регулируемого электропривода постоянного тока вспомогательного компрессора электропоезда

Введение………………………………………………………………………… 5
1 Описание электропоезда ЭС2Г и его компрессорной установки………... 6
1.1 Основные параметры и характеристики электропоезда………………. 6
1.2 Компрессорная установка электропоезда……………………………… 10
1.3 Работа электропривода вспомогательного компрессорного моду-ля…. 19
2 Проект системы «Широтно-импульсный преобразователь – двигатель постоянного тока»……………………………………………………………
22
2.1 Электромеханические преобразователи 22
2.1.1 Электродвигатели постоянного тока независимого возбуждения 22
2.1.2 Естественные электромеханические и механические характери-стики ДПТ с НВ…………………………………………………….
25
2.1.3 Искусственные характеристики ДПТ НВ при изменении напряжения, подводимого к якорю………………………………..
26
2.2 Основные положения ШИМ……………………………………………. 27
2.3 Расчет силового широтно-импульсного преобразователя……………. 34
2.4 Расчет коэффициентов передач элементов электропривода…………. 39
2.5 Построение характеристик в системы ШИП – двигатель постоянного тока………………………………………………………………………..
41
2.6 Выбор диода……………………………………………………………… 45
2.7 Расчет энергетических характеристик…………………………………. 46
3 Разработка системы управления электроприводом вспомогательного компрессора электропоезда………………………………………………...
49
3.1 Система управления на базе микроконтроллера PIC16F877..………… 49
3.2 Математической моделью системы ШИП – ДПТ……………………… 55
Заключение……………………………………………………………………… 62
Список использованных источников………………………………………….. 64

Весь текст будет доступен после покупки

В современных условиях развития железнодорожного транспорта особую актуальность приобретает повышение надежности и эффективности работы по-движного состава. Электропоезда серии ЭС2Г «Ласточка» являются одним из ос-новных видов транспорта на пригородных и межрегиональных маршрутах, обес-печивая высокую скорость и комфорт передвижения пассажиров.
Важным элементом системы жизнеобеспечения электропоезда является вспомогательный компрессорный модуль, который обеспечивает работу пневма-тических систем управления, подъем и удержание токоприемника. Выход из строя данного оборудования может привести к невозможности дальнейшей эксплуата-ции подвижного состава, что влечет за собой серьезные экономические потери и нарушение графика движения поездов.
Проблема надежности компрессорного оборудования становится особенно острой в связи с тем, что существующие системы пуска двигателей компрессоров характеризуются высокими пусковыми токами, что приводит к ускоренному ста-рению изоляции обмоток и снижению срока службы оборудования.
Целью данной выпускной квалификационной работы является модернизация системы электропривода вспомогательного компрессорного модуля электропоезда ЭС2Г путем внедрения усовершенствованной системы управления пуском двига-теля постоянного тока.
Практическая значимость работы заключается в повышении надежности ра-боты вспомогательного компрессорного оборудования, увеличении срока службы электродвигателя и снижении вероятности отказов электроподвижного состава.
Методологической основой исследования являются теоретические основы электропривода, теории автоматического управления, методы математического моделирования и технико-экономического анализа.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Описание электропоезда ЭС2Г и его компрессорной установки

1.1 Основные параметры и характеристики электропоезда

Электропоезд с асинхронным тяговым приводом типа ЭГЭ серии ЭС2Г [1] исполнения «Стандарт» (далее – электропоезд), предназначен для перевозки пас-сажиров по железным дорогам колеи 1520 мм, электрифицированным постоянным током напряжением 3 кВ и оборудованным пассажирскими платформами. Общий вид электропоезда представлен на рисунке 1.1.
Электропоезд оснащен современным оборудованием для комфортной и без-опасной перевозки пассажиров с ограниченными возможностями. В составе преду-смотрены широкие двери и удобные пандусы для беспрепятственного доступа в вагоны. Внутри установлены специальные поручни, держатели для тростей и ин-валидных колясок, а также предусмотрены низко расположенные сиденья.


Рисунок 1.1 – Общий вид электропоезда ЭС2Г

Технические характеристики электропоезда приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Технические данные электровоза ЭС2Г
Наименования параметров и характеристик Значение
Конструкционная скорость, км/ч 160
Диапазон рабочих температур окружающего воздуха, °C от минус 40 до плюс 40
Зарядное давление в тормозной сети, МПа 0,5 (±0,02)
Рабочее давление в питательной магистрали, МПа от 0,85 до 1,0 (±0,02)
Основная составность, вагонов 5
Варианты составности, вагонов 5+5
Длина электропоезда основной составности, мм 130000
Длина вагона, не более, мм:
- головной вагон (1 и 5)
- прицепной вагон (2, 3, 4)
26200
25600
Ширина вагона, мм 3480
Максимальная масса (брутто):
- вагона, не более, т
- общая в пяти вагонном исполнении, не более, т 76
380
Статическая нагрузка от колесной пары на рельсы при указанной массе, не более, кН 186,39
Диаметр колеса по кругу катания:
- нового, не более, мм
- полностью изношенного, не менее, мм
920
840
Электрическое торможение Реостатное/ рекупера-тивное
Разность поколесной нагрузки:
- для одной колесной пары, не более, %
- для одной тележки, не более, %
- по сторонам одного вагона, не более, % 4
3
3
Мощность, приведенная к ободу колеса электропоезда основной составности в условиях питания от сети в режиме постоянного то-ка, кВт 2932


Окончание таблицы 1.1
Наименования параметров и характеристик Значение
Сила тяги, приведенные к ободу колеса электропоезда основной составности в условиях питания от сети в режиме постоянного тока, кН 280
Среднее замедление с 80 км/ч, в смешанном режиме торможения (электрическом и пневматическом), не менее, м/с2 0,7
Высота от уровня верха головок рельсов до рабочей поверхно-сти полоза токоприемника в поднятом положении не более, мм 6800
Высота платформ от головки рельса, мм 1100, 1300
Высота уровня пола над уровнем головки рельса в зоне вхо-да/выхода пассажиров в/из вагона при неизношенных колесных парах, в порожнем состоянии, не более, мм 1400
Ширина дверного проема, мм 1250
Количество входных дверей на каждой стороне вагона 2
Места для пассажиров с ограниченными возможностями, пере-двигающимися в креслах-колясках 2 места в каждом го-ловном ва-гоне

Весь текст будет доступен после покупки

1 Руководство по эксплуатации электропоезда ЭС2Г. – Текст: электронный // eva tools : [сайт]. – 2026. – URL: https://eva.tools/ps/elektropoezda/es2g/rukovodstvo-po-ekspluataczii-elektropoezda-es2g/ (дата обращения: 01.02.2026).
2 ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды / Стандартинформ. – Введ. 1971-01-01. – М.: Стандартинформ, 2010. – 72 с.
3 ГОСТ 28567-90. Компрессоры. Термины и определения / Стандартинформ. – Введ. 01.07.1991. – М. : Стандартинформ, 2005. – Текст: электронный. – URL: https://meganorm.ru/Data2/1/4294826/4294826189.htm (дата обращения: 01.02.2026).
4 Иванов, И. И. Электрические машины. Машины постоянного тока: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению «Электроэнергетика» / И. И. Иванов, А. А. Петров; под ред. С. С. Сидорова. – 5-е изд., перераб. и доп. – Санкт-Петербург: Энергоиздат, 2020. – 415 с.
5 Каплан, В. Э. Электрические машины : учебник для техникумов / В. Э. Каплан. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 1979. – 463 с.
6 Зиновьев, Г. С. Основы силовой электроники : учебник. В 2 ч. Ч. 2 / Г. С. Зиновьев. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2000. – 197 с.
7 Чиликин, М. Г. Общий курс электропривода : учебник для вузов / М. Г. Чиликин, А. С. Сандлер. – М. : Энергоатомиздат, 1981. – 576 с.

Весь текст будет доступен после покупки