Курсовая работа: Вибір основного електрообладнання і мережі електропостачання пасажирського вагона

У повітроохолоджувачі разом з охолодженням відбувається і осушування повітря за рахунок конденсації парів вологи, які утримуються в теплому повітрі, при його контакті з холодними трубами та ребрами. Потраплянню крапель води в повітропровід запобігає краплевідділювач.

Повітроохолоджувач, як сказано вище, розміщується в повітропроводі в проміжку між дахом і стелею котлового кінця вагона Компресорний і конденсаторний агрегати розміщаються під вагоном. Усі агрегати функціонально зв'язані в загальну систему, режим яко задається, як правило, вручну. Керування холодильною системою в заданому режим здійснюється системою автоматики і контролюється за допомогою датчиків температури, які встановлені в різних частинах вагона.

2. Визначення потужності основних споживачів електроенергії пасажирського вагона

2.1 Визначення потужності і вибір електродвигуна

У пасажирських вагонах застосовується велика кількість різних механізмів з електричним приводом. У вагонах без кондиціювання повітря використовують електродвигуни для приводу вентиляторів, циркуляційних насосів опалення, водяного насоса калорифера, компресора холодильної шафи, перетворювачів для люмінесцентного освітлення та електропостачання змінним струмом радіовузла. У вагонах з кондиціюванням повітря використовуються також електродвигуни компресора вентилятора конденсатора.

Потужність електродвигуна (кВт) для приводу вентилятора системи вентиляції вагона визначається з формули:

,  (2.1)

де  – коефіцієнт запасу потужності (приймається = 1,15…1,5);

 – розрахункова подача (продуктивність) вентилятора, м3/с;

 – сумарний напір вентилятора, м;

 – К.К.Д. вентилятора (приймається = 0,6… 0,8).

Продуктивність вентилятора не задана, її слід визначити.

Продуктивність вентилятора системи вентиляції вагона (м3/с) в літній період:

,         (2.2)

де – розрахункова норма подачі зовнішнього повітря на одного пасажира в літній період м3/с;

 – коефіцієнт рециркуляц вентиляційного повітря (= 0,25);

 – розрахункове число пасажирів у вагоні.

 м3/с,

 кВт.

Вибираємо електродвигун (за потужністю):

двигун 2ПН112L,технічні характеристики приведені в таблиці 2.1

номінальний струм знаходимо за формулою:

, (2.3)

А.

Потужність електродвигуна для вентилятора конденсатора установки кондиціювання повітря визначається з формули:

;         (2.4)

де  – К.К.Д. вентилятора конденсатора (приймається = 0,4…0,5 ),

 кВт.

Вибираємо електродвигун (за потужністю):

двигун 2ПН112L, технічні характеристики приведені в таблиці 2.1

номінальний струм знаходимо за формулою 2.3:

А.

При водяному опаленні визначаємо потужність електродвигуна циркуляційного насоса системи опалення:

(2.5)

де  – К.К.Д. насоса (приймається = 0,4…0,6 ),

 – коефіцієнт запасу потужності (приймається = 1,1…1,3),

 кВт.

Вибираємо електродвигун (за потужністю):

двигун 2ПН90L,технічні характеристики приведені в таблиці 2.1

номінальний струм знаходимо за формулою 2.3:

А.

Визначаємо потужність електродвигуна компресора установки кондиціювання повітря. Розрахункова потужність (кВт) електродвигуна компресора визначається за формулою:

,   (2.6)

де  – коефіцієнт, який враховує частковий характер роботи компресора (для електродвигуна компресора пасажирського вагона приймається = 0,35… 0,5);

 – загальний (повний) тепловий потік, який повинен бути відведений повітроохолоджувачем, Вт.

Загальний (повний) тепловий потік складається із шести теплових потоків:

а) тепловий потік, який надходить через поверхню кузова вагона, Вт

,        (2.7)

де  = 270,5 м2;

 – розрахункова температура зовнішнього повітря влітку, °С; – розрахункова температура усередині вагона влітку, °С;

– середній коефіцієнт теплопередачі поверхні вагона,

;

 Вт,

б) тепловий потік від інфільтрації для літнього періоду експлуатації, Вт:

,  (2.8)

 Вт,

в) тепловий потік, принесений зовнішнім повітрям при вентиляції вагона:

,         (2.9)

де  – розрахункова норма подачі зовнішнього повітря на одного пасажира в літній період, м3/с.

 – теплоємність повітря,

,

 Вт,

г) тепловий потік за рахунок сонячної радіації, Вт

,  (2.10)

де – розрахункова поверхня кузова вагона, яка опромінюється сонцем, м2, (приймається  = (0,3…0,4) );

 – розрахункова (максимальна) температура поверхні кузова вагона (приймається = 50 °С);

 – тривалість сонячного опромінювання вагона протягом доби, год.;

 Вт,

д) тепловий потік, що виділяється пасажирами вагона, Вт,

,    (2.11)

де – потужність теплового потоку, що виділяється одним пасажиром, Вт,

 Вт,

е) тепловий потік від роботи електродвигунів, які розташовані усередині вагона, освітлювальних та нших електроприладів, Вт

 Вт,

Загальний (повний) тепловий потік у вагон:

 (2.12)

 Вт,

 кВт.

Вибираємо електродвигун (за потужністю):

двигун 2ПН160L,технічні характеристики приведені в таблиці 2.1

номінальний струм знаходимо за формулою 2.3:

А.

Таблиця 2.1 – Технічн характеристики електродвигунів

Найменування двигуна	Розрахункова потуж-ність, кВт	Потужність за ката-логом, кВт	Тип	Номіналь- ний струм, А	Номіналь- ний ККД	Кратність пускового струму
1	2	3	4	5	6	7
Привід вентилятора системи вентиляції	1,74	2,2	2ПН112L	51,5	0,855	2-4,5
Привід вентилятора конденсатора	1,99	2,2	2ПН112L	51,5	0,855	2-4,5
Привід циркуляційного насоса	0,404	0,55	2ПН90L	15,28	0,72	2-4,5
Привід компресора	9,38	11,0	2ПН160L	254,34	0,865	2-4,5

2.2 Визначення потужності електричних пристроїв опалення

Для розрахункового режиму роботи опалювальних пристроїв пасажирського вагона береться зимовий період експлуатації.

На пасажирських вагонах застосовуються в основному системи індивідуального водяного опалення з водонагрівним котлом, на твердому

паливі і системи водяного опалення з комбінованим електровугільним котлом.

У пасажирських вагонах з кондиціюванням повітря поряд з основною водяною системою опалення з комбінованим електровугільним котлом використовується і електрична, як допоміжна при низьких зовнішніх температурах в перехідні періоди року (весна, осінь).

При конвекційно-циркуляційній системі опалення потужність нагрівальних елементів (кВт) калорифера визначається з формули

; (2.13)

де – об'єм зовнішнього повітря, яке подається в вагон, м3/с;

 - розрахункова норма подач зовнішнього повітря на одного пасажира в літній період, м3/с;

 – теплоємність повітря;

 – температура повітря усередині вагона в розрахунковий (зимовий) період, °С;

 – температура зовнішнього повітря в зимовий період, °С.

У нашому випадку, при водяному опаленні, розраховуємо потужність нагрівальних елементів калорифера:

кВт.

Так, як система опалення водяна потужність нагрівальних елементів не розраховуємо.

2.3 Визначення потужності освітлювального навантаження

Для визначення потужності освітлювального навантаження використовується метод питомо встановленої потужності на одиницю площі. Цей метод достатньо простий, ма необхідну точність і знайшов широке застосування на практиці. Цей метод передбачає спочатку визначення потужності освітлювального навантаження для кожного приміщення вагона окремо, а потім сумарну для всього вагона. Окремо визначається потужність ламп люмінесцентного освітлення і потужність ламп розжарювання. Це необхідно для визначення потужності перетворювача люмінесцентного освітлення, а також для вибору дротів, захисних і комутаційних апаратів.

Потужність освітлювального навантаження для кожного з приміщень вагона обирають за формулою, Вт:

, (2.14)

де – питома потужність освітлювального навантаження для даного виду приміщення, тобто потужність на одиницю площі цього приміщення, (Вт/м2 , див. таблицю 2.2);

 – площа приміщення, для якого визначається потужність освітлювального навантаження, м2 (визначається за кресленням вагона).

Таблиця 2.2 - Питома потужність освітлювального навантаження для

Приміщення вагона	Питома потужність освітлювального навантаження, Вт/м2
	Ламп розжарювання	Люмінесцентних ламп
Купе жорсткого типу	12…18	10…20
Купе м’якого вагона	18…22	10…20
Відділення плацкартного вагона, салон міжобласного вагона	10…15	6…10
Коридори, проходи	8…10	6…10
Туалет	10…12	-
Тамбури	8…11	-
Інш приміщення	8…10	-

Потужність освітлювального навантаження всього вагона:

 (2.15)

Визначивши потужність освітлювального навантаження вагона від люмінесцентних ламп, визначають потужність перетворювача для люмінесцентних ламп вагона

, (2.16)

де , якщо перетворювач статичний напівпровідниковий,

, якщо перетворювач електромашинного типу.

Якщо обраний перетворювач для живлення люмінесцентних ламп електромашинного типу, то за потужністю  за каталогом обирається електродвигун перетворювача.

Потужність сигнальних, службових та інших спеціальних ламп можливо прийняти рівною 300…400 Вт.

Для спрощення розрахунків, приведемо їх у вигляді таблиці 2.3

Таблиця 2.3 Розрахунок потужності освітлювального навантаження

Приміщення вагона	р, Вт/м2	Fп, м2	Р, Вт	світильник	тип потужність лампи, Вт	кількість ламп на вагон	потужність ламп, Вт
Люмінесцентн лампи
Пасажирське приміщення	10	47,16	471,6	одноламповий	ЛБ 30	18	540
Купе провідника	8	1,62	12,96	одноламповий	ЛБ 15	1	15
Службове приміщення	8	1,8	14,4	одноламповий	ЛБ 15	2	30
							585
Лампи розжарювання
Тамбур-1	10	2,7	27	одноламповий	Ж-54-40	4	160
`` Тамбур-2	10	2,7	27	одноламповий	Ж-54-40	4	160
Великий коридор	9	2,3	20,7	одноламповий	Ж-54-25	2	50
Малий коридор	9	1,9	17,3	одноламповий	Ж-54-25	1	25
Туалет (2)	11	1,3	14,3	одноламповий	Ж-54-25	2	50
Котельне відділення	-	-	-	одноламповий	Ж-54-15	1	15
Хвостов сигнали	-	-	-	одноламповий	Ж-54-50	6	300
Номерн лампи	-	-	-	одноламповий	Ж-54-15	4	60
							870

Страницы: 1, 2, 3