Разработка методов расчета эксплуатационной надежности коллекторов тяговых электрических машин постоянного тока

• Автор: Растунин, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТОДЫ РАСЧЕТА

НАДЕЖНОСТИ КОЛЛЕКТОРОВ ЭМПТ

1.1. Надёжность коллекторов ЭМПТ

1.2. Методы исследования надежности коллекторов ЭМПТ

1.3. Статистические и вероятностные методы оценки надежно- 13 сти электрооборудования

1.4. Функциональные методы

1.5. Конструкционные методы

1.6. Анализ результатов аналитического обзора
1.7. Постановка задачи исследования
Выводы по главе 1
2. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ 39 И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КОЛЛЕКТОРОВ

2.1. Элементная база коллекторов
2.2. Формирование структурных схем
2.3. Формирование аналитических моделей надежности кол-
лектора ЭМПТ
Выводы по главе 2
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ
КОЛЛЕКТОРОВ ЭМПТ НА ЭТАПЕ МОДЕРНИЗАЦИИ
3.1. Влияние модернизации элементов коллектора ЭМПТ на его 65 надежность
3.2. Математическое моделирование коллектора ЭМПТ
Выводы по главе 3
4. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ

РЕЖИМОВ НАГРУЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ БАЗИСНОГО ФАКТОРНОГО ПРОСТРАНСТВА НА НАДЁЖНОСТЬ ЭМПТ
4.1. Факторное базисное пространство, принятые допущения
4.2. Влияние факторного пространства режимов нагружения на
надежность системы
4.3. Влияние элементов базисного факторного пространства на 88 надежность коллекторов ЭМПТ
4.4. Надёжность элементов системы при наличии априорных
данных
4.5. Расчет нагружения деталей коллектора при отсутствии ап-
риорных данных
Выводы по главе 4
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Увеличение потерь электроэнергии, нарушение технологических процессов, приводящее к снижению производительности оборудования, преждевременное старение и выход из строя дорогостоящих машин - это далеко не полный перечень последствий, обусловленных снижением надёжности электрических машин постоянного тока (ЭМПТ). Очевидным является то, что повышение эксплуатационной надёжности на этапах проектирования и эксплуатации является весьма выгодной задачей, решение которой позволяет экономить значительные средства в эксплуатации, т.к. это снижает себестоимость производимой продукции.
Анализ эксплуатационных условий работы коллекторов ЭМПТ показывает следующее. Надёжность многих ответственных деталей и узлов ЭМПТ, работающих в тяжёлых эксплуатационных условиях на предприятиях металлообрабатывающей, металлургической промышленности и транспорта в широком диапазоне нагружения, зависит от влияния конструктивных, электрических, магнитных, функциональных связей, а также от внешних факторов, таких как, например; большое содержание в- вентилируемом воздухе влаги и др. Указанные условия предъявляют особые требования к эксплуатационной надёжности электрооборудования и ставят важную задачу разработки научных основ, расчётно-экспериментальных методов оценки надёжности с обоснованием параметров элементов на этапе их проектирования.
Анализ надёжности элементов сложных систем показывает, что они зависят от параметров структуры и функциональных преобразований. В одних случаях они обеспечивают работу системы лишь электромагнитными параметрами, что часто встречается в электронных схемах. В других случаях элемент работает, воспринимая несколько функциональных нагрузок: электрические, механические, тепловые и др.
Таким образом, можно констатировать, что элементы и системы могут

дование с целью их сопоставления с результатами теоретических исследований. Здесь предусматривается широкое вероятностно-статистическое исследование работы элементов в периоды: приработки, установившегося износа и интенсивного старения. Проводятся экспериментальные исследования в условиях стенда и поездной работы основных геометрических, электрических, аэродинамических, температурных параметров с целью определения их влияния на надежность лимитирующих элементов и последующего аналитического обобщения. Третий - разрабатываются-и рекомендуются рациональные уровни параметров надежности ЭМПТ, на основании которых модернизируются детали коллекторно-щеточного узла и якоря.
Таким образом, можно сформулировать следующую актуальную для ряда отраслей машиностроения и в особенности электромашиностроения и локомотивного хозяйства научную задачу - разработать методы, оценки-надежности высоко-используемых ЭМПТ локомотивов, имеющих сложную структуру и внутренние функциональные связи,, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях: широком диапазоне нагрузок. Решение этой проблемы с использованием численных и экспериментальных методов будет иметь большое научное и практическое значение, явится новым научным направлением и ускорит решение важной государственной задачи - повышение эксплуатационной надежности ЭМПТ локомотивов.
В соответствии с изложенным, принята следующая постановка задачи исследования:
- расчет надежности элементов на этапе проектирования должен обеспечивать работу ЭМПТ в эксплуатации в пределах заданных уровней надежности и ресурса;
- основными исходными данными должны быть:
а) структурно-функциональная модель системы и классификаци-