Курсовая работа: Вибір основного електрообладнання і мережі електропостачання пасажирського вагона

Усі суцільнометалеві вагони мають припливну примусову вентиляцію. Зовнішнє повітря при цьому перед тим, як буде подано у вагон, очищається від пилу і підігрівається або охолоджується залежно від пори року. Тільки одна природна вентиляція на даний час не застосовується, оскільки вона не задовольняє вимогам санітарно-гігієнічних норм.

Зовнішнє повітря нагнітається у вагон за допомогою відцентрових вентиляторів, які приводяться в обертання електродвигуном. Відцентрові вентилятори при меншій власній масі та менших розмірах порівняно з вентиляторами інших типів дозволяють отримати потрібний напір. Вентиляційний агрегат знаходиться в тамбурі котлового кінця вагона між стелею і дахом вагона. Оскільки це приміщення має невеликі розміри, розмістити один вентилятор необхідної продуктивності не представляється можливим. Вентиляційний агрегат, як правило, складається з двох спарених відцентрових вентиляторів, ротори яких при допомозі муфт приєднуються до двох кінців вала електродвигуна. Для того щоб мати можливість

регулювати продуктивність вентиляторів з двигунами трифазного змінного струму, вони вибираються багатошвидкісними.

Від вентиляторів повітря по повітропроводу подається у вагон. Повітропровід розташований між дахом і стелею вагона і проходить по всій

його довжині. Якщо вагон має водяне або електроводяне опалення, то на початку повітропроводу розташовується водяний калорифер. У вагонах повітроохолоджувач.

Залежно від пори року функції вентиляторів змінюються. В зимовий період в експлуатації вагона це будуть вентилятори повітропідігрівача (калорифера), а в літній - вентилятори повітроохолоджувача, якщо вагон має установку для кондиціювання повітря. Якщо вагон не має системи кондиціювання повітря, то вентилятори виконують функції вентиляторів нагнітальної вентиляції вагона.

1.4 Опалення пасажирського вагона

Опалювальне обладнання вагона призначене для компенсації втрат тепла, які виникають через різницю температур між холодним зовнішнім повітрям і повітрям всередині вагона, а також для підігріву холодного зовнішнього повітря, що подається у вагон системою вентиляції.

Найбільше розповсюдження отримала конвекційно-циркуляційна система опалення вагонів. При цій системі зовнішнє повітря підігрівається калорифером до температури, що дорівнює температурі всередині вагона і подається у вагон підігрітим. Втрати тепла через стінки вагона, на інфільтрацію та інші втрати компенсуються нагрівальними елементами печей, розташованих всередині вагона.

Широко використовується система індивідуального водяного опалення. Вагон має котел, який працює на твердому паливі. Вода, нагріта в котлі, по трубах надходить в калорифер і прилади опалення, розташовані у вагоні вздовж бокових його стін. Циркуляція води може бути самопливна, частіше примусова. В останньому випадку для циркуляції води у вагоні знаходиться циркуляційний насос з електродвигуном. Індивідуальна система однаково працює як при русі вагона, так і на стоянках, у тому числі й тривалих, якщо вагон відчеплений. Невисока температура труб та приладів опалення виключає підгоряння пилу, появу неприємного запаху. Висока теплоємність води при припиненні топки котла, наприклад, при його ремонті, забезпечує повільне зниження температури всередині вагона. Система індивідуального водяного опалення проста, безпечна і надійна в роботі.

Недоліком цієї системи є необхідність мати паливо у вагоні. Для періодичного його поповнення необхідна організація баз забезпечення

вагонів паливом на шляху прямування. Маса системи водяного опалення відносно велика. Це заважає зниженню тари всього вагона. Складним завданням є автоматизація цієї системи опалення.

Електроводяне опалення. При цій системі вода в котлі нагрівається високовольтними електронагрівальними елементами, які вмонтовані у водяну сорочку котла. При відсутності джерела електроенергії котел працює на твердому паливі. Електроводяне опалення вагонів універсальне. Вагони з цією системою опалення можуть експлуатуватися як на електрифікованих, так і на не електрифікованих залізницях. На даний час практично всі вагони обладнуються комбінованими котлами, тобто системою електроводяного опалення.

Широке застосування знайшло електричне опалення пасажирських і вантажних вагонів, вагонів приміських електропоїздів.

Порівняно з індивідуальним водяним і електроводяним електричне опалення простіше в обслуговуванні, легко автоматизується, маса приладів електричного опалення менша. При електричному опаленні виключається важка праця провідників вагона, покращуються санітарні умови, звільняється котлове приміщення, зменшується тара вагона.

Прилади електричного опалення, проте, є найбільш енергоємними споживачами вагона, їхня потужність досягає 50 кВт. Тому електрична система опалення застосовується лише при централізованому електрозабезпеченні вагона. При цьому прилади електричного опалення можуть отримувати електроенергію таким чином:

а) на залізницях, електрифікованих на постійному струмі, безпосередньовід контактної мережі через пантограф електровоза;

б) на залізницях, електрифікованих на змінному струмі, від спеціальноїобмотки тягового трансформатора електровоза напругою 3000 В;

в) від генератора, який встановлений на тепловозі;

г) від дизель-генераторів, які встановлені в спеціальному вагоні - електростанції.

Суттєвим недоліком електричного опалення є підвищена електробезпека. Високовольтні електричні печі розподіляються по всіх приміщеннях вагона, і доступ до них пасажирів не виключений.

1.5 Системи кондиціювання повітря пасажирського вагона

Значна частина сучасних пасажирських вагонів має систему кондиціювання повітря. Кондиціювання повітря - це комплекс заходів, які включають вентиляцію опалення вагона, підігрів подаваємого у вагон повітря в літню пору експлуатації. У ряді випадків проводиться додаткове осушення або зволоження повітря. Мета цих заходів - створення всередині вагона заданого мікроклімату.

Для охолодження повітря у вагонах застосовують компресорні холодильні установки з електроприводом, холодоагентом, в яких є хладон.

Холодильна установка складається з компресора, конденсатора, випарника, терморегулюючого вентиля, вентиляторів конденсатора та випарника.

Повітря вентилятором системи вентиляції вагона подається в повітропровід. Між вентилятором і повітропроводом розташовані випарник (повітроохолоджувач), краплевідділювач та калорифер (водяний при водяному і електричний при електричному опаленні вагона).

Близько 75 % повітря, яке надійшло в повітропровід, забирається із вагона через рециркуляційний канал, забірна решітка якого знаходиться в системі коридору. Інша частина повітря - зовнішнє повітря.

Рідкий фреон надходить у випарник (повітроохолоджувач), кипить при температурі - 30°С і відбирає тепло від продуваємого вентилятором повітря. Випарник представляє собою батарею, конструктивно виконану із ребристих мідних або стальних оцинкованих труб. Повітря, яке подається у вагон, охолоджується. Пари фреону відсмоктуються компресором, який приводиться в обертання електродвигуном, стискуються і нагнітаються в конденсатор. Тут вони конденсуються за рахунок охолодження їх повітрям, яке продувається через батарею конденсатора вентилятором. Рідкий фреон збирається в рейдері і по трубопроводу надходить у фільтро-сушильний апарат. Далі він направляється в повітроохолоджувач через дросельне обладнання, яке зменшує тиск фреону до тиску випаровування. Далі цикл роботи холодильної установки повторюється.

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 якої задається, як правило, вручну. Керування холодильною системою в заданому режимі 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 і вентилятора конденсатора.