Підвищення надійності електродвигунів компресорів електропоїздів постійного струму.
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Підвищення надійності електродвигунів компресорів електропоїздів постійного струму.
Повышение надежности электродвигателей компрессоров электропоездов постоянного тока. Improving the reliability of electromotor compressors of an electric rolling stock of a direct current. |
|
| Creator |
Краснов, Роман Володимирович
Краснов, Роман Владимирович Krasnov, Roman V. |
|
| Subject |
служби електродвигуна компресора електрорухомого складу
срок службы электродвигателя компрессора электроподвижного состава the life of the electric motor compressor of rolling stock перший та другий етапи пуску первый и второй этапы пуска first and second stages of start-up теплове реле тепловое реле thermal relays еквівалентний пусковий струм эквивалентный пусковой ток equivalent inrush current математична та теплова моделі математическая и тепловая модели mathematical and thermal models теорія нагрівання електричних машин теория нагревания электрических машин the theory of heating of electrical machines нагрівання ізоляції нагревание изоляции heat insulation надійність надёжность reliability пристрій на сучасному мікроконтролері устройство на современном микроконтроллере the device modern microcontroller |
|
| Description |
Краснов, Р. В. Підвищення надійності електродвигунів компресорів електропоїздів постійного струму : авт. дис. к. т. н.: 05.22.09 / Р. В. Краснов ; Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. - Д., 2012.
UK: АНОТАЦІЯ Дисертація присвячена підвищенню надійності електродвигунів компресорів електрорухомого складу шляхом забезпечення нормованих значень нагрівання ізоляції в реальних умовах експлуатації і удосконалення системи захисту якірно-го кола електродвигуна від надмірних струмів, які можуть викликати нагрівання ізоляції більше допустимих значень. Пропонується, на відміну від попередніх досліджень, процес пуску розгля-дати таким, що складається з двох етапів. В роботі проведено дослідження по визначенню значень струмів на кожному з цих етапів і впливу тривалості етапів на нагрівання ізоляції. Для теоретичних досліджень автором запропонована ма-тематична модель, адекватність якої підтверджена тим, що різниця між параме-трами, які отримані з допомогою цієї моделі та експериментально (шляхом ос-цилографування), знаходиться в межах до 5 %. Отримані залежності тривалості першого та другого етапів пуску, а також значень струму якоря на цих етапах при різних умовах: різних значеннях на-пруги в контактній мережі, температурі навколишнього середовища, тиску в пневмомережі та значенням моменту на валу двигуна після закінчення пуску. Експериментально та теоретично доведено, що в окремих випадках захист електродвигуна з допомогою теплового реле ТРВ-8,5 не забезпечується. З допомогою теплової моделі досліджені процеси нагрівання ізоляції обмо-тки якоря під час пуску та подальшої роботи електродвигуна компресора при різних можливих режимах та умовах. Результати досліджень, що отримані за допомогою математичної та тепло-вої моделей використані для програмування нового пристрою захисту електро-двигуна компресора від перенавантажень. Запропонований пристрій захисту безвідмовно протягом декількох років працює на реальному електропоїзді. RU: АННОТАЦИЯ Диссертация посвящена повышению надежности электродвигателей ком-прессоров электроподвижного состава путём обеспечения рациональных значе-ний нагревания изоляции в реальных условиях эксплуатации и усовершенство-вания системы защиты якорной цепи электродвигателя от чрезмерных токов, которые могут вызвать нагревание изоляции больше нормированных значений. Проведен анализ выхода из строя электродвигателей компрессоров на электропоездах постоянного тока серии ЭР-1, 2 по причине пробоя изоляции обмоток якоря и полюсов. Как показывает обзор литературы по теме диссерта-ционной работы, проведенный автором, до теперешнего времени влияние про-цесса пуска на нагревание изоляции обмоток якоря и полюсов в полной мере не исследовано, особенно это относится к рассмотрению процесса пуска как тако-вого. Автор, в отличие от предыдущих исследований, предлагает процесс пуска рассматривать состоящим из двух этапов. Первый этап пуска – напряжение на электродвигатель подано, а его вал не вращается в течении некоторого времени. Второй этап – вал электродвигателя трогается и начинает набирать обороты до установившегося значения угловой скорости. В работе проведено исследование по определению значений токов на каж-дом из этих этапов и влиянию длительности этапов на нагревание изоляции. Для этого вначале проведено экспериментальное исследование процессов пуска электродвигателя компрессора на реальном электропоезде путем осциллогра-фирования этого процесса с помощью современного измерительного комплекса с исользованием датчиков напряжения (тип LEM CV4-6000) и тока (тип LEM LT100-8/SP30). Для теоретических исследований автором предложена математическая мо-дель, адекватность которой подтверждена тем, что расхождение параметров, полученных путем осциллографирования и с помощью математической модели находится в пределах до 5 %. Для получения численных значений при исследо-вании процессов пуска на указанных двух этапах с помощью математической модели используется метод Рунге-Кутта-Фелберга. Получены зависимости тока якоря на первом и втором этапах пуска при разных условиях: разных значениях напряжения в контактной сети, температу-ры окружающей среды, давления в пневматической сети. Получены также зависимости длительности первого и второго этапов пус-ка от указанных условий. Установлено, что в реальных условиях эксплуатации длительность первого этапа пуска составляет от 19 до 74 мс, однако, несмотря на относительно малое значение, токи, возникающие на первом этапе, существенно влияют на эффек-тивное значение тока за всё время пуска и соответственно существенно влияют на нагревание изоляции. Так увеличение длительности первого этапа пуска до 30 % по сравнению с пуском электродвигателя при номинальном напряжении в контактной сети и нормальных внешних условиях увеличивает эквивалентный ток за всё время пуска до 9,1 %. Установлены зависимости между длительностью первого этапа и значени-ем момента на валу двигателя после окончания пуска. Экспериментальные и теоретические исследования показали, что в отдель-ных случаях защита электродвигателя с помощью теплового реле ТРВ-8,5 не обеспечивается. С помощью тепловой модели исследованы процессы нагревания изоляции обмотки якоря во время пуска и дальнейшей работы электродвигателя компрес-сора при номинальной нагрузке на его валу и при бо́льших нагрузках, что воз-можно при реальных условиях эксплуатации. Доказано, что в эксплуатации возможны режимы работы, при которых из – за перегрева изоляции срок её службы снижается до 4,8 лет, что соответствует статистическим данным. Установлена зависимость времени, за которое протекание тока определён-ного значения приводит к максимально допустимому нормированному нагре-ванию изоляции обмоток якоря от этого тока при наиболее неблагоприятной температуре окружающей среды – +40 ˚С. Эта зависимость использована для программирования предложенного автором нового устройства защиты якорных цепей на базе современных микроконтроллеров. Предложенное автором устройство защиты от перегрузок электродвигателя компрессора безотказно в течение нескольких лет работает на реальном элек-тропоезде. Проведено технико – экономическое обоснование внедрения результатов работы. EN: ABSTRACT The dissertation paper is devoted to improving the reliability of electromotor compressors of rolling stock by providing normative values of heat insulation under real operating conditions and improve protection anchor range from excessive elec-tric currents that can cause heat insulation more acceptable values. Proposed, in contrast to previous studies, the process of starting to consider as being composed of two stages. In this paper a study to determine the values of currents at each of these phases and the influence of the duration of the stages of heat insulation. For theoretical investigations of the author to proposed mathematical model, whose adequacy is confirmed that the difference between the parameters ob-tained using this model and experimentally (by oscillography) is within 5%. Dependences of the duration of the first and second stages of start-up and current values of anchor on these stages under different conditions: different values of voltage in the contact system, ambient temperature, air pressure in the pneumatic system and the value of the moment on the shaft of the electric motor after starting. Experimentally and theoretically shown that in some cases protection of the electric motor with thermal relay ТРВ-8, 5 is not provided. With the thermal model the processes of heat insulation of armature winding during start-up and subsequent operation of the electric motor of compressor for various possible modes and conditions are investigated. The research results, obtained by using mathematical and thermal models, used for programming a new protection device of electric motor compressor from overload. The proposed protection device flawlessly for several years working on real electric rolling stock. |
|
| Date |
2012-09-19T10:32:18Z
2012-09-19T10:32:18Z 2012 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://eadnurt.diit.edu.ua:82/jspui/handle/123456789/1227
|
|
| Language |
other
|
|
| Publisher |
Видавництво Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
|
|