Энергетические затраты на движение поезда и расчет электроэнергии, потребляемой электровозом

При электрической тяги на перемещение поезда расходуется энергия, потребляемая из тяговой сети за время его движения с включенными двигателями. Часть этой энергии теряется в ТЭД, трансформаторах, преобразователях и пусковых устройствах ЭПС. Основная же ее часть превращается в механическую энергию, которая идет на преодоление сил сопротивления движению и создание кинетической энергии поступательного движения поезда.

За счет накопленной за время хода под током кинетической энергии продолжается движение поезда в режимах выбега и торможения. Эта энергия постепенно расходуется на работу сил сопротивлению движению, а ее оставшаяся часть гасится в тормозах при остановке поезда.

Во время движения поезда изменяется также его потенциальная энергия, увеличение которой связано с работой, идущей на преодоление подъема.

Таким образом, электрическая энергия расходуется на:

- преодоление основного сопротивления движению;

- преодоление сопротивления уклонов и кривых;

-потери в тормозах;

- потери в ТЭД, передаточных механизмов, трансформаторах и преобразователях;

- потери в пусковых устройствах.

Расход энергии А на движение поезда может быть найден по кривым тока или же расчетом отдельных составляющих. Для сравнительной оценки расхода электроэнергии при движении поезда установлен показатель удельного расхода энергии (Вт×ч/т×км), рассчитываемый по формуле:

где А_уд – общий расход энергии на движение поезда с массой, выраженной в тоннах, по участку протяженностью в километрах.

Для расчета электроэнергии можно воспользоваться выражением:

,

которое справедливо если ток электровоза I_Э и напряжение U на токоприемнике остаются неизменными в интервале времени t.

В реальных условиях работы железных дорог напряжение в контактной сети незначительно отклоняется от среднего значения, которое принимается в расчетах как величина постоянная. В отличие от напряжения ток электровоза изменяется в очень широких пределах, а поэтому расход энергии определяет интеграл:

.

Верхним пределом интегрирования служит время t в течении которого происходит потребление тока из контактной сети.

Зависимость I_Э(t) аналитического выражения не имеет, поэтому для вычисления этого интеграла применяют численный метод.

Дата добавления: 2014-01-06