженного напряжения.
Центральные распределительные пункты и распределительные пункты
предназначены для приема и распределения электроэнергии без трансформации
напряжения. Номинальными напряжениями, применяемыми на предприятиях
для распределения электроэнергии являются 10; 6; 0,66; 0,38; 0,22 кВ.
К основным потребителям электроэнергии на вагоноремонтных предприятиях относятся:
5
– устройства освещения, электрического отопления, кондиционирования
воздуха, бытовые приборы;
– электрооборудование установок электрической сварки, источником питания электросварки служат сварочные трансформаторы и генераторы постоянного тока;
– индукционные нагреватели, устройства термообработки;
– электрооборудование мостовых, козловых кранов и других грузоподъемных устройств, например, электродомкратов, которое включает электродвигатели, силовые, магнитные и командные контроллеры, пускорегулировочные
резисторы, тормозные электромагниты, конечные выключатели, устройства
защиты и другие приборы и аппараты;
– электрооборудование наземных электротележек, например, ЭТ 2040
грузоподъемностью 2000 кг и скоростью движения до 22 км/ч, которое включает аккумуляторную батарею емкостью 400 А ч и напряжением 65 В и электропривод мощностью 3,2 кВт, а также зарядные станции;
– механизмы непрерывного транспорта, конвейеры ленточные, подвесные, роликовые, конвейеры могут быть однодвигательными и многодвигательными;
– электропривод и системы управления металлорежущих станков;
– электропривод компрессоров и вентиляторов;
– электропривод, системы управления и автоматизации вагоноремонтных
машин и механизмов;
– электрохимические установки для нанесения гальванических покрытий
и восстановления изношенных поверхностей;
– информационные потребители, АСУ.
При выполнении курсового проекта студент должен в соответствии с полученным заданием разработать принципиальную схему электроснабжения вагона и выполнить чертеж размещения основных элементов электрооборудования на вагоне. В соответствии с разработанной схемой и исходными данными
варианта задания необходимо выполнить расчеты мощности основных потребителей электроэнергии, определить мощность основного источника электроэнергии и провести расчет электрической сети вагона. В индивидуальном задании даны исходные данные для расчета мощности одного из видов электрооборудования вагоноремонтного предприятия.
6
1. Системы электроснабжения пассажирских вагонов
1.1. Общие сведения об энергетическом оборудовании вагонов
Энергетическое оборудование пассажирских вагонов включает источники
электрической энергии, потребители электрической энергии, устройства контроля и управления работой электрооборудования, электрическую сеть. К источникам электрической энергии относятся генераторы, аккумуляторные батареи, преобразователи, изменяющие напряжение, род тока и частоту, вводные
устройства для подключения внешних источников электроэнергии. Кроме того,
имеется аппаратура автоматического регулирования напряжения источников
питания и режима заряда аккумуляторных батарей.
Основными потребителями электроэнергии на пассажирском вагоне являются: устройства электрического освещения; электрический привод вентиляторов, компрессоров, насосов и других механизмов с пускорегулирующей аппаратурой; устройства электроотопления и электронагревательные приборы;
различные бытовые устройства. Работа электропотребителей обеспечивается
аппаратурой автоматического контроля и регулирования, устройствами защиты
от перегрузки и короткого замыкания. Вагоны оборудованы радиоаппаратурой,
сигнальными и измерительными приборами, устройствами противопожарной
безопасности.
Управление работой всей системы электрооборудования осуществляется
с пульта управления, расположенного в служебном помещении (купе) через вагонную электрическую сеть, а подвагонная силовая электрическая магистраль
имеет междувагонные соединения. Внутри вагона расположены устройства освещения, вентиляции, отопления, распределительный шкаф, электрокипятильник, охладитель питьевой воды, электробытовые приборы, радиоаппаратура,
устройства противопожарной безопасности. На торцевых стенках вагона установлены устройства сигнализации.
Под вагоном располагаются источники электроэнергии: генератор с приводом от оси колесной пары, аккумуляторная батарея, статические полупроводниковые преобразователи (для питания низковольтных потребителей от
централизованной высоковольтной сети, для питания асинхронных трехфазных
электродвигателей от сети постоянного тока), блок внешних источников питания для подключения к стационарной электросети, электроприводы компрессора, вентилятора конденсатора холодильной установки, вентиляторов аккумуля-
торных ящиков. Рядом с источником электроэнергии располагаются блоки высоковольтной и низковольтной аппаратуры. Вдоль вагона проложена поездная
электрическая магистраль, а на торцах – междувагонные соединения. На деталях ходовых частей вагона монтируются датчики устройств безопасности, например в корпусах букс имеются датчики аварийного перегрева буксовых подшипников и детекторы юза колес.
На вагонах, построенных Тверским вагоностроительным заводом, агрегат
установки кондиционирования воздуха выполнен единым моноблоком и размещен над рабочим тамбуром.
Электрооборудование вагонов работает в сложных условиях, поэтому к
нему предъявляются особенно жесткие требования. Электрооборудование, расположенное под вагоном, должно обеспечивать безотказную работу в период
между плановыми видами ремонта при изменениях температуры окружающей
среды от +40 до –50 °С и относительной влажности до 90 %. Электрооборудование не должно выходить из строя при динамических нагрузках, создаваемых
вертикальными ускорениями до 1 g и горизонтальными – до 3 g. Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 кОм на каждый вольт рабочего напряжения. Должна быть обеспечена защита электрооборудования от перегрузок и быстродействующая защита от короткого замыкания и предусмотрено резервное
питание электрооборудования (от соседних вагонов). Электрооборудование
должно быть доступно для технического обслуживания и текущего ремонта
электрического оборудования. Высоковольтное оборудование должно иметь
специальную защиту и систему блокировок, предохраняющих от случаев поражения током пассажиров и обслуживающего персонала.
По мере оснащения пассажирских вагонов различным электрооборудованием значительно возрастает мощность электрических потребителей вагона,
что требует соответственного увеличения мощности системы электроснабжения. В зависимости от общей мощности потребителей электроэнергии, системы
электроснабжения вагонов можно разделить на четыре основные группы:
1 – сеть освещения, цепи сигнализации и управления 2,5–4 кВт;
2 – то же, плюс электробытовые приборы, электрокипятильник, принудительная вентиляция 5 – 10 кВт;
3 – то же, плюс система кондиционирования 25–30 кВт;
4 – то же, плюс электрическое отопление 50–70 кВт.
9
На российских железных дорогах нашли применение следующие системы
электроснабжения пассажирских вагонов: автономная система электроснабжения; централизованная система электроснабжения; смешанная система электроснабжения; централизованная система электроснабжения с индивидуальным
преобразователем. На рис. 1.1–1.3 представлены принципиальные электрические схемы различных систем электроснабжения пассажирских вагонов.
В электрических схемах приняты следующие обозначения:
А – блок электрической аппаратуры (регулятор напряжения, зарядное
устройство, инвертор и др.)
G – источник электрической энергии, генератор;
GВ –аккумуляторная батарея;
М – электродвигатель;
Т – трансформатор;
W – обмотка электрической машины;
Е – электропечи;
ЕК – нагревательный элемент электрокалорифера;
ЕН – трубчатый электронагревательный элемент (ТЭН) водяного котла,
водонагревателя или кипятильника;
К – электромагнитные контакторы и магнитные пускатели для дистанционной коммутации электрических цепей;
Q – автоматический выключатель;
S – выключатель, приводимый в действие вручную;
F – предохранитель, плавкая вставка;
Н – лампы накаливания;
L – люминесцентные лампы;
V – полупроводниковые приборы, выпрямительный мост.
1.2. Автономная система электроснабжения
При автономной системе электроснабжения источники электроэнергии
расположены только непосредственно на вагоне. На пассажирских вагонах в
качестве источников электроэнергии используются генераторы с приводом от
оси колесной пары и аккумуляторные батареи. На вагонах без системы кондиционирования воздуха в электрической сети вагона номинальное напряжение
50 В, на вагонах с кондиционированием воздуха с целью снижения потерь
10
мощности в сети при больших токах нагрузки номинальное напряжение повышено до 110 В. Принципиальная схема силовых цепей автономной системы
электроснабжения с индукторным генератором переменного тока и с системой
кондиционирования воздуха показана на рис. 1.1.
Мощность генератора у вагонов с системой кондиционирования воздуха
составляет 30–35 кВт, при номинальном напряжении в сети вагона – 110 В. Основным преимуществом системы электроснабжения с приводом генератора от
оси колесной пары является то, что питание электрических потребителей в каждом вагоне не зависит от внешних источников электрической энергии. Вследствие этого обеспечивается высокая эксплуатационная маневренность пассажирских вагонов (возможность передачи вагонов из одного поезда в другой и
их отцепки от локомотива и от поезда без нарушения нормального электроснабжения других вагонов, легкость переформирования поездов и т.д.). Автономная система электроснабжения обеспечивает также резервирование электроснабжения. В случае выхода из строя собственного генератора электрическую сеть вагона можно подключить к сети соседнего вагона.
При скорости поезда выше 35–40 км/ч все потребители получают питание
от подвагонного генератора G, а аккумуляторная батарея GВ находится в режиме зарядки от зарядного устройства А3. На современных вагонах устанавливаются генераторы переменного тока, которые проще по конструкции и более
надежны в эксплуатации по сравнению с генераторами постоянного тока. В
связи с этим электропотребители подключены через выпрямительный мост V1.
При изменении скорости движении и тока нагрузки напряжение генератора остается неизменным за счет регулирования тока в обмотке возбуждения Wов регулятором напряжения генератора А1.
Во время стоянки и при низкой скорости движения потребители получают питание от аккумуляторной батареи GВ. Когда вагон находится на длительной стоянке – в отстое, потребители получают питание от внешнего источника
питания через блок внешнего источника электроэнергии А4, преобразующий
переменное трехфазное напряжение внешней сети 380/220 В в переменное
трехфазное напряжение 142 В, которое выпрямляется так же как и переменное
напряжение генератора через трехфазный выпрямительный мост V1.
Основными потребителями электроэнергии являются:
– электродвигатели приводов компрессора, вентилятора вагона, вентилятора конденсатора, водяного насоса М1 – М4;
11
– лампы накаливания Н;
– люминесцентные лампы L;
– нагревательные элементы электрокалорифера ЕК1 – ЕК2;
– электропечи Е1 – Е12;
– электрокипятильник ЕН1;
– электронагреватели баков горячей воды ЕН2 – ЕН3.
Для коммутации силовых цепей используются электромагнитные контакторы К1 – К10 и выключатели S1 и S2. Защита электрических цепей от перегрузки осуществляется автоматическими выключателями Q1 – Q5, а от короткого замыкания – плавкими предохранителями F1 – F5. Основным видом отопления при данной системе является водяное отопление; электропечи и электрокалорифер используются в переходный период времени года (весной, осенью) используются в качестве электрического отопления, а зимой служат для
поддержания постоянства температурного режима, компенсируя инерционность водяного отопления.
Повышенное напряжение 142 В необходимо для зарядки аккумуляторной
батареи, при этом сеть освещения лампами накаливания Н подключена через
регулятор напряжения А2, обеспечивающий питание сети освещения номинальным напряжением 110 В.
Автономная система электроснабжения с приводом генератора от оси колесной пары кроме преимуществ автономности имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих перспективность ее развития. Основной недостаток –
это энергозатратность системы в целом. Вращение генераторов от оси колесной пары осуществляется за счет силы тяги локомотива. Если учесть потери
энергии в электроприводе локомотива, потери энергии в приводе генератора,
потери мощности в самом генераторе, то в пассажирском поезде с вагонами,
оборудованными климатической установкой затраты тяги локомотива на работу генераторов вагонов составляют 20–25 %.
Мощность подвагонного генератора ограничена моментом, который
можно передать от колесной пары, так как он определяется силой сцепления
колеса с рельсом. С учетом затрат на техническое обслуживание и ремонт машин и аппаратов системы автономного энергоснабжения с приводом генератора от оси колесной пары стоимость электроэнергии в 5–10 раз выше, чем при
системе централизованного электроснабжения.
12
380/220 В
+ 110 В
– 110 В
А4
Q1
Q2
Q3
К1-2
Q4
F4
А3
Q5
F5
А2
F6
F7 F8
К10
F9
GВ
F10
V1
F11
F12
F13
А1
K2
K3
K4
K5
.K6
K7
E1-E12
ЕК1-ЕК2
K8
K9
S1
S2
К1-1
F1-F3
G
Wов
М1
М2
М3
М4
ЕН1
ЕН2–ЕН3
Н
L
Рис. 1.1. Принципиальная схема силовых цепей автономной системы электроснабжения: G – генератор; Wов- обмотка возбуждения генератора;
GВ – аккумуляторная батарея; А1 – регулятор напряжения генератора; А2 – регулятор напряжения сети освещения лампами накаливания;
А3 – зарядное устройство; А4 – блок внешнего источника электроэнергии (вводное устройство); V1 – диодный выпрямительный мост;
М1–М4 – электродвигатели приводов компрессора, вентилятора вагона, вентилятора конденсатора, водяного насоса;
Н – сеть ламп накаливания; L – сеть люминесцентных ламп; ЕК1–ЕК2 – нагревательные элементы электрокалорифера; Е1–Е12 – электропечи; ЕН1 – электрокипятильник; ЕН2–ЕН3 – электронагреватели баков горячей воды; Q1–Q5 – автоматические выключатели; F1–F5 – плавкие предохранители; К1–К10 – контакторы; S1–S2 – выключатели
Привод от оси колесной пары увеличивает необрессоренную массу ходовых частей, ухудшая этим динамические качества вагона и увеличивая изнашиваемость колес колесной пары с приводом генератора; появляется большая вероятность заклинивания колесной пары при торможении.
1.3. Централизованная система электроснабжения
При централизованной системе электроснабжения источником электроэнергии является вагон-электростанция. На вагоне-электростанции установлены три дизель-генераторных агрегата которые вырабатывают переменный
трехфазный ток напряжением 380/220 В, частотой 50 Гц и общей мощностью
до 600 кВт. Все основные потребители электроэнергии вагона получают питание от подвагонной поездной магистрали. Принципиальная электрическая схема централизованной системы электроснабжения представлена на рис. 1.2. В
вагонах состава нагрузка может быть подключена неравномерно по фазам, при
этом по поездной магистрали будет протекать уравнительный ток, приводящий
к дополнительным потерям электроэнергии. Для предотвращения этих потерь
на каждом вагоне устанавливается разделительный трансформатор ТРР. Кроме
разделительного имеется сетевой трансформатор ТРС, который предназначен
для питания ламп накаливания Н. Люминесцентные лампы L подключены к одной из фаз переменного тока. Привод вентиляторов и компрессора осуществляется трехфазными асинхронными электродвигателями М1, М2, М3. Нагревательные элементы электрокипятильника ЕН1 и баков горячей воды ЕН2 – ЕН3
подключены равномерно по фазам. При централизованном электроснабжении
могут применяться различные системы отопления. Водяное отопление, при котором основная часть тепла поступает через водяную систему от котла, работающего на твердом топливе, а электропечи и электрокалорифер общей мощностью равной мощности электрических устройств охлаждения воздуха в летний период включаются в межсезонный период и для сглаживания колебаний
температуры, обусловленных инерционностью водяной системы.
Электрическое отопление, состоит из трех групп электропечей и электрокалорифера общей мощностью до 40–45 кВт. Самым универсальным является
комбинированное отопление, состоящее из трубчатых электронагревателей водяного котла общей мощностью до 47 кВт. На рис. 1.2 представлена принципиальная электрическая силовая схема централизованной системы электроснабжения пассажирских вагонов с электрическим отоплением, которое включает
три группы электропечей Е1 – Е3 и нагревательные элементы электрокалорифера ЕК1 – ЕК2.
Аккумуляторная батарея GВ предназначена для питания постоянным током аварийного освещения, сигнализации и устройств безопасности и при централизованном энергоснабжении заряжается через зарядное устройство A1.
Централизованная система электроснабжения наиболее проста и экономична,
но имеет существенный недостаток – необходимость специального формирования состава с включением вагона-электростанции.
14
~ 380/220 В
Q1
ТРР
F12
F1 F2 F3
К1-1
М1
Q2
Q3
Q4
К2
К3
К4
М2
F4F6
F7 F8
F9
К1-2
F10F11
F13
ТРС
К5
К6
К7
К8
S1
L
М3
E1E3
ЕК1ЕК2
ЕН1
А1
К1-3
S2
GВ
Н
ЕН2EH3
Рис. 1.2. Принципиальная схема силовых цепей централизованной системы электроснабжения: Q1 – Q4 – автоматические выключатели;
ТРР – трансформатор разделительный; ТРС – трансформатор сетевой; L – сеть люминесцентных ламп; Н – сеть ламп накаливания;
GB – аккумуляторная батарея; А1 – зарядное устройство; К1–К8 – контакторы; F1–F13 – плавкие предохранители;
М1 – М3 – электродвигатели приводов компрессора, вентилятора вагона, вентилятора конденсатора; Е1 – Е3 – группы электропечей;
ЕК1 – ЕК2 – нагревательные элементы электрокалорифера; ЕН1 – электрокипятильник;
ЕН2 – ЕН3 – электронагреватели баков горячей воды
~ 3000 В
К7
V1
Q1
А3
F9
F10
К8
К9
E1-E3
ЕК1-ЕК2
ТР
F1 F2 F3
К1-1
М1
Q2
Q3
Q4
К2
К3
К4
М2
М3
F4
К5
F5
F6
К6
F7
S2
S1
L
ЕН1
F8
А2
К1-2
К1-3
А1
GВ
Н
ЕН2EH3
Рис. 1.3. Принципиальная схема силовых цепей централизованной системы электроснабжения с индивидуальным преобразователем:
Q1–Q4 – автоматические выключатели; К1–К9 – контакторы; S1–S2 – выключатели; F1–F10 – группы плавких предохранителей;
V1 – выпрямитель; A3 – инвертор; ТР – трансформатор; М1 – М3 – электродвигатели приводов компрессора, вентилятора вагона,
вентилятора конденсатора; EH1 – электрокипятильник; ЕН2–ЕН3 – электронагреватели баков горячей воды; L – люминесцентные лампы;
Н – лампы накаливания; GВ – аккумуляторная батарея; A2 – преобразователь; A1 – зарядное устройство; Е1–Е3 – группы электропечей;
ЕК1–ЕК2 – нагревательные элементы электрокалорифера
16
Экономичность этой системы может быть оправдана при следовании поездов на неэлектрифицированных участках железных дорог. На электрифицированных железных дорогах перспективной является централизованная система
электроснабжения с индивидуальным преобразователем.
1.4. Централизованная система электроснабжения с индивидуальным
преобразователем
Централизованная система электроснабжения с индивидуальным преобразователем предназначена для питания всех потребителей электроэнергии вагона от локомотива. При этом от локомотива через поездную подвагонную магистраль подается постоянный или переменный однофазный ток высокого напряжения 3000 В. Принципиальная электрическая схема централизованной
системы электроснабжения с индивидуальным преобразователем представлена
на рис. 1.3.
Ток высокого напряжения используется для электрического или комбинированного отопления, на рис 1.3 показана схема с электрическим отоплением, которое включает три группы электропечей Е1–Е3 и нагревательные элементы электрокалорифера ЕК1–ЕК2. Для питания остальных потребителей на
каждом вагоне устанавливается индивидуальный преобразователь, который
преобразует постоянный или переменный ток высокого напряжения в трехфазный переменный ток промышленной частоты 50 Гц напряжением 380/220 В.
Индивидуальный преобразователь состоит из выпрямителя V1, инвертора
A3, преобразующего постоянный ток в трехфазный переменный, и трансформатора ТР, понижающего напряжение с 3000 В до 380/220 В.
Асинхронные электродвигатели приводов компрессора, вентилятора вагона и вентилятора конденсатора М1–М3 питаются трехфазным переменным
током. Электрокипятильник EH1, электронагреватели баков горячей воды ЕН2,
ЕН3, люминесцентные лампы – L и лампы накаливания – Н равномерно распределены по фазам переменного тока. Для зарядки аккумуляторной батареи
имеется зарядное устройство A1. Устройства электроотопления – группы электропечей Е1–Е3 и нагревательные элементы электрокалорифера ЕК1–ЕК2 подключены к высоковольтной сети.
В том случае, когда локомотив отцеплен от состава, потребители электроэнергии получают питание от аккумуляторной батареи GВ через специальный
преобразователь A2, который преобразует постоянный ток аккумуляторной батареи в трехфазный переменный ток напряжением 380/220 В.
1.5. Смешанная система электроснабжения
В настоящее время на пассажирских вагонах наиболее распространена
смешанная система электроснабжения. При смешанной системе электроснабжения устройства электроотопления подключены к высоковольтной подвагонной магистрали, а остальные потребители питаются от подвагонного генератора. Электрическая схема питания низковольтных потребителей аналогична автономной системе электроснабжения. Дополнительно имеется высоковольтная
подвагонная магистраль. Самым универсальным видом отопления является
комбинированное электроводяное отопление.
При следовании поезда по электрифицированному участку вода в котле
отопления нагревается двумя группами трубчатых электронагревательных элементов. В случае следования поезда по неэлектрифицированному участку котел
топят твердым топливом (углем).
18
2. Электрооборудование основных производственных механизмов вагоноремонтных предприятий
2.1. Электрооборудование грузоподъемных кранов
Кранами называются грузоподъемные устройства для вертикального и
горизонтального перемещения грузов на ограниченное расстояние. На вагоноремонтных предприятиях применяются кран-балки, мостовые и козловые краны. В вагонных депо используются краны мостового типа. По грузоподъемности мостовые краны условно подразделяются на малые (грузоподъемность 5–
10 т), средние (грузоподъемность 10–25 т) и крупные (грузоподъемность 50 и
более т). Козловые краны располагаются на открытых участках. Кран-балки
применяются в отдельных производственных отделениях для подъема и перемещения груза массой не более 5 т.
Мостовой кран имеет несколько электроприводов: электропривод подъемной лебедки, расположенной на тележке; электропривод колес тележки, перемещающихся по рельсовому пути, уложенному вдоль моста; электропривод
ходовых колес, расположенных на концевых балках моста и перемещающихся
по рельсам подкранового пути.
В вагонных депо используются краны мостового типа. Это краны, у
которых грузозахватный орган подвешен к грузовой тележке, к каретке электротали, перемещающейся по мосту. К этой группе кранов относятся собственно мостовые краны, козловые и полукозловые краны, настенные передвижные консольные краны. На вагоносборочных участках используются мостовые краны.
Электропривод состоит из электродвигателя, муфты с тормозным механизмом, трансмиссионного вала и редуктора. Электроэнергия к крану подводится при помощи скользящих токосъемников и главных троллеев, уложенных
вдоль подкранового пути. Для электропитания тележки служат вспомогательные троллеи, идущие вдоль моста. Рабочее напряжение сети, питающей краны
не должно превышать 500 В. В соответствии с этим требованием на кранах
применяют электрооборудование на 220 или 380 В переменного тока и 220 или
440 В постоянного тока. Постоянный ток напряжением 440 В используется
только в силовых цепях кранов большой грузоподъемности. Наибольшее распространение на кранах получил привод с асинхронными электродвигателями с
фазным ротором. На кранах небольшой мощности до 15 кВт используются
многоскоростные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.
У всех типов кранов основными механизмами для перемещения груза являются подъемные лебедки и механизмы передвижения. На рис. 2.1 представлены кинематические схемы электроприводов механизмов мостового крана:
электропривод подъема груза; электропривод передвижения тележки и электропривод передвижения моста. Так как скорость вращения ротора электродвигателя значительно больше, чем требуемая скорость вращения барабана лебедки или ходовых колес, то движение к исполнительному механизму передается
через редуктор. Для механизмов подъема наибольшее распространение получили схемы с полиспастом.
На рис. 2.2 представлена структурная схема электрооборудования мостового крана с приводом от асинхронных электродвигателей с фазным ротором.
Трехфазный переменный ток от главных троллеев АВС через токосъемники подается на щит управления 15 в кабине крана. Через вспомогательный троллей к
пульту подключено электрооборудование тележки: электродвигатель привода
тележки 1 с электромагнитным тормозом 2, электродвигатель подъема груза 3 с
электромагнитным тормозом 4 и конечный выключатель подъема 5. Предельное перемещение тележки контролируется конечными выключателями 6 и 7. На
мосту расположен электродвигатель привода ходовых колес 9 с электромагнитным тормозом 10. Кроме того на мосту расположены шкаф привода подъема 8, пусковые реостаты 11 и конечный выключатель люка кабины 16. В кабине
крановщика имеются органы управления работой крана: командоконтроллер
привода тележки 12; командоконтроллер привода подъема 13 и командоконтроллер привода моста 14.
20
а)
2
1
б)
3
1
3
2
4
6
5
в)
1
2
3
6
6
Рис. 2.1. Кинематические схемы электроприводов механизмов мостового крана:
а – электропривод подъема груза; б – электропривод передвижения тележки; в – электропривод передвижения моста; 1 – электродвигатель; 2 – соединительная муфта с тормозом; 3 –
редуктор; 4 – барабан; 5 – полиспаст; 6 – ходовые колеса
Все электродвигатели приводов крана работают в повторнократковременном режиме. Режим работы электродвигателей кранов механических и сборочных цехов характеризуется ПВ = 15 26 % и числом включений в
час h = 120 200.
2.2. Электрооборудование подвесных электротележек
Для внутрицехового и межцехового транспортирования грузов, обслуживания поточных и автоматических линий, станков применяются подвесные
монорельсовые дороги, выполненные из проката двутаврового сечения на которых устанавливаются на передвигающихся электротележках компактные
21
подъемные лебедки – электротали, имеющие электрический привод. Электротали могут устанавливаться стационарно, например, для подъема деталей на
испытательный стенд, без использования тележек. Подвесными электротележками оснащаются кран-балки – легкие мостовые краны. Грузоподъемность
электроталей составляет 0,25–5 т, скорость подъема 0,1–0,4 м/с. Скорость горизонтального передвижения устанавливают в зависимости от длины пути и
назначения электротележки.
Главные троллеи
Цепи сигнализации и освещения
16
6
11
7
1
12
5
3
8
2
А
В
С
15
4
13
Тележка
11
10
9
14
11
Кабина
Рис. 2.2. Структурная схема электрооборудования мостового крана
Общий вид электротележки. представлен на рис. 2.3. Электроталь состоит из грузового канатного барабана 1, приводимого в действие электродвигателем 2 через редуктор 3. С главным валом электропривода подъема груза связаны диски электромагнитного тормоза 4. электроталь смонтирована на ходовой тележке 5, колеса 8 тележки опираются на нижние полки двутавровой балки (монорельса) 7 и приводятся во вращение электродвигателем 6 через редуктор. Движение крюка 9 вверх ограничивается концевым выключателем 10. Передвижение тележки по монорельсу также ограничивается концевыми выключателями.
22
Для привода подвесных электротележек применяют трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. В подвесных электротележках кранбалок большой грузоподъемности с кабиной оператора применяют трехфазные асинхронные электродвигатели с фазным ротором, которые управляются с помощью контроллера. Управление электротележками со
скоростью перемещения до 0,5 м/с осуществляют с пола при помощи подвесного кнопочного пульта 11.
Принципиальная электрическая схема электротележки с приводом от
трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором
представлена на рис. 2.3. Напряжение к тележке подается с троллеев Т, подключенных к сети через автоматический выключатель G. Электродвигателями
подъема М1 и передвижения М2 управляют при помощи реверсивных магнитных пускателей КП, КС (Подъем, Спуск) и КВ, КН (передвижение Вперед, Назад), катушки которых включаются с помощью кнопок SП, SС и SВ, SН. На
электротележках не применяют шунтирования контактов кнопок вспомогательными контактами контакторов и работа каждого двигателя возможна только при удерживании кнопки в нажатом положении. Это предотвращает опасность ухода тележки от оператора. Предельный подъем ограничивается контактом концевого выключателя SK. Для предотвращения одновременного
включения контакторов КП, КС и КВ, КН служат блокировки размыкающими
вспомогательными контактами соответствующих контакторов. Мощность
электродвигателей приводов электротележки определяется так же, как и для
мостового крана.
23
8
6
5
7
4
2
1
3
10
9
11
Рис. 2.3. Общий вид подвесной электротележки
G
~380 В
Т
SП
SС
КП
SК
КС
КС
КП
КС
КВ
КП
SВ
SН
КН
КВ
КН
КН
КВ
М1
М2
Рис. 2.4. Принципиальная электрическая схема подвесной электротележки
24
2.3. Электрооборудование компрессоров, вентиляторов, насосов
На вагоноремонтных предприятиях нашли широкое применение компрессоры, вентиляторы и различного вида насосы. Компрессоры применяют для получения сжатого воздуха давление свыше 4·105 Па (4 кгс/см2). Сжатый воздух
используется для питания стационарных установок зарядки и опробования автотормозов, в автоконтрольных пунктах, АКП, для работы пневмоинструмента,
в качестве силовых органов различных стендов и ремонтных машин, в устройствах пневмоавтоматики.
По принципу действия компрессоры делятся на центробежные и поршневые. На вагоноремонтных предприятиях в основном применяются поршневые
компрессоры с производительностью 10–20 м3/мин и давлением 1,0–1,2 МПа
(10–12 кгс/см2). В качестве привода применяют асинхронные или синхронные
электродвигатели. При мощности более 50–100 кВт экономически оправдано
применение синхронных электродвигателей.
Компрессорная установка вагоноремонтного предприятия обеспечивает
работу практически всех производственных подразделений в том числе и производственных участков, непосредственно связанных с движением поездов, таких как пункты технического обслуживания вагонов. Для бесперебойного
обеспечения предприятия сжатым воздухом на компрессорной станции устанавливается несколько параллельно работающих компрессоров. На рис. 2.5
представлена технологическая схема параллельной работы двух компрессоров.
Компрессоры 1 приводятся в действие асинхронными электродвигателями 2. Сжатый воздух после компрессора проходит через воздухоочистительное
устройство 4 в котором он очищается от пыли, влаги и масла. По воздухопроводу 6 сжатый воздух поступает в воздухосборники (ресиверы) 8, а далее по
воздухопроводу 11 направляется потребителям. Обратные клапаны 3 предотвращают работу одного компрессора на другой при разности создаваемой ими
степени сжатия. Автоматическое управление работой компрессоров осуществляется с помощью контактных манометров 9 и 10. верхние пределы давления
манометров могут устанавливаться одинаковыми и по достижению верхнего
предела давления компрессоры отключаются. Чтобы не было снижения давления воздуха в ресиверах после остановки компрессоров, в системе имеются обратные клапаны 7.
25
9
6
5
4
4
7
5
8
3
2
11
7
10
3
1
1
8
2
Рис. 2.5. Технологическая схема компрессорной установки
Нижние пределы давления устанавливаются разными. При снижении
давления сначала включается один компрессор, если давление в магистрали будет продолжает снижаться, то включается второй компрессор. Для облегчения
процесса пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором в начальный момент включения двигателя открывается разгрузочный вентиль 5
воздухоочистительного устройства.
Электрическая схема управления компрессорной установкой, состоящей
из двух компрессоров МК1 и МК2 представлена на рис. 2.6. Асинхронные электродвигатели привода компрессоров М1 и М2 получают питание от трехфазной
сети переменного тока напряжением 380 В через автоматические выключатели
Q1 и Q2 с комбинированным расцепителем. Включение и отключение двигателей производится контакторами КМ1 и КМ2. управление компрессорами может
быть ручным и автоматическим. Способ управления устанавливается контроллерами (ключами) А1 и А2. Ручное управление осуществляется переводом рукоятки контроллера в положение «Р» – Включен или в положение «О» – Отключен. Автоматическое управление компрессорами производится при переводе рукоятки контроллера в положение «А» – Автоматическое управление.
Цепи управления и сигнализации питаются фазным напряжением 220 В
через однофазный автоматический выключатель Q3 с электромагнитным расцепителем. Включение и отключение контакторов КМ1 и КМ2 осуществляется
с помощью реле К1 и К2. Контроль давления воздуха в ресиверах производится
26
контактными манометрами В1 и В2, контакты которых включены в цепи катушек реле К1–К4.
Очередность включения компрессоров при снижении давления устанавливается переключателем режимов А3. Если давление сжатого воздуха в магистрали (в ресиверах) соответствует рабочему давлению, то контакты манометров нижних пределов В1-Н и В2-Н разомкнуты, реле К1 и К2 обесточены и
компрессоры отключены. В том случае, когда переключатель А3 установлен в
положение МК1, то при снижении давления в магистрали меньше нижнего предела контактного манометра В1 замыкается контакт В1-Н, срабатывает реле К1,
включая своим контактом К1-1 магнитный пускатель КМ1 электродвигателя
первого компрессора.
Если в результате большого расхода сжатого воздуха производительности
первого компрессора недостаточно, то давление в магистрали продолжает снижаться. При снижении давления до более низкого предела контактного манометра В2, замыкается контакт В2-Н, срабатывает реле К3, которое своим контактом К3-1 подает питание на катушку реле К2. Реле К2 своим контактом К2-1
включает магнитный пускатель КМ2 электродвигателя второго компрессора.
Если переключатель А3 установлен в положение МК2 то порядок включения
компрессоров изменится. В результате работы компрессоров давление воздуха
в магистрали будет повышаться и контакты нижних пределов В1-Н и В2-Н разомкнутся, но компрессоры при этом не отключатся, так как катушки реле К1 и
К2 будет продолжать питаться через нормально замкнутый контакт реле К4-1 и
свои замкнутые контакты К1-2 и К2-2.
27
А
В
С
0
Q1
А1
РОА
К1-1
КМ1
КМ1
Q3
К2-1
КМ2
КМ2
МК1
М1
А2
РОА
Q2
МК2
М2
Н1
КН
КН
МК1 МК2
В1-Н
К1
А3
К1-2
К4-1
К2-2
К2
К3-1
К3
В2-Н
КВ
К3-2
Н2
В1-В
К4
В2-В
КН
Uавар
КВ
Рис. 2.6. Электрическая схема управления компрессорной установкой
28
Когда давление магистрали (ресиверов) достигнет верхнего предела одного из контактных манометров, замыкается один из контактов В1-В или В2-В,
срабатывает реле К4, размыкается контакт К4-1, отключая питание катушек реле К1 и К2, магнитные пускатели КМ1 и КМ2 отключают электродвигатели
компрессоров.
В схеме предусмотрен контроль исправности компрессорной установки.
Если при работающих двух компрессорах давление воздуха в магистрали продолжает падать контакт В2-Н остается замкнутым и реле К3 контактом К3-2
приводит в действие реле времени КВ, которое с выдержкой времени, необходимого для повышения давления при исправной работе компрессоров замыкает
свой контакт в цепи аварийной сигнализации.
Сигнальная лампа Н2 предназначена для сигнализации о необходимости
включения компрессоров при ручном управлении. Она загорается при падении
давления ниже нижнего предела контактного манометра В2-Н и получает питание через контакт К3-2 реле К3. Сигнальная лампа Н1 служит для сигнализации
о наличии номинального напряжения в цепи управления через контакт реле напряжения КН. Параллельно контакту реле КН в цепи аварийной сигнализации
включены контакты датчиков контроля температуры (на схеме не показаны)
сжатого воздуха в компрессорах после обеих ступеней сжатия, температуры
обмотки статора электродвигателя, давления масла в системе смазки компрессора, напора проточной охлаждающей воды и других датчиков параметров работы компрессорной установки.
29
3. Содержание курсового проекта
Задание на проект выдается студенту по форме приложения А. Исходные
данные на выполнение проекта содержатся в приложениях Б и В. Проект состоит из графической части и пояснительной записки. В первой части курсового проекта студент должен разработать принципиальную силовую схему электроснабжения вагона, показав на ней источники и потребители электроэнергии,
коммутационные и защитные аппараты, а также другие элементы схемы. На
чертеже вагона (вид сверху и сбоку) должно быть показано расположение основного электрооборудования (источников и потребителей электроэнергии,
электрощитов и пультов управления), места прокладки проводов сети электроснабжения основных потребителей.
Чертежи силовой части электрической схемы и расположения электрооборудования на вагоне выполняются на формате А3. К электрической схеме
прилагается перечень элементов, а к чертежу вагона – спецификация. Требования к условным изображениям элементов электрической схемы даны в приложении Г.
Пояснительная записка должна иметь титульный лист, за титульным листом подшивается бланк задания на курсовой проект, утвержденный руководителем проекта. На следующей странице представляется реферат. В тексте реферата должны содержаться основные результаты выполненной работы. За рефератом следует содержание. Во введении должна быть поставлена цель выполняемой работы и краткое содержание разделов. Текст пояснительной записки
выполняется в рамке по типу 2а с нумерацией страниц, реферат, перечень элементов схемы, спецификация к чертежу вагона выполняются в рамке по типу 2.
В первом разделе приводится описание разработанной в соответствии с
заданием принципиальной электрической схемы системы электроснабжения вагона. Приводится принцип работы всех источников электроэнергии и основных
потребителей. Объясняется работа преобразователей, регуляторов, коммутационной и защитной аппаратуры. Дается описание чертежа вагона с размещением
электрооборудования.
Второй раздел содержит расчеты мощности основных электропотребителей вагона: электродвигателей приводов вентилятора вагона, компрессора установки кондиционирования воздуха, вентилятора конденсатора, насоса водя-
30
ного отопления, нагревательных элементов электрического или электроводяного отопления, системы освещения.
По рассчитанной мощности выбирают электродвигатели по каталогу и
сводят в таблицу все основные параметры потребителей электроэнергии.
Определяют расчетные и пиковые токи в элементах сети электроснабжения вагона. Выполняют расчет мощности источника электроэнергии вагона.
В третьем разделе по чертежу расположения электрооборудования на вагоне определяют длину проводов от источника электроэнергии вагона до распределительного щита и от распределительного щита до наиболее мощных потребителей с электродвигательной нагрузкой и одного потребителя, не имеющего электродвигателя (например, электрокипятильник и др.)
Для участков сети электроснабжения выбирают коммутационные и защитные аппараты. Определяют сечения проводов по нагреву, по току защитного аппарата и проверяют их на потерю напряжения и на механическую прочность.
Во второй части курсового проекта студент должен разработать кинематическую, технологическую и принципиальную электрическую схемы одного
из видов энергетического оборудования вагоноремонтного предприятия и выполнить расчет мощности электродвигателя привода. Кинематическая, технологическая и электрическая схемы выполняются на формате А3.
4. Определение мощности потребителей электроэнергии пассажирского вагона
4.1. Определение мощности электродвигателей приводов вентиляторов, водяного насоса и компрессора
На пассажирском вагоне с кондиционированием воздуха установлены
вентиляторы системы вентиляции вагона и вентилятор конденсатора. Прежде
чем определить необходимую мощность электродвигателя, необходимо правильно выбрать расчетный режим работы вентилятора. Этот режим задан расчетной производительностью (подачей) и расчетным напором (давлением) вентилятора. Мощность электродвигателя вентилятора системы вентиляции вагона
определяется по формуле, кВт:
31
Pв
k вVв H в
10 3 ,
(1)
в
где kв
коэффициент запаса мощности (kв =1,3);
Vв
производительность вентилятора, м3/с;
Нв
напор, создаваемый вентилятором, Па;
КПД вентилятора (
в
в
= 0,7).
Производительность вентилятора системы вентиляции вагона определяется с учетом расчетной нормы подачи свежего наружного воздуха на одного
пассажира, м3/с:
п
Vв
где
(nп nпр )
kр
(2)
,
расчетная норма подачи наружного воздуха на пассажира, м3/с;
п
nп
nпр
расчетное число пассажиров в вагоне;
kр
коэффициент рециркуляции вентилируемого воздуха ( kр
число проводников;
0,25 ).
Мощность электродвигателя привода вентилятора конденсатора воздухоохладительной установки определяется по формуле, кВт:
Pв.к
где k в .к
k в.к Vв.к H в.к
10 3 ,
(3)
в .к
коэффициент запаса мощности ( k в .к =1,4);
Vв.к
производительность вентилятора конденсатора, м3/с;
Н в.к
напор, создаваемый вентилятором конденсатора, Па;
в .к
КПД вентилятора конденсатора (
в .к =
0,8).
Мощность электродвигателя привода водяного насоса отопления:
32
Pв . н
k в . нVв . н H в . н
10 3 ,
(4)
в.н
где kв.н
коэффициент запаса мощности ( kв.н =1,2);
Vв.н
производительность водяного насоса, м3 /с·10-3;
H в.н напор, создаваемый водяным насосом, кПа;
в .н
КПД водяного насоса (
в .н =
0,6).
4.2. Определение мощности электродвигателя привода компрессора
установки охлаждения воздуха
Мощность электродвигателя привода компрессора установки охлаждения
воздуха определяется по формуле, кВт
Рд.к kкQо10
где k к
3
,
(5)
коэффициент, учитывающий режим работы компрессора ( k к = 0,4);
Qо
общий (полный) тепловой поток, который должен быть отведен
воздухоохладителем, Вт.
Общий (полный) тепловой поток складывается из шести тепловых потоков.
а) Тепловой поток, поступающий через поверхность кузова вагона, в Вт
определяется по формуле:
(6)
Q1 Fв k (tн. л tв. л ) ,
где Fв
поверхность кузова вагона, через которую происходит передача
тепла, м2;
tн. л
расчетная температура наружного воздуха летом, С;
tв.л
расчетная температура внутри вагона летом, С;
k
средний
коэффициент
теплоотдачи
2
Вт/(м с), С.
33
поверхности
вагона,
б) тепловой поток от инфильтрации для летнего периода эксплуатации
определяется по формуле, Вт:
(7)
Q2 = 0,15 Q1 .
в) Тепловой поток, приносимый наружным воздухом при вентиляции вагона, Вт, определяется по формуле:
(8)
Q
п nпСв (tн. л tв. л ) ,
3
где
расчетная
п
норма
подачи
наружного
воздуха
на одного
пассажира, м3/с;
Св
теплоемкость воздуха, Св =1220 Дж/(м3·°С).
Остальные величины
см. выше.
г) Тепловой поток за счет солнечной радиации определяется по формуле, Вт:
Z
(9)
Q4 Fр k (tм tв. л ) р ,
24
где Fр
расчетная поверхность кузова вагона, подвергающаяся солнечной
радиации, м2 (можно принять Fр = 0,3 Fв);
Fв площадь поверхности кузова вагона, м2
tм
расчетная (максимальная) температура поверхности кузова вагона
(можно принять tм = 50 С);
Zр
продолжительность солнечного облучения вагона в течение суток, ч.
д) Тепловой поток, выделяемый пассажирами вагона, определяется по
формуле, Вт:
(10)
Q qnп ,
5
где q
мощность теплового потока, выделяемого одним пассажиром;
е) мощность теплового потока от электродвигателей, расположенных
внутри вагона, осветительных и других электроприборов, принимается
Q = 2000 Вт.
6
4.3. Выбор двигателей по каталогу
34
По найденной мощности и с учетом условий работы по каталогу или из
приложения Д выбирают необходимые электродвигатели. Если такой двигатель по каталогу подобрать нельзя, то выбирают из каталога двигатель ближайшей большей мощности. Кратность пускового тока для электродвигателей
постоянного тока принимать λ = 2,5.
Выбранные по каталогу электродвигатели сводят в таблицу 1.
Таблица 1
Электродвигатели, устанавливаемые в вагоне
Наименование Мощдвигателя, ме- ность,
ханизма
полученная
расчетом, кВт
НомиТип
нальная
мощность по
каталогу, кВт
Номинальный
ток двигателя,
А
Номинальный
КПД
двигателя
Номинальный
соs
двигателя
Кратность
пускового тока,
I пуск
I ном
4.4. Определение мощности электрических устройств отопления вагона
Отопительные устройства вагона должны поддерживать заданную температуру с точностью 2 при температуре наружного воздуха до 40 С. Расчетным режимом при выборе отопительных устройств пассажирского вагона
является зимнее время эксплуатации вагона.
При электрической конвекционно-циркуляционной системе отопления
мощность нагревательных элементов калорифера определяется по формуле,
кВт
Рк
где Vн.в
Св
Vн .в Св (tв . з
tн. з ) 10 3 ,
(11)
объем наружного воздуха, подаваемого в вагон, м3/с, Vн.в= vпnп;
теплоемкость воздуха, Св =1220 Дж/(м3·°С);
tв.з температура воздуха внутри вагона в расчетный (зимний) период, С ;
tн.з
температура наружного воздуха (расчетная), С.
Мощность электрических печей вагона при этой системе отопления определяется по формуле, кВт:
35
Рэ.п Q1 Q2 1,1Fв k (tв.з tн.з ) 10 3 ,
где Q
1
(12)
потери тепла через поверхность кузова вагона, Вт;
Q2
потери тепла на инфильтрацию;
Fв поверхность кузова вагона, через которую происходят потери тепла, м2;
k
средний коэффициент теплоотдачи с учетом нарушений плотности
конструкций вагона, усадки и увеличения влажности теплоизоляционного материала и т. д.
При электроводяном отоплении мощность электронагревателей котла
определяется по формуле, кВт:
Рэ.н (1,1Fв k
n Св )(tв.з tн.з ) 10 3 .
п п
(13)
При водяном и электроводяном видах отопления в системах кондиционирования воздуха устанавливаются электрокалориферы и электропечи, общая
мощность этих устройств выбирается равной мощности электродвигателей
компрессорной установки охлаждения воздуха и вентилятора конденсатора.
4.5. Определение мощности осветительной нагрузки
Для определения мощности осветительной нагрузки используют метод
удельной мощности на единицу площади. Этот метод достаточно простой, обладает необходимой точностью и нашел широкое применение на практике. При
использовании его сначала определяется мощность осветительной нагрузки для
каждого помещения вагона в отдельности, а затем суммарная мощность осветительной нагрузки для всего вагона. Отдельно определяется мощность ламп люминесцентного освещения и мощности, ламп накаливания. Это необходимо для
того, чтобы можно было определить мощность преобразователя для люминесцентного освещения. Необходимо знать отдельно мощность ламп накаливания
и люминесцентных ламп и для выбора проводов, защитных и коммутационных
аппаратов.
Мощность осветительной нагрузки для каждого из помещений вагона
Ро.п выбирают по формуле, Вт:
36
Ро .п
pFп ,
(14)
где р
удельная мощность осветительной нагрузки для данного вида помещения, т. е. мощности на единицу площади этого помещения, Вт/м2 (табл. 2);
Fп площадь помещения, для которого определяется мощность осветительной нагрузки, м2 (определяется по чертежу вагона).
Если в вагоне есть освещение с лампами накаливания и люминесцентными лампами, то осветительная нагрузка вагона определяются отдельно для каждого вида ламп.
Мощность осветительной нагрузки всего вагона:
Ро.в
Ро.п .
(15)
Определив мощность осветительной нагрузки вагона от люминесцентных
ламп, определяют мощность преобразователя для люминесцентного освещения
вагона (преобразователи применяют, если система электроснабжения постоянного тока)
Рпр
Ро.в. люм ,
(16)
пр
где ηпр = 0,7 0,85
если преобразователь статический полупроводниковый.
Мощность сигнальных, служебных и других специальных ламп может
быть принята равной 300 400 Вт.
Таблица 2
Удельная мощность осветительной нагрузки
для помещений пассажирского вагона
Помещения вагона
Удельная мощность осветительной нагрузки,
Вт/м2
лампы накаливания
люминесцентные лампы
Купе жесткого вагона
12 18
10 20
Купе мягкого вагона
18 22
10 20
Отделение открытого вагона, салон
межобластного вагона
10 15
6 10
Коридоры, проходы
8 10
6 10
37
Туалеты
10 12
Тамбуры
8 11
Прочие помещения
8 10
После того как будут определены мощности данные для всех потребителей электроэнергии вагона, по форме табл. 3 составляется перечень – таблица
потребителей электроэнергии.
Таблица 3
Потребители электроэнергии пассажирского вагона
38
Номинальный
соs
Кратность пускового тока,
Номинальный
КПД
Номинальное напряжение, В
Номинальный
ток, А
Потребители вагона
Номинальная
мощность, кВт
Характеристика потребителя вагона
Тип потребителя
5. Определение расчетных нагрузок
Расчетные нагрузки позволяют определять мощность основного источника электроэнергии вагона, выбирать сечения проводов сети электроснабжения,
аппараты защиты, коммутации и управления. Под расчетной нагрузкой понимают некоторую неизменную нагрузку (ток, мощность), которая вызывает такой же нагрев проводов, двигателей, что и действительная нагрузка, непрерывно меняющаяся по величине во времени. Расчетные нагрузки определяются для
наиболее загруженных в электрическом отношении периодов работы электрооборудования. При этом используется метод упорядоченных диаграмм, которые представляют собой зависимости коэффициента максимума от эффективного числа электроприемников и группового коэффициента использования. Эти
зависимости приведены в виде табл. 4.
Для пассажирских вагонов потребление электроэнергии в зимний и летний периоды эксплуатации неодинаково. Потребление зависит и от типа вагона
(вагон с кондиционированием воздуха или без кондиционирования, есть ли
электрическое отопление или нет), и от условий, в которых вагон эксплуатируется. Определяют расчетные нагрузки отдельно для зимнего и летнего периодов
эксплуатации вагона и используют для последующих расчетов большие
значения.
Эффективным числом электроприемников называется такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое
дает ту же величину расчетной нагрузки, что и группа действительных электроприемников различных по мощности и режиму работы. Эффективное число
электроприемников во всех случаях можно определить по формуле
2
i
n
Pн i
nр
1
i
,
n
(17)
Pн2i
1
где Рнi номинальная мощность i-го электроприемника.
Если отношение номинальной мощности наибольшего токоприемника
Рн max к номинальной мощности наименьшего электроприемника Рн min
m
Pн max
Рнmin
3,
39
(18)
а групповой коэффициент использования kи.гр ≥ 0,2, то эффективное число электроприемников допускается определить по упрощенной формуле
nэ
2 Рн
Рн max
.
(19)
Групповой коэффициент использования определяется по формуле
kи.гр
kи Рн
Рн
,
(20)
где kи
коэффициент использования отдельного потребителя электроэнергии вагона определяется по таблице 4;
Рн
номинальная мощность потребителя (значение – из таблицы 3).
Таблица 4
Значение коэффициента использования kи и ориентировочные значения соs
tg
и
потребителей пассажирских вагонов
Потребители электроэнергии
Двигатель компрессора
Двигатель вентилятора конденсатора
Двигатель вентилятора системы вентиляции вагона
Двигатель циркуляционного насоса отопления
Двигатель преобразователя люминисцентного освещения
Электрокипятильник
Преобразователь электробритв
Электроохладитель питьевой воды
Электронагреватели
Электрические печи
Электрокалорифер
Лампы накаливания
Лампы люминисцентного освещения
Электронагреватели котла отопления вагона
Преобразователь для питания радиоустройств
Цепи управления
kи
06–0,75
0,73–0,8
0,84–0,9
0,3
соs
0,8
0,75
0,75–0,8
0,65–0,7
tg
0,75
0,88
0,88–0,75
1,17–1,02
0,7–0,75
0,27
0,15–0,2
0,35
0,6–0,8
0,9
0,85–0,9
0,8–0,85
0,8–0,85
0,80–0,9
0,75–0,78
0,9–0,95
0,8–0,85
1
0,6–0,65
0,6–0,7
1
1
1
1
0,9
1
0,7–0,75
0,8–0,85
0,75–0,62
0
1,33–1,17
1,33–1,02
0
0
0
0
0,48
0
1,02–0,88
0,75–0,62
Коэффициент максимума kм определяют по таблице 5 в зависимости от
эффективного числа электроприемников и группового коэффициента использования.
40
Таблица 5
Зависимость коэффициента максимума от эффективного числа электроприемников и группового коэффициента использования
nэ
4
5
6
7
8
9
10
12
16
20
50
100
0,1
3,43
3,23
3,04
2,88
2,72
2,56
2,42
2,24
1,99
1,84
1,40
1,21
0,15
3,11
2,87
2,64
2,48
2,31
2,20
2,10
1,96
1,77
1,65
1,30
1,17
0,2
2,64
2,42
2,24
2,10
1,99
1,90
1,84
1,75
1,61
1,50
1,23
1,12
0,3
2,14
2,00
1,88
1,80
1,72
1,65
1,60
1,52
1,41
1,34
1,16
1,10
0,4
1,87
1,76
1,66
1,58
1,52
1,47
1,43
1,36
1,28
1,24
1,14
1,08
kм при kи.гр
0,5
1,65
1,57
1,51
1,45
1,40
1,37
1,34
1,28
1,23
1,20
1,10
1,08
0,6
1,46
1,41
1,37
1,33
1,30
1,28
1,26
1,23
1,18
1,15
1,10
1,07
0,7
1,29
1,26
1,23
1,21
1,20
1,18
1,16
1,15
1,12
1,11
1,08
1,05
0,8
1,14
1,12
1,10
1,09
1,08
1,08
1,07
1,07
1,07
1,06
1,04
1,02
0,9
1,05
1,04
1,04
1,04
1,04
1,03
1,03
1,03
1,03
1,03
1,02
1,02
Для электроприемников с различным режимом работы расчетная активная мощность определяется по формуле, кВт
Рр
n
kм kи Pн ,
(21)
1
расчетная реактивная мощность:
n
Qр kм kи Pн tg .
(22)
1
Номинальный тангенс мощности tg
н
потребителя определяется через
номинальный соs н. Метод упорядоченных диаграмм применим при действительном числе электроприемников в группе 5 и более и эффективном числе
электроприемников 4 и более. С некоторыми допущениями можно пользоваться этим методом при действительном числе электроприемников n
4 и эффек-
тивном числе электроприемников nэ 4.
Для системы электроснабжения постоянного тока реактивная мощность –
Qр = 0; имеется только активная мощность.
Полная расчетная мощность для сетей переменного тока, кВ·А:
Sр
Рр2 Qp2 .
41
(23)
Расчетный коэффициент мощности группы потребителей электроэнергии
определяют через расчетные мощности:
Pp
соs
Sp
p
.
(24)
Расчетный ток для электроприемников трехфазного переменного тока
определяют по формуле, А
Ip
Pp103
3U н соs
,
(25)
p
а расчетный ток группы потребителей при системе электроснабжения на постоянном токе – по формуле, А:
Ip
Pp103
,
(26)
Uн
где Uн номинальное напряжение сети электроснабжения (дается в задании на
проектирование).
6. Определение пиковых нагрузок
Пиковая нагрузка
это наибольшая нагрузка длительностью не более
5 10 с. Пиковые токи возникают, например, при пуске двигателя наибольшей
мощности при работающих остальных потребителях электроэнергии.
Пиковый ток группы приемников электроэнергии в сетях напряжением до
1000 В, работающих при отстающих токе, а также в сетях постоянного тока с
достаточной для практических расчетов точностью определяется как арифметическая сумма наибольшего из пусковых токов двигателей, входящих в группу, и расчетного тока нагрузки всей группы электроприемников за вычетом
расчетного тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток, т. е.
I пик
где Iр
I пуск.наиб ( I p kи I н.наиб ) ,
(27)
расчетный ток нагрузки всей группы приемников;
Iн.наиб
номинальный ток двигателя, имеющего наибольший пусковой
ток;
42
kи
коэффициент использования двигателя, имеющего наибольший ток;
Iпуск.наиб пусковой ток двигателя наибольшей мощности (имеющего наибольший пусковой ток):
(28)
I пуск.наиб
I н.наиб ,
I пуск
Iн
кратность пускового тока по отношению к номинальному.
Для двигателей постоянного тока = 2 2,5; для асинхронных двигателей
с короткозамкнутым ротором приводится в каталогах; для асинхронных двигателей с фазным ротором, если нет данных,
двигателя равен его пусковому току.
= 2,5 3. Пиковый ток одиночного
7. Определение мощности источника электроэнергии
пассажирского вагона
При автономной и смешанной системах электроснабжения пассажирских
вагонов основным источником электроэнергии является вагонный генератор с
приводом от оси колесной пары, при централизованной системе – генератор вагона-электростанции либо генератор, установленный на тепловозе, при централизованной системе с индивидуальным преобразователем – индивидуальный
преобразователь.
Прежде чем определять мощность источника электроснабжения вагона,
необходимо выбрать расчетный режим и определить расчетный и пиковые токи
для этого режима. Если для вагонного генератора расчетным током будет расчетный ток только одного вагона, то для генератора вагона-электростанции необходимо знать нагрузки от всех вагонов поезда, т. е. знать, какие вагоны будут в поезде, когда потребление электроэнергии максимально.
Если определить время эксплуатации, когда потребление электроэнергии
будет максимальным, затруднительно, то находят расчетные нагрузки для летнего и зимнего режимов работы. Аналогично поступают и при определении пикового тока.
По найденному большему расчетному току находят требуемую мощность источника электроэнергии (генератора или трансформатора индивидуального преобразователя).
Эта мощность определяется по формулам:
43
для генератора постоянного тока или генератора переменного тока при
питании всех потребителей постоянным током через выпрямитель, кВт,
Рг U н I р 10 3 ;
(29)
для генератора трехфазного переменного тока и трансформатора преобразователя, кВ А,
Sг
3U н I р 10 3 .
(30)
Мощность источника электроэнергии из условия нагрузки его пиковым
током определяется по формулам:
для генератора постоянного тока, кВт,
Рг
U н I пик
10 3 ;
kпер
(31)
для генератора трехфазного переменного тока, кВ А,
Sг
3U н I пик
10 3.
kпер
(32)
Здесь коэффициент кратковременной перегрузки для генераторов k пер = 2.
Из двух значений вычисленной мощности генератора выбирают большее
и округляют его до целого числа в сторону увеличения. Режим, для которого
мощность будет максимальной, является расчетным режимом. Мощность
трансформатора преобразователя находят только по расчетному току.
8. Выбор защитной аппаратуры
К защитной аппаратуре, применяемой на пассажирских вагонах, относятся предохранители и автоматические выключатели. Предохранители применяются для защиты от токов короткого замыкания или весьма больших перегрузок, действующих продолжительное время (предохранители не должны отключать участки сети электроснабжения при пиковых токах, действие которых
кратковременно). Автоматические выключатели предназначены для защиты как
от токов короткого замыкания (с помощью мгновенно действующих электро44
магнитных расцепителей), так и от токов перегрузки (с помощью тепловых или
другого типа расцепителей).
Время отключения токов короткого замыкания с помощью предохранителей разное. Оно меньше при больших токах короткого замыкания. Время отключения токов короткого замыкания с помощью автоматических выключателей (автоматов) не зависит от величины тока короткого замыкания. Для того
чтобы сработал мгновенно действующий электромагнитный расцепитель автомата и дал команду на отключение автомата, надо, чтобы ток в линии, в которую включен автомат, превысил ток уставки мгновенно действующего расцепителя автомата.
Тепловой расцепитель автомата предназначен для защиты цепей и потребителей от токов перегрузок. Время, через которое сработает тепловой расцепитель автомата и даст команду на отключение автомата, зависит от величины
тока перегрузки. Чем больше ток в линии превышает номинальное значение,
тем быстрее сработает тепловой расцепитель. Время срабатывания теплового
расцепителя примерно обратно пропорционально величине тока перегрузки.
Автоматические выключатели выпускаются трех типов:
только с мгновенно действующим расцепителем;
только с тепловым расцепителем. Этот тип автомата от токов короткого
замыкания не защищает;
имеющие оба типа расцепителей, т.е. с комбинированным
расцепителем.
При выборе предохранителей должны быть выполнены следующие условия.
1. Номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или
больше номинального напряжения сети, т.е. Uн.предохр ≥ Uн.сети.
2. Плавкая вставка не должна плавиться при расчетном токе, т. е.
Iн.вставки ≥ Iр.
3. Плавкая вставка не должна плавиться (сгорать) при пиковых токах. Так
как пиковые токи в сетях электроснабжения пассажирских вагонов возникают
при пуске двигателей, то плавкие вставки не должны сгорать при пусковых токах: Iн.вставки
I пик
.
а
Коэффициент а зависит от числа потребителей, защищаемых предохранителем. Если потребитель
одиночный электродвигатель, то а = 2,5; если
45
группа двигателей, то а = 1,6 2. Меньшие значения а при большем количестве двигателей в группе.
При выборе автоматических выключателей должны быть выполнены следующие условия.
1. Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть
равно или больше номинального напряжения сети, т. е. Uн.автом ≥ Uн.сети.
2. Номинальный ток мгновенно действующего расцепителя (уставка тока)
должен быть равен или больше расчетного тока, т. е. Iэлмагн ≥ Iр.
3. Номинальный ток теплового расцепителя должен быть равен или
больше расчетного тока, т. е. Iтепл ≥ Iр.
4. Ток уставки мгновенно действующего электромагнитного расцепителя
автомата должен быть равен или больше пикового тока, т. е. Iэлмагн ≥ kавт Iпик.
Коэффициент запаса на неточность срабатывания автомата kавт зависит от
типа автомата и дается в каталогах на автоматические выключатели. При выполнении курсового проекта принимают kавт=1,25.
9. Выбор проводов сети электроснабжения пассажирского вагона
Провода выбираются в соответствии с требованиями, которые предъявляются к сетям электроснабжения пассажирских вагонов. Эти требования будут выполнены, если сечение проводов выбрано с учетом следующих четырех
условий.
1. Нагрев проводов не должен превышать допустимого значения. Это будет выполнено, если Iпров.н ≥ Iр т. е. если номинальный ток провода равен или
больше расчетного тока. Зная расчетный ток, по этому условию из
приложения Д (табл. Д-3), выбирают сечение провода.
2. При коротких замыканиях или весьма больших перегрузках, когда происходит срабатывание защитного аппарата, не должна нарушаться термическая
устойчивость проводов. Это требование будет выполнено, если номинальный
ток провода соответствует току защитного аппарата, т. е. если
Iпров ≈ kз Iз,
где Iз
ток защитного аппарата. Для электрических сетей вагонов это номинальный ток плавкой вставки предохранителя или номинальный ток уставки
автоматического выключателя;
46
kз
коэффициент защиты или кратность длительно допустимого тока
провода к номинальному току плавкой вставки или уставки автоматического
выключателя (значения kз приведены в табл. 6).
Разрешается брать ближайшее меньшее сечение провода, удовлетворяющее этому условию.
Таблица 6
Значения коэффициента защиты
Тип защитного аппарата
Автоматический выключатель с мгновенно действующим отключающим устройством
Автоматический выключатель с тепловым расцеплением независимо от того
есть или нет мгновенно действующий расцепитель
Плавкая вставка
kз
1,25
1,0
1,25
3. Потери напряжения в проводах не должны превышать допустимого
значения ΔUл ≤ ΔUдоп (ΔUдоп = 0,1Uн). Для проводов из немагнитных материалов
(медь, алюминий) для сетей электроснабжения вагонов на постоянном токе потери напряжения в линии
Uл
200
I пик rл ;
Uн
(33)
для сетей электроснабжения однофазного переменного тока
Uл
200
Iпик (rл соs
Uн
p
хл sin
p
);
(34)
для трехфазных сетей переменного тока
Uл
100 3
Iпик (rл соs
Uн
p
хл sin
p ),
(35)
где Iпик суммарный пиковый ток провода, если по нему получает энергию
группа потребителей;
Uн
номинальное напряжение сети электроснабжения;
rл активное (омическое для сетей постоянного тока) сопротивление линии, Ом;
xл
соs
индуктивное сопротивление линии электроснабжения, Ом;
р
и sin
р
расчетные значения соs
47
и sin .
Активное сопротивление линии электроснабжения в Ом
rл
где lл
lл
,
γ л Fл
(36)
длина линии, м;
Fл
сечение провода данного участка линии электроснабжения, мм2;
γл
удельная проводимость проводов (для медных проводов
γл = 57 м/(Ом мм2); для алюминиевых γл = 35,8 м/(Ом мм2);
Индуктивное сопротивление участков линии электроснабжения в омах
для кабелей и проводов, проложенных в стальных трубах или металлических
рукавах, можно принять равными xл = 7·10–5 lл.
Расчет ведут в следующем порядке. Определяют потери напряжения на
участке сети электроснабжения для большего сечения провода, полученного из
первых двух частей. Если потери напряжения в линии при этом получаются
больше допустимых, то выбирают большее сечение провода и расчет повторяют, пока потери не будут меньше 10 %.
4. Провода должны быть выбраны так, чтобы их механическая прочность
была достаточной. Это будет выполнено, если сечение проводов будет не менее
указанного в табл. 7.
Таблица 7
Минимальное сечение проводов сети электроснабжения вагонов
Характеристика проводов и условие прокладки
Изолированные провода для осветительной арматуры
Провода для переносных приборов
Не защищенные изолированные провода для стационарной прокладки в трубах и металлических рукавах,
групповые линии силовых и осветительных сетей при
отсутствии штепсельных разъемов
Групповые провода силовой сети, сети освещения со
штепсельными разъемами
48
Наименьшее сечение проводов,
мм2
медных
алюминиевых
0,5
0,75
1
2,5
1,5
2,5
10. Выбор коммутационной аппаратуры
К коммутационным аппаратам, служащим для включения и отключения
цепей относятся рубильники, контакторы и реле. Рубильники используют для
ручного включения и отключения цепей, контакторы и реле дистанционного,
автоматического и неавтоматического включения цепей и потребителей электроэнергии. Рубильники, реле, контакторы защитных устройств от токов перегрузок и токов короткого замыкания не имеют. Для этого последовательно с
ними включаются защитные аппараты.
Наибольшее распространение получили рубильники с центральной и боковой рукояткой на номинальные токи: 100, 200, 400, 600 и 1000А и номинальное напряжение до 660 В.
При выборе рубильников, контакторов, реле должны быть выполнены
следующие условия.
1. Номинальное напряжение рубильника, контактов реле и контактора
должно быть равно напряжению сети или больше, т. е. Uн.аппарата ≥ Uн.сети.
2. Для контакторов и реле номинальное напряжение катушек управления
должно быть равно номинальному напряжению сети, т. е. Uн.кат = Uн.сети.
3. Номинальный ток рубильника, контактов реле и контактора должен
быть равен или больше расчетного тока участка сети, который этим коммутационным аппаратом включается или отключается, т. е. Iн.аппарата ≥ Iр.
11. Расчет мощности электродвигателей приводов машин и механизмов вагоноремонтных предприятий
11.1. Расчет мощности электродвигателей приводов грузоподъемных
механизмов
При расчете электропривода подъема груза за основу принимается активный статический момент, который направлен против вращения электродвигателя при подъеме груза и совпадает с ним при спуске. Статическая мощность на
валу электродвигателя при подъеме груза равна
Рп
Gгр
G0 vп
49
10 3 ,
(37)
где Gгр – сила тяжести поднимаемого груза, Н;
G0 – сила тяжести грузозахватного устройства, Н;
– коэффициент полезного действия подъемного механизма;
vп – скорость подъема груза, м/с.
Номинальная скорость движения крюка 0,15–0,20 м/с. На рис. 5.3 приведены зависимости КПД различных механизмов крана от отношения силы тяжести груза к номинальному значению. Для механизмов передвижения моста или
тележки в числитель и знаменатель необходимо добавить силу тяжести моста
или тележки.
η
1
2
0,8
3
0,6
4
0,4
0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
Gгр
G0
Gном
G0
Рис. 5.3. Зависимости КПД, η различных механизмов крана
от отношения силы тяжести груза к номинальному значению,
Gгр
G0
Gном
G0
:
1 – механизма передвижения моста; 2 – механизма подъема с зубчатой передачей; 3 –
механизма передвижения тележки; 4 – механизма подъема с червячной передачей
Опускание груза может производиться различными способами. Силовой
спуск имеет место при опускании пустого крюка или легкого груза, сила тяжести которого не способна преодолеть силы трения в механизме, Gгр≤ Fтр. Опускание груза осуществляется электродвигателем, который создает движущий
момент. Мощность, развиваемая электродвигателем при силовом спуске,
50
Рс . с
Gгр G0 vc
1
2 10 3 ,
η
(38)
где vс – скорость спуска груза. При силовом спуске η < 0,5.
Тормозной спуск осуществляется при опускании средних и тяжелых грузов, когда Gгр > Fтр. В этом случае двигатель создает тормозной момент, предотвращая свободное падение груза и ограничивая скорость спуска. Мощность
двигателя в этом режиме
Рт . с
Gгр G0 vc 2
1
10 3 .
η
(39)
При тормозном спуске η > 0,5.
Мощность на валу электродвигателя привода передвижения моста или
тележки обусловлена только силами трения и равна
Рс
k1
Gгр G0 Gм(т)
μr
Rк η м(т)
f vм(т)
10 3 ,
(40)
где k1 – коэффициент, учитывающий силу трения реборд колес о рельсы, (k1 =
1,8–2,5);
Gм(т) – сила тяжести моста с тележкой или только тележки, Н;
μ – коэффициент трения в опорах ходовых колес, μ = 0,015–0,020 для
подшипников качения и 0,08–0,15 для подшипников скольжения;
r – радиус шейки оси ходового колеса, м;
f – коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, f = 0,0005–
0,0012;
vм(т) – скорость движения моста или тележки, м/с;
Rк – радиус ходовых колес, м;
ηм(т) – КПД механизма передвижения моста или тележки.
Номинальная скорость движения тележки 0,65–1,0 м/с, номинальная скорость движения моста 2,0–2,3 м/с.
51
Статический момент на валу электродвигателя Мс подъема или передвижения может быть вычислен по формуле, Н·м
Мс
Рс R 103
,
v ip iп
(41)
где Рс – статическая мощность, определенная по формулам (37)–(40), кВт;
R – радиус барабана подъемной лебедки или ходового колеса, м;
v – скорость движения крюка или моста (тележки), м/с;
ip – передаточное число редуктора;
iп – передаточное число полиспаста.
При работе крана возникают динамические нагрузки, вызванные изменением скорости механизмов подъема или передвижения (пуск, остановка, реверс
и т. п.). Динамическая составляющая момента на валу электродвигателя Мд, определяется по формуле (43). Суммарный приведенный к валу двигателя момент
инерции для механизмов крана составляет, Н·м
2
J
k и J дв
v
ω дв
m
,
(42)
где JΣ – суммарный приведенный к валу двигателя момент инерции, кг/м2;
kи – коэффициент, учитывающий моменты инерции шестерен редуктора и
тормозных барабанов, kи = 1,15–1,20;
Jдв – момент инерции ротора двигателя, кг/м2;
mΣ – суммарная масса поступательно движущихся частей механизма, кг;
ωдв – угловая скорость вала двигателя, рад/с.
При переходных процессах возникают дополнительные потери энергии в
механической передаче, что учитывается введением коэффициента ηд. Таким
образом, при ускорении (энергия передается от двигателя к механизму) формула (42) запишется как
52
2
J
k и J дв
m
v
ω дв
1
,
ηд
(43)
а при замедлении (энергия передается от механизма к двигателю) примет вид:
2
J
k и J дв
m
v
ω дв
ηд .
(44)
Учет потерь энергии при переходных процессах позволяет избежать грубых ошибок при расчете мощности двигателей крановых механизмов. Представленный метод расчета мощности приводных электродвигателей может быть
использован и для других типов грузоподъемных механизмов: кран-балок,
электроталей, поворотно-консольных кранов, а также для расчета привода лебедок и различных механизмов вагоноремонтных машин.
11.2 Расчет мощности электродвигателей приводов компрессоров,
вентиляторов, насосов
Мощность электродвигателя для привода поршневого компрессора Рд.к
при длительном режиме работы рассчитывается по формуле, кВт
Рд . к
kз
QA
10 3 ,
60 ηк ηп
(45)
где kз – коэффициент запаса мощности, kз=1,05–1,15;
Q – производительность (подача) компрессора, м3/мин;
А – работа изотермического и адиабатического сжатия 1 м3 атмосферного
воздуха до требуемого давления р2, Дж/м3;
ηк – индикаторный КПД компрессора, учитывающий потери мощности
при реальном процессе сжатия воздуха,
к
= 0,6–0,8;
ηп – КПД механической передачи между компрессором и двигателем,
0,90–0,95.
53
п
=
Зависимость работы сжатия А от давления р2 приведена в табл. 8.
Таблица 8
Зависимость работы сжатия А от давления
р2, 105 Па
А, 103 Дж/м3
4
5
6
7
8
9
10
12
164
190
213
230
245
260
272
296
Мощность электродвигателя привода центробежного компрессора и вентилятора Рд.в, определяют по формуле, кВт
Рд . в
kз
QН
10 3 ,
60 ηв ηп
(46)
где kз – коэффициент запаса мощности, kз=1,1–1,2 при мощности более 5 кВт,
1,5 – при мощности до 2,0 кВт и 2,0 – при мощности до1,0 кВт;
Q – производительность (подача) вентилятора, м3/мин;
Н – напор (давление), Па;
ηв – КПД вентилятора, равный 0,5–0,85 для осевых и 0,4–0,7 для центробежных вентиляторов;
ηп – КПД механической передачи между вентилятором и двигателем,
п
= 0,90–0,95;
Мощность электродвигателя привода насоса Рд.н, кВт, определяют по
формуле, кВт
Рд . н
kз
ρ g Q (Н с
Н)
10 3 ,
60 ηн ηп
(47)
где kз – коэффициент запаса мощности, kз = 1,1–1,3 в зависимости от
мощности;
ρ – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3;
g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;
Q – производительность (подача) насоса, м3/мин;
54
Нс – статический напор, м;
ΔН – потери напора в трубопроводе, м;
ηн – КПД насоса, равный 0,7–0,9 для поршневых и 0,45–0,77 для центробежных насосов;
ηп – КПД механической передачи между насосом и двигателем,
п
= 0,90–0,95.
55
Библиографический список
1. Электрооборудование вагонов : учебник для вузов ж.-д. трансп. / А. Е.
Зорохович [и др.] ; под ред. А. Е. Зороховича. – М. : Транспорт, 1982. – 367 с.
2. Электрооборудование пассажирских вагонов с кондиционированием
воздуха. / Б. Н. Ребрик [и др.] ; под ред. Б. Н. Ребрика. – М. : Транспорт, 1986. –
166 с.
3. Караев Р. И. Электрические сети и энергосистемы : учебник для вузов
ж.-д. трансп. / Р. И. Караев, С.Д. Волобринский, И. Н. Ковалев. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Транспорт, 1988. – 326 с.
4. Поплавский А. Н. Электроэнергетика предприятий железнодорожного
транспорта. / А. Н. Поплавский. – М. : Транспорт, 1982. – 264 с.
5. Скрипкин В. В. Электрооборудование изотермического подвижного
состава. / В. В. Скрипкин. – М. : Транспорт, 1982. – 342 с.
6. Егоров В. Н. Устройство и эксплуатация пассажирских вагонов (для
проводников) : учебное пособие. / В. Н. Егоров – 2-е изд., перераб. и доп. – М. :
УМЦ МПС России, 2004. – 336 с.
7. Болотин З. М. Электрическое и комбинированное отопление пассажирских вагонов. / З. М. Болотин. – М. : Транспорт, 1989. – 237 с.
8. Зорохович А. Е. Электро- и радиооборудование пассажирских вагонов.
учебник для техникумов. / А. Е. Зорохович, А. З. Либман. - М. : Транспорт,
1985.-343 с.
9. Пронтарский А. Ф. Системы и устройства электроснабжения : учебник
для вузов ж.-д. трансп. / А. Ф. Пронтарский. – М. : Транспорт, 1983. – 264 с.
56
Приложение А
ЗАДАНИЕ
на курсовой проект «Выбор основного электрооборудования и сети электроснабжения пассажирского вагона и вагоноремонтного предприятия»
студенту___курса________________________факультета
________________________________________________________________
шифр___________
номер варианта__________
Исходные данные:
Тип вагона и количество мест для пассажиров/проводников ________________
Система электроснабжения____________________________________________
Род тока и номинальное напряжение сети вагона, В:_______________________
Материал проводов сети вагона____________
Вид отопления_________________________________________________
Продолжительность солнечного облучения в течение суток, ч_________
Количество свежего воздуха, подаваемого в вагон на одного
пассажира, 10-3м3/с______________________________________________
Температура наружного воздуха, лето/зима, С:___________________________
Температура внутри вагона, лето/зима, С:_______________________________
Количество тепла, выделяемого одним пассажиром, Дж/с______________
Производительность насоса отопления, 10-3·м3/с___________________________
Производительность вентилятора конденсатора, м3/с_______________________
Напор (давление) насоса отопления, кПа_________________________________
Напор (давление) вентилятора охладителя, Па____________________________
Напор (давление) вентилятора конденсатора, Па__________________________
Мощность:
кипятильника, кВт
водонагревателей, кВт
водоохладителя, Вт
бытовых приборов, кВт
цепей управления и сигнализации, Вт
Емкость аккумуляторной батареи, А·ч
Задание по электрооборудованию вагоноремонтного предприятия:
Преподаватель
57
Приложение Б
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАНИЮ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Таблица 1Б
Исходные данные по вагону
Исходные данные
по вагону
Первая цифра варианта
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Тип вагона*
К
К
К
К
К
К
О
О
О
О
Тип и количество мест ** сп сп сп сп сд сд сд сп сд сд
для пассажиров
16 18 24 36 38 48 46 54 60 68
для проводников
2
2
2
2
1
1
1
2
1
1
Продолжительность сол- 18 16 14 12 19 17 15 13 11 10
нечного облучения в течение суток, ч
Температура наружного
воздуха, ºС:
летом
40 42 38 36 34 32 33 35 37 39
зимой
–38 –40 –42 –44 –46 –45 –43 –41 –47 –48
Температура
воздуха
внутри вагона, ºС:
летом
22 21 20 21 22 23 24 23 22 23
зимой
20 19 20 21 22 21 20 20 21 19
Площадь поверхности кузова вагона, через которую происходит передача
тепла, м2
270 271 270 271 280 281 281 270 271 280
Коэффициент теплопередачи ограждений кузова,
Вт/(м2·с·ºС)
1,0
1,1
1,1
1,2
1,0
0,9
0,9
1,1
1,2
0,9
Количество тепла, выделяемого одним пассажиром, Дж/с
104 102 100
98
94
96
92
90
88
86
*К – купейный; О – открытый.
**сп – спальное место; сд – место для сиденья.
58
Таблица 2Б
Исходные данные для расчета системы электроснабжения вагона
Исходные данные для
Вторая цифра варианта
расчета
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Система
электроснабжения*
А
Ц СМ СМ СМ ИП ИП ИП А
Ц
Род тока и напряже- –
~
–
–
–
~
~
~
–
~
ние в сети вагона, В
110 380/ 110 110 110 380/ 380/ 380/ 110 380/
220
220 220 220
220
Материал проводов** м
а
м
а
м
а
м
а
м
а
Вид отопления***
В
В ЭВ ЭВ ЭВ ЭВ ЭВ
Э
В
Э
Количество свежего
воздуха, подаваемого
в вагон на одного
пассажира, 10-3 м3/с
8,4 8,6 8,8 9,0 9,1 9,2 9,3 9,4 9,5 9,6
Производительность:
вентилятора конденсатора, м3/с
4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9
насоса отопления,
-3 3
10 м /с
3,4 3,5 4,0 3,9 3,8 3,7 3,6 –
3,2 –
Напор:
вентилятора ваго- 500 600 680 660 640 620 580 560 540 520
на, Па
вентилятора кон- 150 160 170 180 190 200 195 185 175 165
денсатора, Па
насоса отопления, 50 60 55 54 53 52
51
–
57
–
кПа
Мощность, кВт:
кипятильника
2,0 2,1 2,5 2,6 2,4 2,7 2,8 2,6 2,4 2,3
водонагревателя
1,2 1,6 1,5 1,4 1,7 1,3 1,5 1,6 1,3 1,4
бытовых приборов 1,5 1,4 1,3 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 1,5 1,6
Мощность, Вт:
водоохладителя
350 400 410 390 420 380 430 370 360 400
цепей управления
и сигнализации
560 600 590 580 570 550 540 530 500 520
Емкость
аккумуля- 300 350 400 350 300 250 200 300 350 400
торной батареи, А·ч
*А – автономная; Ц – централизованная; ИП – централизованная с индивидуальным преобразователем; СМ – смешанная.
**м –медь; а – алюминий.
***В – водяное; Э – электрическое; ЭВ – электроводяное.
59
Приложение В
Таблица 1В
Задание по электрооборудованию вагоноремонтного предприятия
Первая цифра
Исходные данные задания
варианта
0
1
2
3
4
5
6
Разработать кинематическую схему механизма передвижения тележки мостового крана, выполнить расчет мощности и
выбрать электродвигатель. Грузоподъемность, т, выбрать по
второй цифре варианта:
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5
15
7
12
8
10
6
14
9
5
Разработать кинематическую схему грузоподъемного механизма мостового крана, выполнить расчет мощности и выбрать электродвигатель. Грузоподъемность, т, выбрать по
второй цифре варианта (см. выше)
Разработать кинематическую схему механизма передвижения моста крана, выполнить расчет мощности и выбрать
электродвигатель. Грузоподъемность, т, выбрать по второй
цифре варианта (см. выше)
Разработать принципиальную электрическую схему управления подвесной электротележкой, выполнить расчет мощности и выбрать электродвигатель привода грузоподъемного
механизма. Грузоподъемность, т, выбрать по второй цифре
варианта:
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0,3 5,0 0,5 4,0 0,7 3,0 0,6 2,0 1,0 0,8
Разработать принципиальную электрическую схему автоматического управления работой двух поршневых компрессоров. Выполнить расчет мощности электродвигателя привода
компрессора для давления 8·105 Па. Производительность,
м3/с, выбрать по второй цифре варианта:
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20
8
18
5
15
12
14
11
19
Разработать принципиальную электрическую схему автоматического управления работой двух поршневых компрессоров. Выполнить расчет мощности электродвигателя привода
компрессора для давления 10·105 Па. Производительность,
м3/с, выбрать по второй цифре варианта (см. выше)
Разработать принципиальную электрическую схему автоматического управления работой двух поршневых компрессоров. Выполнить расчет мощности электродвигателя привода
компрессора для давления 12·105 Па. Производительность,
м3/с, выбрать по второй цифре варианта (см. выше)
60
Первая цифра
варианта
7
8
9
Окончание табл. 1В
Исходные данные задания
Разработать кинематическую схему грузоподъемного механизма мостового крана, выполнить расчет мощности и выбрать электродвигатель. Грузоподъемность, т, выбрать по
второй цифре варианта:
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5
15
7
12
8
10
6
14
9
5
Разработать кинематическую схему механизма передвижения тележки мостового крана, выполнить расчет мощности и
выбрать электродвигатель. Грузоподъемность, т, выбрать по
второй цифре варианта (см. выше)
Разработать кинематическую схему механизма передвижения моста крана, выполнить расчет мощности и выбрать
электродвигатель. Грузоподъемность, т, выбрать по второй
цифре варианта (см. выше)
61
Приложение Г
Условные обозначения электрооборудования в электрических схемах
Наименование
Обозначение
графическое
буквенное
4
Резистор постоянный
R
10
Резистор переменный:
общее обозначение
R
3
45
с разрывом цепи
R
без разрыва цепи
R
Предохранитель, плавкая вставка
F
R2,5
Катушка индуктивности, обмотка
L, W
L
Трансформатор
Тр
1,5
Катушка индуктивности с сердечником
Конденсатор постоянной емкости
С
8
Конденсатор переменной емкости
45
62
С
Наименование
Продолжение прил. Г
Обозначение
графическое
буквенное
Конденсатор электролитический,
поляризованный
С
8
Аккумулятор, гальванический
элемент
4
1
GА
GB
Аккумуляторная батарея
Ротор машины постоянного тока:
генератор
электродвигатель
10
G
M
М
Асинхронный электродвигатель с
короткозамкнутым ротором
20
М
Асинхронный электродвигатель с
фазным ротором
10
Катушка реле,
электромагнитного контактора
К, KV
КМ
6
Контакт замыкающий:
реле,
контактора,
выключателя
30
6
63
К, KV
КМ
S
Продолжение прил. Г
Обозначение
графическое
буквенное
Наименование
Контакт размыкающий
Контакт двухполюсный
Контакт трехполюсный
Контакты кнопки
SB
Q, QF
Конечный выключатель
S, SQ
Нагревательный элемент
Е
8
Автоматический выключатель
16
Лампа накаливания
Н
6
10
Диод светоизлучающий
5
60
Диод полупроводниковый
4
Лампа люминесцентная
НL
VD
HL
64
Приложение Д
ОСНОВНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Таблица Д-1
Трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором
серии 4А, напряжением 380/220 В
Тип
Рн, кВт nн, об/мин
Iпуск/Iн
cos
н
4А63А2УЗ
4А63В2УЗ
4А71А2У3
4А71В2УЗ
4А80А2УЗ
4А80В2УЗ
4А90L2УЗ
4А112М2УЗ
4А132М2УЗ
4А140M2У3
4А160S2УЗ
0,37
0,55
0,75
1,1
1,5
2,2
3,0
7,5
11,0
12,5
15,0
2740
2800
2840
2810
2850
2850
2870
2920
2900
2900
2940
0,86
0,86
0,87
0,87
0,87
0,87
0,88
0,88
0,90
0,90
0,91
0,70
0,73
0,77
0,78
0,81
0,83
0,85
0,87
0,88
0,88
0,88
5,0
5,0
5,0
5,0
5,5
5,5
6,5
7,5
7,5
7,5
7,5
П р и м е ч а н и е. Номинальный ток в А определить по формуле:
Iн
Pн103
3U н ηн cos
Таблица Д-2
Электродвигатели постоянного тока напряжением 110 и 220 В
Тип
Рн, кВт
nн, об/мин
nmax, об/мин
н
П21
П22
П31
П32
П41
П42
П51
П52
П61
П62
П71
П72
П81
0,3
0,5
0,7
1,0
1,5
2,2
3,2
4,5
6,0
8,0
11,0
12,0
14,0
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
0,71
0,72
0,75
0,79
0,75
0,77
0,79
0,81
0,83
0,85
0,79
0,80
0,82
П р и м е ч а н и е. Номинальный ток в А определить по формуле I н
65
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
Pн 103
U н ηн
Таблица Д-3
Допустимый длительный ток в А для проводов с резиновой и
поливинилхлоридной изоляцией в сетях напряжением до 1000 В
Вид проСечение провода или жилы кабеля, мм2
вода, кабе6
10 16
25
35
50
70
95
120 150
ля, способ 2,5 4
прокладки
Провода,
открыто
30 41 50 80 100 140 170 215 270 330 385 440
проложен- 24 32 39 60 75
105 130 165 210 255 295 340
ные
Провода,
проложенные
в трубе
25
19
35
28
42
32
60
47
80
60
100
80
125
95
170
130
210
165
255
200
290
220
330
255
Трехжиль- 25
ные кабели 19
35
27
42
32
55
42
75
60
95
75
120
90
145
110
180
140
220
170
260
200
305
235
П р и м е ч а н и е. В числителе – для медных, в знаменателе – для алюминиевых жил.
Таблица Д-4
Предохранители
Разборные
без наполнения
Неразборные с наполнением
Технические характеристики предохранителей
Тип
НомиНоминальный ток, А
нальное предохранителя
плавкой вставки
напряжение, В
ПР-2-15
500
15
6; 10; 15
ПР-2-60
500
60
15; 20; 25; 35; 45; 60
ПР-2-100
500
100
60; 80; 100
ПР-2-200
500
200
100; 125; 160; 200;
ПР-2-350
500
350
200; 225; 260; 300; 350
ПР-2-600
500
600
350; 450; 500; 600
ПН-2-15
ПН-2-60
ПН-2-100
ПН-2-250
ПН-2-400
ПН-2-600
600
600
600
600
600
600
15
60
100
250
400
600
6; 10; 15
15; 20; 25; 30; 40; 60
30; 40; 50; 60; 80; 100
150;200;250
200;250; 300; 400
300; 400; 500; 600
Таблица Д-5
Технические характеристики автоматических выключателей
типа А-50-3МТ (трехполюсный) и А-50-2МТ (двухполюсный)
Номинальный
ток, А
1,6
2,5
4,0
6,4
10,0
25,0
40,0
50,0
Уставка тока мгновенно действующего электромагнитного
расцепителя, А
Переменный
Постоянный
ток
ток
11
14
17
22
23
36
45
57
70
90
175
220
280
352
350
440
Максимальный отключаемый автоматом ток, А
Переменный
Постоянный
300
400
600
800
1500
1500
1500
1500
1000
1000
1000
1500
1500
1500
1500
1500
Таблица Д-6
Технические характеристики автоматических выключателей
типа А-3100 с комбинированным расцепителем
Тип автоматиче- Номинальный
Номинальный
Уставка тока элекского выключате- ток выключате- ток
теплового тромагнитного
ля
ля, А
расцепителя, А
расцепителя, А
А-3110
100
15
150
20
200
25
250
30
300
40
400
50
500
60
600
80
800
100
1000
А-3130
250
120
840
150
1050
200
1400
250
1750
А-3140
600
250
1750
300
2100
400
2300
500
3500
600
4200
Таблица Д-7
67
Технические характеристики коммутационных аппаратов
Аппарат
Тип
Параметры
цепи контактов
Род Uн, Iн,
тоB
A
ка
Магнитный ПМЕ-112
пускатель
ПМЕ-211
380
500
380
500
380
500
380
ПАЕ-311
Контактор
КНТ-2
КПВ-600
Реле
Данные
управляющей обмотки
Род
U,
Р,
тока
B
Вт
2КМ-002
КМ-517
2КМ-010
=
=
=
МКУ-48с
=
10
6
25
14
40
21
10
25
60
100
200
220 63630
до
60
70 160
до 1,6;
70 3,2
300 6,3;
0 10,0
;
300 25,0
0
;
50,0
125
220
127
5
220
5
П р и м е ч а н и е: переменный ток;
ты; р – размыкающие контакты.
380
380
380
380
380
380
220/
380
=
=
=
=
=
110;
220
50
50
50;
110
50;
110
12220
127
220
16
27
46
53
77
30;
70
Количество
контактов
Глав Вспомоные гательные
з р з
р
3 - 4
4
3 - 4
4
3 - 2
2
3 - 2
2
3 3 3 - 2
2
1
-
2
2
1
1
1
-
3
3
-
2
2
-
-
32
25
2
3
2
3
-
-
постоянный ток; з – замыкающие контак-
68