Совершенствование технологии испытаний асинхронных тяговых двигателей локомотивов

• Автор: Литвинов, Артем Валерьевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 217 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
1.1 Основные задачи ОАО «РЖД» по обновлению парка локомотивов
1.2 Внедрение подвижного состава с асинхронным тяговым приводом
1.2.1 Развитие полупроводниковой техники
1.2.2 Полупроводниковые силовые электронные устройства (преобразователи частоты)
1.2.3 Основные схемные решения в применяемых преобразователях частоты
1.2.4 Создание первых локомотивов с асинхронным тяговым приводом
1.2.5 Современное состояние подвижного состава с асинхронным тяговым приводом
1.3 Технологическая оснащенность локомотивных ремонтных депо
и заводов
1.4 Выбор способа и схемы испытаний асинхронных тяговых двигателей.
1.4.1 Виды испытаний электрических машин
1.4.2 Периодичность проведения испытаний тяговых асинхронных двигателей
1.4.3 Анализ существующих методов испытаний асинхронных тяговых двигателей локомотивов
1.4.4 Анализ применяемых схем испытаний асинхронных двигателей
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ИСПЫТАНИЙ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ МЕТОДОМ ВЗАИМНОЙ НАГРУЗКИ
2.1 Математическое описание работы основных элементов схемы
2.1.1 Выбор математической модели, описывающей процессы в трехфазном асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором
2.1.2 Математическое описание преобразователей частоты для выбранного закона управления
2.2 Система уравнений для описания работы асинхронных двигателей при их испытании методом взаимной нагрузки
2.3 Анализ влияния высших гармоник напряжения на выходе преобразователей на мощность испытуемых асинхронных двигателей
2.4 Проверка адекватности разработанной математической модели
2.5 Математическое моделирование процесса испытаний асинхронных тяговых двигателей НТА-1200 методом взаимной нагрузки
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3 ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИСПЫТАНИЙ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДА ВЗАИМНОЙ НАГРУЗКИ
3.1 Определение критериев подобия процессов в асинхронных двигателях физической модели и тяговых асинхронных тяговых двигателях при их испытании методом взаимной нагрузки
3.2 Предварительная оценка эффективности метода взаимной нагрузки при испытании асинхронных двигателей
3.3 Расширение функциональных возможностей физической модели стенда для испытаний асинхронных тяговых двигателей методом их взаимной нагрузки
3.4 Экспериментальные исследования метода взаимной нагрузки на физической модели процесса испытаний асинхронных тяговых двигателей
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

4 РАЗРАБОТКА СХЕМ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА ВЗАИМНОЙ НАГРУЗКИ И МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ В ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ЭТИХ СХЕМ
4Л Предлагаемые схемы испытаний асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки
4.2 Выбор схемы для испытаний тяговых асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки
4.3 Разработка методики определения мощности, потребляемой схемой, и потерь в её основных элементах при испытании асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки
4.4 Применение разработанных методик определения мощности для уточнения математической модели процесса испытаний асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки т формирования алгоритмов выбора коммутационного оборудования и схемы испытаний
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
5 АЛГОРИТМ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ МЕТОДОМ ИХ ВЗАИМНОЙ НАГРУЗКИ
5.1 Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса..
5.2 Измерение сопротивления обмоток постоянному току
5.3 Прокрутка двигателей
5.4 Испытание электрической прочности междувитковой изоляции
5.5 Определение тока и потерь холостого хода
5.6 Определение тока и потерь короткого замыкания
5.7 Испытание на нагревание
5.8 Испытание при повышенной частоте вращения
5.9 Испытание электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Еще одна схема, обеспечивающая возврат электрической энергии (рисунок 1.7,
б), состоит из испытуемого двигателя 1, нагрузочной машины 2, агрегата, в состав которого входят гонный двигатель 3, синхронный генератор 4, машина двойного питания 5, преобразовательное устройство 6, сеть 7 [17].
Гонный двигатель 3 обеспечивает вращение агрегата и покрывает потери в нем, в испытуемой 1 и нагрузочной машинах 2. Генератор 4 обеспечивает питание испытуемой машины 1 синусоидальным напряжением, не зависящим от формы кривой преобразовательного устройства 6 и сети 7. Машина двойного питания 5 выполняет несколько функций: передает рекуперируемую энергию на вал агрегата, обеспечивает нагрузочную машину 2 реактивной энергией, суммирует частоты на выходе нагрузочной машины 2 — И(1 - 81 - Б2) и частоты преобразовательного устройства 6 -П (Б 1+82), уравнивая их с частотами агрегата и сети П, где 81 и 82 скольжения испытуемой 1 и нагрузочной машины 2 соответственно [17].
АД - асинхронный двигатель, МПТ - машина постоянного тока.

Рисунок 1.7 - Схемы испытаний асинхронных электрических двигателей, обеспечивающие возврат электрической энергии в сеть