Электротехнологическое продление ресурса электрических машин тепловым излучением

• Автор: Иванов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 224 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ НАДЁЖНОСТИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ЭЛЕКТРОВОЗОВ, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ ВОСТОЧНОГО РЕГИОНА

1Л Проблема надёжности и её значение для современной техники

1.2 Статистика отказов и анализ повреждаемости электрических машин

1.3 Анализ причин отказов тяговых электрических машин электровозов Восточного региона

1.4 Анализ отказов тяговых электрических машин НБ-514 депо Нижнеудинск ВСЖД

2 УТОЧНЕНИЕ МЕХАНИЗМА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРОБОЯ ИЗОЛЯЦИИ ОТКРЫТЫХ ЛОБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
2.1 Факторы, влияющие на выход из строя изоляционных конструкций тяговых электродвигателей НБ-514 электровозов ВЛ

2.1.1 Анализ возникновения круговых огней на коллекторах ТЭМ

2.1.2 Заволакивание коллекторов ТЭМ

2.1.3 Анализ интенсивности уменьшения толщины бандажей электровозов ВЛ85, ВЛ80к, ВЛ80т
2.1.4 Определение уровня загрузки электровозов
2.1.5 Интенсивность образования круговых огней на коллекторах ТЭМ электровозов ВЛ
2.2 Расхождение токовых нагрузок тяговых электрических машин НБ-514 электровозов ВЛ
2.3 Влияние различия диаметров колесных пар на токовые нагрузки электровоза ВЛ
2.4 Влияние вертикальных вибраций от пути на надёжность якорных обмоток тяговых электрических машин
2.5 Влияние пропитки изоляции на работу ТЭМ
2.6 Анализ надёжности тяговых электрических машин после ремонта на локомотиворемонтном заводе
2.7 Тепловое старение изоляции тяговой электрической машины
2.7.1 Влияние схемы вентиляции ТЭМ на тепловое старение якорных обмоток
2.7.2 Закономерности теплового старения изоляции электрических машин
2.7.3 Тепловой переходный процесс тяговой электрической машины
2.8 Программа расчёта зависимости токовой нагрузки при различной температуре
2.9 Уточнение механизма пробоя изоляции открытых лобовых соединений якорной обмотки тяговой электрической машины
3 МЕТОДИКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА К АНАЛИЗУ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОТКРЫТЫХ ЛОБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ТЕПЛОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
3.1 Энергетический подход к анализу технологии восстановления тепловым излучением
3.2 Этапы преобразования электрической энергии в технологическом процессе восстановления ОЛС
3.2.1 Подача энергии к источнику излучения
3.2.2 Генерирование потока в источнике излучения
3.2.3 Формирование потока отражателем
3.2.4 Формирование пространственного распределения потока
3.2.5 Формирование поверхностного распределения энергии потока на лобовых соединениях
3.2.6 Поглощение энергии ИК-излучения связующим и превращение ее теплоту
4 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КИНЕТИКИ НАГРЕВА ПРОПИТАННОЙ ИЗОЛЯЦИИ В ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
ОТКРЫТЫХ ЛОБОВЫХ СОЕДИНЕНИИ ЯКОРНЫХ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ТЕПЛОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
4 Л Методический подход к выбору математической модели
4.2 Построение математической модели кинетики нагрева изоляции открытого лобового соединения якорной обмотки на установке с генератором теплового излучения
4.3 Технология процесса восстановления открытых лобовых соединений якорной обмотки тяговой электрической машины при тепловом излучении
5 КОМПЛЕКС ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТРЕБУЕМОГО УРОВНЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ ЯКОРЕЙ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН С ОТКРЫТЫМИ ЛОБОВЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
5.1 Основные этапы при проведении экспериментальных исследований..
5.2 Разработка метода и средства по герметизации компаундом изоляции открытого лобового соединения якорной обмотки тяговой электрической машины НБ-
5.3 Выбор инфракрасного излучателя
5.4 Выбор пропиточного состава
5.5 Испытание экспериментальной установки для пропитки компаундом открытых лобовых соединений якорной обмотки НБ-514 и тепловой сушки с помощью энергии инфракрасного излучения
5.6 Проведение экспериментов
5.7 Внедрение результатов исследований в производство и их эффективность
5.7.1 Расчёт капитальных вложений на изготовление установки
5.7.2 Расчёт годовой экономического эффекта технологии восстановления изоляции открытых лобовых соединений якорной обмотки инфракрасным излучением

При повышении температуры воздуха во время суточных колебаний температуры, или оттепелей, ТЭМ нагревается медленно. При соприкосновении воздуха с более холодными частями тягового электродвигателя, воздух охлаждается, его влагоёмкость уменьшается, и избыток водяного пара оседает на обмотках и коллекторе в виде инея, от этого изоляция намокает и начинается ее разрушение. Расположение входного и выходного патрубков в системе вентиляции тяговых электрических машин в одной плоскости обуславливает не только значительную неравномерность нагрева обмотки якоря, но и более интенсивное переувлажнение изоляции лобовой части обмотки якоря со стороны выхода воздуха из патрубка. Ситуация усложняется, если на пути движения увлажнённого воздуха устанавливается подшипниковый щит без вентиляционных окон. При эксплуатации ТЭМ в регионах с повышенной абсолютной влажностью воздуха в остове может накапливаться до тридцати литров воды [28].
Неравномерный перегрев и переувлажнение изоляции открытой лобовой части обмотки якоря приводит к локальному снижению надёжности этой части ТЭМ. В процессе ослабления связующего слоя изоляции ОЛС, влага через пористые капилляры проникает внутрь паза якоря. Большая часть неисправностей с самым распространенным диагнозом на железных дорогах Восточного региона «сопротивление изоляции якоря - ноль» обусловлена этой причиной [46].