Задача 0.

Установившаяся скорость движения электровоза на любом участке профиля практически прямо пропорциональна величине напряжения у токоприемника U_э, которое меньше напряжения на шинах подстанции U_ш на величину потери напряжения в тяговой сети DU. Потеря напряжения на основании закона Ома равна произведению сопротивления контактной сети, расположенной между токоприемником и подстанцией, на ток

DU = R I.

Для уменьшения потери напряжения применяется двустороннее питание, при котором к электровозу подводится напряжение одновременно от 2 подстанций – А и В.

Задано, что напряжения на шинах подстанций U_ш равны и на участке находится один электровоз. В этом случае напряжение у токоприемника

U_э = U_ш r_o l_a I_a,

где    r_o  – сопротивление одного км тяговой сети, Ом;

l_a  – расстояние от подстанции А до электровоза, км;

I_a  – ток, протекающий от подстанции А к электровозу, А.

Ток электровоза I_э связан с токами, поступающими от подстанций А и В, соотношением

I_э = l_вI_э / l              и                 I_в = l_аI_э / l,

где    l_в – расстояние от подстанции В до электровоза, км,

l -  расстояние между подстанциями.

Расчетная формула имеет вид

U_э = U_ш – r_o l_a l_в I_э / l.

Рассчитать и построить зависимость напряжения на токоприемнике электровоза от расстояния между электровозом и подстанциями.

Шаг расчета Dl = 4 км.

Исходные данные

Uш, В	ro, Ом/км	l, км	Iэ, А
3900	0,053	16	1100

Решение

Рассчитываем по формуле U_э = U_ш – r_o l_a l_в I_э / l.

Результаты расчета приведены в таблице

la, км	lв, км	Напряжение на токоприемнике электровоза Uэ, В
0	16	3900
4	12	3725,1
8	8	3666,8
12	4	3725,1
16	0	3900

Зависимости значения напряжения от расстояния электровоза до подстанций приведены на рисунках.

Рис. 1

Рис. 2

Задача 7

С точки зрения безопасности движения важно знать тормозную силу поезда, от которой зависит тормозной путь. Тормозная сила поезда подсчитывается как произведение расчетного коэффициента трения y_кр, зависящего от скорости:                      y_кр = 0,27(V+100) / (5V+100),

на сумму расчетных сил нажатия тормозных колодок – ΣК_р. В груженом режиме для грузового поезда расчетная сила нажатия колок на ось – 70 кН, тогда ΣК_р = 70 N, где N – число тормозных осей поезда.

Рассчитать и построить зависимость тормозной силы поезда от скорости. Шаг расчета DV = 10 км/час.

Исходные данные

N	Vmax, км/час
320	110

Решение

Рассчитываем по формуле F_т = 0,27(V+100)* 70 N / (5V+100), изменяя V  от 0 до 100 км/час с интервалом 10 км/час. Результаты расчета приведены в таблице.

Изменение скорости DV, км/час	Тормозная сила поезда Fт, кН
0	6048
10	4435
20	3629
30	3145
40	2822
50	2592
60	2419
70	2285
80	2177
90	2089
100	2016
110	1954

Зависимость тормозной силы поезда от скорости представлена на рисунке.

Рис. 3.