Материалы УМК - Электрические железные дороги

Учебно–методический комплекс и рабочая учебная программа / М.: МИИТ, сост. Голубцов В.М., 2011. – 29 с. Для студентов специальности 190303 "Электрический транспорт железных дорог". Комплекс позволит: иметь представление: о предмете, цели, задачах дисциплины и об ее значении для буду-щей профессиональной деятельности; знать: электромеханические (скоростные, электротяговые) и тяговые характеристики ЭПС различных видов постоянного и однофазно–постоянного тока в режимах тяги и электрического торможения; условия наилучшего использования тяговых свойств ЭПС ; специфику условий работы ЭПС при вождении поездов; методы выполнения расчетов различными методами, в том числе с использованием персональных компьютеров; основные направления развития ЭПС и систем электрической тяги на базе последних достижений науки и техники; уметь: пользоваться методами расчета и построения скоростных электротяговых и тяговых характеристик ЭП; использовать алгоритм выполнения расчетов, в том числе с применением персональных компьютеров; определять степень использования тяговых свойств, мощности ЭПС; разрабатывать мероприятия по наилучшему использованию тяговых свойств и мощности; приобрести навыки: практического применения математического пакета Mathcad и Excel при проведении расчетов; осмысления и анализа полученных результатов. Содержание курса: Общие сведения об электрических железных дорогах и электрическом подвижном составе: Роль железнодорожного транспорта в народном хозяйстве. Краткая история развития электрических железных дорог. Технико-экономическая эффективность применения электрической тяги. Структура электрической железной дороги. Системы внешнего и тягового электроснабжения. Электрический подвижной состав (ЭПС). Основные системы электрической тяги на железных дорогах страны. Механика движения поезда. Сопротивление движению поезда: Природа и классификация сил сопротивления движению поезда. Основное сопротивление движению поезда и его составляющие. Расчет основного удельного сопротивления движению поезда. Дополнительное сопротивление движению поезда и его составляющие. Расчет полного сопротивления движению поезда. Меры по уменьшению сопротивления движению поезда. Работа, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления движению поезда. Тяговые электрические двигатели (ТЭД): Устройство и основные части ТЭД постоянного тока. Номинальные параметры. Вращающий момент, электродвижущая сила вращения и скорость вращения якоря ТЭД. Сравнение электродвигателей независимого и последовательного возбуждения. Понятие о бесколлекторных ТЭД. Общие сведения о вспомогательных электрических машинах. Сила тяги электровоза и ее реализация: Устройство тягового электропривода. Образование силы тяги и условия ее реализации. Электромеханические характеристики ТЭД, отнесенные к ободу колеса. Сила тяги электровоза и коэффициент сцепления. Способы повышения силы тяги электровоза по сцеплению. Тяговые характеристики электровоза. Установившееся движение поезда: Определение скорости установившегося движения поезда. Влияние профиля пути на скорость установившегося движения поезда. Расчетная масса состава. Влияние условий движения на выбор расчетной массы состава. Проверка расчетной массы состава на возможность трогания с места на остановочных пунктах и по длине приемоотправочных путей станций. Принципы регулирования силы тяги и скорости электрического подвижного состава: Необходимость регулирования силы тяги и скорости ЭПС. Способы изменения тяговых характеристик ЭПС. Влияние напряжения, приложенного к ТЭД и сопротивления в его цепи на тяговую характеристику ЭПС. Регулирование возбуждения ТЭД. Влияние ослабления возбуждения ТЭД на тяговую характеристику ЭПС. Пуск электрического подвижного состава: Структурная схема и назначение элементов силовой цепи ЭПС постоянного тока. Процесс пуска ЭПС постоянного тока. Ступенчатый реостатный пуск и его энергетика. Пусковая диаграмма и основные закономерности пуска ЭПС постоянного тока. Преобразование однофазного тока на ЭПС однофазно-постоянного тока. Особенности структурной схемы ЭПС однофазно-постоянного тока и назначение элементов силовой цепи. Понятие о внешней характеристике преобразовательной уста-новки. Особенности процесса пуска ЭПС однофазно-постоянного тока. Торможение электрического подвижного состава: Физические основы торможения поезда и классификация тормозов. Виды торможения в зависимости от величины тормозной силы поезда. Механический - колесно-колодочный тормоз. Коэффициент трения тормозной колодки и тормозная сила поезда. Дисковый тормоз. Принципы управления пневматическим приводом тормозов. Рельсовый тормоз. Сущность электричес-кого торможения. Понятие о реостатном и рекуперативном торможении. Движение поезда с неустановившейся скоростью: Переменный характер условий движения поезда. Понятие об уравнении движения поезда. Диаграмма удельных равнодействующих сил. Расчет пути и времени при неустановившемся движении поезда. Кривые движения поезда и их построение расчетно-графическим способом. Электрооборудование электрического подвижного состава: Основное электрооборудование силовой цепи ЭПС постоянного и однофазно-постоянного тока; его назначение и принцип действия. Цепи управления ЭПС. Понятие об автоматическом регулировании тока, скорости и силы тяги. Защита электрооборудования. Вспомогательное электрооборудование. Механическая часть электрического подвижного состава: Основные элементы механической части ЭПС и их классификация. Кузова ЭПС. Рамы. Электроснабжение электрического подвижного состава и нетяговых потребителей на электрических железных дорогах: Принципиальная схема питания электрической железной дороги. Внешнее электроснабжение; схемы подключения тяговых подстанций. Параметры системы электроснабжения. Мощность и число тяговых агрегатов; расстояние между тяговыми подстанциями; сочетание проводов контактной подвески. Напряжение на токоприемнике в пределах межподстанционной зоны. Тяговые подстанции постоянного и переменного тока, их назначение и устройство. Электроснабжение нетяговых потребителей. Электротяговая сеть; уровни напряжения и габариты. Питание и секционирование контактной сети постоянного и переменного тока. Стыкование различных систем электрической тяги. Защита от токов короткого замыкания и перенапряжения в электротяговой сети. Рельсовая цепь и отсасывающие линии. Заземление устройств электротяговой сети. Основные типы и конструкции контактных подвесок. Взаимодействие токоприемников с подвесками. Конструкции и характеристики токоприемников электроподвижного состава; влияние их параметров на качество токосъема. Влияние электрических железных дорог на окружающие устройства. Лабораторные работы (лабораторный практикум): Характеристики тяговых электродвигателей постоянного тока с различными способами возбуждения. Регулирование скорости движения поезда на макетах электроподвижного состава. Устройство основных аппаратов ЭПС постоянного и переменного тока. Конструктивные особенности механическая части ЭПС. Тематика курсовых работ и методические рекомендации по их выполнению. Самостоятельная работа: Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных консультаций. Выполнение тестов и заданий из лабораторного практикума с применением математического пакета Mathcad и Excel. Учебно–методическое обеспечение дисциплины. Методические указания для студентов. Методические указания для преподавателей. Материалы текущего, промежуточного и итогового контроля.