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

VÝPOČET POTŘEBNÉHO VÝKONU LOKOMOTIVY, část 1. P>(Gl+Gv)*(Pomax+3)*(Vmax/(3600*ηi))/1000 [kW] Legenda :ηi - účinnost převoduVmax - maximální rychlostGl - Tíha lokomotivy[kN]Gv - Tíha zátěže[kN]Po - Měrný jízdní odpor

Zadání a výsledky: ηi = 9   Vmax = 40 [km/h] P = 489,6296 [kW]

Vmax 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 P 122,4074 244,8148 367,2222 489,6296 612,037 734,4444 856,8519 979,2593 1101,667 1224,074 1346,481 1468,889 1591,296 1713,704 1836,111 1958,519 2080,926 2203,333 2325,741 2448,148 2570,556 2692,963 2815,37 2937,778 3060,185 3182,593 3305 3427,407 3549,815 3672,222 3794,63 3917,037 4039,444 4161,852 4284,259 4406,667 4529,074 4651,481 4773,889 4896,296 5018,704 5141,111 5263,519 5385,926 5508,333 5630,741

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

Výpočet maximálních otáček motoru vmax 20 [Km/h] u 2 D 1 [m]    n 210,9705

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

Výpočet maximálního točivého momentu motoru Ftmax 120 D 1 [m] mm 2 u 2 ni 210     M 71,42857

Vzorec - M = Ftmax * D / ( 2 * mm * u * ni ) * 10000 mm - počet motorů Konec 1 části.

VÝPOČET POŽADOVANÉ TAŽNÉ SÍLY LOKOMOTIVY, část 2.

1) Tažná síla na obvodu hnacích kol Tuto sílu lze vypočítat ze vztahu : Ftmax=(Gl+Gv)*(Po+Pr+Psmax+Pa/g) [kN] Legenda : Ftmax - Max.tažná síla lokomotivy [kN] Gl - Tíha lokomotivy [kN] Gv - Tíha zátěže [kN] Po - Měrný jízdní odpor Pr - Redukovaný přídavný jízdní odpor v oblouku [N/kN] Psmax - Max.sklon v délce vlaku Pa - Měrná zrychlující síla při rozjezdu vlaku [N/t]

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

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

2) Adhezní tíha vozidla Tato tíha musí být vždy větší než maximální možná tažná síla. Ga>Ftmax/(ε*Φa) Legenda : Φa - součinitel adheze [N/kN] ε - součinitel zdánlivého snížení adheze [N] ε = 65 [N/kN] Φa = 6 [N]      Ga = 1561538 [kN]

Zadání a výsledky: ε = 65 [N/kN] Φa = 6 [N]       Ga = 1561538 [kN]

Návrh pomocných pohonů, č.3 Pomocné pohony jsou :       1) Ventilátory trakčních motorů   2) Výkon pro pohon ventilátoru chladiče   3) Pohon čerpadla oleje transformátoru   4) Pohon kompresoru     5) Příkon ventilátoru usměrňovače

1) Výkon ventilátorového motoru je závislí na množství a tlaku vzduchu a na účinnosti větráku Pv= (Q*p)/(1000*ηa) [kW] Legenda: Pv - Výkon ventilátorového motoru [kW] Q -množství chladícího vzduchu [m3/sec] p - Tlak chladícího vzduchu [Pa] ηa - Účinnost větráku [bývá od 0,5 do 0,7]

Potřebné množství vzduchu je závislé na množství odváděných ztrát a oteplení chladícího vzduchu Q=ΔPu/(cp*γ*Δ υ) [m3/sec] Δpu=((Iv*1,2*ns)/1000)*2 Legenda : Iv - Trvalý proud usměrňovače [A] ns - Počet Si ventilů v každé větvi cp - Specifické teplo chladícího vzduchu při stálém tlaku [1J/kg] γ - Specifická hmotnost vzduchu [1,28 kg/m3]

2) Výkon pro pohon ventilátoru chladiče Pch=(Qch*pc)/ ηch (kW) Legenda: Qch - množství vzduchu chladiče [m3/min] pc - tlak vzduchu ηch - účinnost

3)Výkon pro pohon čerpadla oleje Po=(Qo*po)/(1000* ηo) [kW] Legenda Qo - množství chladícího oleje [l/sec] po - tlak oleje [kPa] ηo - účinnost čerpadla

4) Výkon pro pohon kompresoru Pk=(Q*pk*εk)/(3600*ηk) [kW] Legenda: Q - množství nasávaného vzduchu [m3/hod] pk - maximální protitlak [0,9 až 1,0 Mpa] ηk - mechanická účinnost kompresoru [0,9] ε - součinitel výkonu komprese = 0,7

Příklad: ad1. Q= 40000 [m3/sec]   p= 11 [Pa]   ηa= 12           Pv= 36,66667 kW   Iv= 45 [A] ns= 50   cp= 300 [J/kg] γ= 1,28 [kg/m3] Δυ= 30 [°C] Q= 0,000469   [m3/sec]

Zadání a výsledky: Q= 40000 [m3/sec] p= 11 [Pa] ηa= 12   Pv= 36,66667 [kW] Iv= 45 [A] ns= 50   cp= 300 [J/kg] γ= 1,28 [kg/m3] Δυ= 30 [°C] Q= 0,000469 [m3/sec]

Příklad: ad2. Qch= 20 [m3/min]   pc= 200 [kPa]   ηch= 0,76           Pch= 5263,158 kW   ad3. Qo= 5 [l/sec]   po= 152 [kPa]   ηo= 0,75   Po= 1,013333 kW  

Zadání a výsledky: Qch= 20 [m3/min] pc= 200 [kPa] ηch= 0,76   Pch= 5263,158 kW Qo= 5 [l/sec] po= 152 [kPa] ηo= 0,75   Po= 1,013333 kW

Příklad: ad4. Q = 142 [m3/hod]   pk = 200 [MPa]   ηk = 0,84     ε = 0,7           Pk = 6,574074 kW  

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

Vzorec - Pu = ( Qu * pu ) / ( 1000 * nv ) Qu - chladícího vzduchu Legenda Vzorec - Pu = ( Qu * pu ) / ( 1000 * nv ) Qu - chladícího vzduchu pu - tlak chladícího vzduchu nv - učinnost ventilatoru (0.5 - 0.7) : '); Qu [m3/s] pu 12 [Pa = N/m2] nv 0,7 Pu 5,142857 [W]

Kompresor na lokomotivě řady 751

Návrh trakčního transformátoru, část 4.

Výkon vinutí autotransformátoru: Pp= (0,7 až 0,8)*m*(Pm/η)*1,11*(Uvo/Uv) Legenda : m- počet (tm) Pm - trvalý výkon (tm) η- účinnost (tm) včetně vyhlazovací tlumivky a usměrňovače 1,11 - součinitel efektivního proudu Uvo - usměrněné napětí naprázdno Uv - usměrněné napětí při zatížení - přičemž usměrněné napětí naprázdno Uvo je o úbytek Uu vyšší než napětí při zatížení.

Uu=( ΣΔPcu/m*Im)+0,7*(Ux%/100)*Uvo Legenda : Ux% - napětí nakrátko sekundárního vinutí v procentech (většinou 8 až 10 %) Σ Δpcu - součet všech ztrát v mědi Není-li přesnějších ůdajů o ztrátách a napětích nakrátko,lze počítat takto: ΔU= 0,1Uvo Uv+0,1Uvo = Uvo

Příklad dimenzování trakčního transformátoru Typ lokomotivy: 4*800KW , 80t , 110K¨km/hod poč.TM = 4 Výkon = 800000 1 ) Uv = 942,809 [V] Nap.TM při jm. výkonu 2 ) Im = 942,809 [A] Proud TM při jm. výkonu 3 ) Uv0= 1046,518 [V] Usměrněné nap.na prázdno 4 ) U20= 1161,8 [V] Střídavé nap. na prázdno 5 ) I2 = 2828,427 [A] Trvalý proud sec.vinutí 6 ) Ppř = 3286,067 [kVA] Výkon převodového transf. 7 ) I1 = 131,4427 [A] Primární proud převod. Transf.

Proud ve vinutí autotransformátoru       Iau=((Pt+Pp+0,75Ppř)/25000)*1000     Kde: Pt - topný výkon     Pp - výkon pomocných pohonů   Příklad : Pt = 800 [kVA] Zadání a výsledky:     Pp = 100 [kVA] Pt = 800 [kVA]           Pp = 100 [kVA]   Iau = 134,582 [A] Iau = 134,582 [A]                   Proud topného vinutí při 3000V, 50Hz, 600kVA, Ut = 3000 [V]     It = (Pt*1000)/Ut [A] Zadání a výsledky:     Ut = 3000 [V]     Příklad: It = 266,6667 [A] It = 266,6667 [A]                    

Proud ve vinutí pomocných pohonů Ut = 380 [V]       Ip = (Pp*1000)/Up     Zadání a výsledky:     Ut = 380 [V] Příklad :   Ip = 263,1579 [A] Ip = 263,157 [A]  

Hlavní schéma

sběrač GraetzovoZapojeni.svg motor Tlumivka

Konec