Проблемы эксплуатации диагностики тяговых электродвигателей подвижного состава и пути их решения

• Автор: Глущенко, Михаил Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 329 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И ЦЕЛИ ДИССЕРТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2. СПОСОБЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
2.1. Предпосылки обоснования параметров электрической
нагрузки при проведении диагностических процедур
2.2. Выбор параметров температурного поля в процессе
диагностирования изоляции тяговых электродвигателей..50.
2.3. Выбор диагностических воздействий по величине
тепловых потерь
2.4. Вибрации тяговых электродвигателей и диагностические
модели для их воспроизведения
2.5. Вопросы моделирования климатических воздействий
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДАГНОСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
3.1. Обоснование диагностируемых параметров
3.2. Экспериментальные исследования параметров предпробивных
напряжений в изоляции тяговых электродвигателей
3.3. Исследования диагностических функций изоляции
3.4. Прогнозирование ресурса изоляции
4. ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ КЛИМАТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
4.1. Сопротивление изоляции
4.2. Вольтамперные характеристики
4.3. Исследования напряжений саморазряда
4.4. Результаты исследования возвратных напряжений
4.5. Исследования токов заряда
4.6. Корреляционный анализ результатов климатических испытаний
4.7. Конструкция автоматизированной системы для диагностических тестов изоляции тяговых электродвигателей
ПРИМЕНЕНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНОГО
УЗЛА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЕГО РЕСУРСА
5.1. Вибрационные воздействия в щеточно-коллекторном узле
5.2. Параметрические характеристики элементов щеточноколлекторного узла
5.3. Частотные характеристики щеточно-коллекторного узла как механической системы
5.4. Особенности электрических процессов щёточно-коллекторного узла при работе на вибрационных диагностических моделях
5.5. Режимы испытаний тяговых электродвигателей с учетом явлений износа элементов щеточно-коллекторного узла 243.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОТКАЗОВ МЕХАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ НА ОСНОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ
6.1. Выбор оптимальных диагностических воздействий на основе подобия накопленных повреждений
6.2. Особенности диагностирования элементов тяговых электродвигателей как механических резонаторов
6.3. Вопросы прогнозирования ресурса механических элементов
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Тенденция развития современных техническая устройств состоит в обеспечении их качества, надёжности и экономической эффективности. Основополагающий принцип этой тенденции - создание прогрессивных технологий изготовления, эксплуатации н восстановления работоспособности. В этих условиях первостепенная роль принадлежит контролю качества изделий, диагностике их технического состояния и ресурса.
На железнодорожном транспорте диагностика и контроль качества подвижного состава и его элементов производится в основном методом проведения натурных испытаний, которые представляют собой особый вид физического моделирования, основанный на использовании специализированных устройств в сочетании с натурными объектами. Среди диагностических устройств железнодорожного транспорта выделяются системы диагностирования тяговых электрических машин подвижного состава В депо и на ремонтных заводах указанные системы реализуются на испытательных станциях, где основным элементом является стенд взаимного нагружения двух тяговых электродвигателей. При этом испытуемые объекты подвергаются в основном функциональным методам диагностирования, которые рассматриваются как контроль их качества изготовления или ремонта, а рекомендуемые режимы испытаний определяются по номинальными или предельными значениям. Эффективность функционального диагностирования тяговых электродвигателей, как транспортных электрических машин, можно существенно повысить, если при их испытаниях учитывать не только номинальные данные, но и реальные режимы работы, при которых характерны повышенные нагрузки при пусках, перенапряжения, нестационарные электрические нагрузки, воздействия вибраций и климатических факторов. Вследствие этого представляют практический интерес теоретические и экспериментальные исследования лаборатории «Динамика и прочность электроподвижного состава» кафедры «Электрическая тяга» МИИТ по разработке методов и устройств для проведения вибрационных, климатических и ресурсных испытаний устройств

• Производится сравнение полученной спектральной плотности с эксплуатационной, определяемой согласно выражения (2.5) и одновременно выполняется проверка последовательности по статистическим критериям ( Z,
• Выполняются итерации значений последовательности воздействий до совпадения заданных и полученных значений спектральной плотности. При незначительном количестве значений тока в выборке - до 8, итерации можно выполнять по методу наискорейшего спуска [3], однако при п>8 рекомендуется симплекс метод [100].
Представленный алгоритм эффективно реализуется на ПК с помощью популярной в настоящее время программы обработки данных - EXCEL. В качестве примера решения задачи,на рис 2.6, 2.8 показаны исходные нормированные функции спектральной плотности флуктуаций тока якорей Sj(f), определённые но результатам опытных поездок на локомотиве и электропоезде, функции спектральной плотности импульсного процесса Sri(f), итоговые спектральные плотности отклонений тока Svi(f), вычисленные как спектральные плотности произведения случайных процессов (формула 2.5). На следующих рисунках 2.7,2.9 показаны синтезированные временные зависимости отклонений тока для ТЭД электровоза и электропоезда. При реализации полученных зависимостей на диагностических моделях спектральные плотности отклонений тока совпадают с эксплуатационными, следовательно, совпадает распределение преобразования электрической и механической энергий по частотам. Необходимо отметить, в процессе вариаций задавались последовательности из 64 значений тока, однако алгоритм оптимизации сократил число требуемых позиций в последовательностях для электровозных ТЭД до 17 (рис 2.8), а для ТЭД электропоездов типа Е до 12. (рис 2.9). Аналогичный алгоритм можно применить для определения диагностических воздействий по напряжению