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【2017/10/24 16:32 】 |
運転理論1、加減速度の算出とグラフの描出
1、加減速度と引張力・ブレーキ力
 列車を加速させるためには、列車抵抗とバランスする引張力にさらに余分の引張力を要す。これを一種の抵抗とみなしたものが加速度抵抗で、列車重量W[t]の列車 に加速度A[km/h/s]を与えるのに必要な引張力は、回転慣性抵抗を考慮して28.35に(1+x)かけて次の通り。

 加速度抵抗[kg]=28.35×(1+x)×列車重量W[t]×加速度A[km/h/s]

またブレーキ力D[kg]として加減速度は
 加速度A[km/h/s]= 引張力F[kg]-列車抵抗R[kg]
28.35×(1+x)×列車重量W[t]
 減速度B[km/h/s]= ブレーキ力D[kg]+列車抵抗R[kg]
28.35×(1+x)×列車重量W[t]

回転慣性抵抗の分の28.35×(1+x)は在来線で30.9、新幹線で29.8、その他では30.0を取る。

2、引張力
 引張力F[kg]は特性引張力、粘着引張力、電気車であれば起動引張力のうちの最低を取る。
(1) 特性引張力は各種方式により異なるので詳細は他に譲るが、VVVFインバータ機では
 特性引張力Fc[kg]= 367×主電動機総出力P[kW]×動力伝達効率η
速度V[km/h]

(2) 粘着引張力、または粘着牽引力Ff[kg]は粘着係数μを速度V[km/h]を用いた計画式で計算する。
 μ= 27.2  (新幹線の計画式、晴天清浄)
V+85
 μ= 13.6  (新幹線の計画式、雨天汚損)
V+85
 μ=0.265 1+0.403V  (抵抗制御の機関車の計画式)
1+0.522V
 μ=0.326 1+0.279V  (交流機関車の計画式、VVVF車にも用いて良いはず)
1+0.367V
 μ=0.245 1+0.050V  (電車の計画式)
1+0.100V

以上から

 粘着牽引力Ff[kg]=1000×μ×動輪上重量Wd[t]

(3) 起動引張力Fs[kg]は電動機に流せるアンペア数に限界があってトルクが制限されるために生ずる制限で、詳しくは電気に詳しい人に譲るとして、趣味人的に は起動加速度から逆算して用いる。

 起動引張力Fs[kg]=起動加速度As[km/h/s]×28.35×(1+x)×列車重量W[t]+列車抵抗R[kg]

ただし列車抵抗R[kg]は0[km/h]のものとし、出発抵抗は無視する。

3、加減速度の計算とグラフ化

回生制動を前提とし、最大減速力が起動引張力と等しい場合、
 加速度A[km/h/s]= MIN{特性引張力Fc[kg],粘着引張力Ff[kg],起動引張力Fs[kg]}-列車抵抗R[kg]
28.35×(1+x)×列車重量W[t]
 減速度B[km/h/s]= MIN{特性引張力Fc[kg],粘着引張力Ff[kg],起動引張力Fs[kg]}+列車抵抗R[kg]
28.35×(1+x)×列車重量W[t]

速度がV1からV2に変化するとき、その差d[km/h]が十分小さければそのときの時間T[s]と距離S[km]は

 加速時間Ta[s]=d/A、減速時間Tb[s]=d/B、距離S[km]=VT/3600

これを連続計算して積算すると加速曲線と減速曲線を得られる。グラフからの読取形式を次に定める。

ある性能(P[kw]、Rt[kg/t]、W[t]、Wd[t])の列車がn[‰]の 勾配でV1からV2[km/h]に加速したとき

 走行距離Da(+n , V1→V2)[km]、走行時間Ta(+n , V1→V2)[s]

ある性能(P[kw]、Rt[kg/t]、W[t]、Wd[t])の列車がn[‰]の勾配でV2からV1[km/h]に減速したとき

 走行距離Db(-n , V2→V1)[km]、走行時間Tb(-n , V2→V1)[s]

以上をエクセルに落とし込むと
http://file.kc57.blog.shinobi.jp/Unten1.xlsx

このようなグラフを得られる。このグラフさえあれば加減速の時間・距離を好きなように求めることができる。

Unten1_Graph.png
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【2011/11/08 01:29 】 | 運転理論 | 有り難いご意見(0) | トラックバック(0)
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