Адаптивная система управления температурным режимом изоляции электрооборудования электровозов

• Автор: Михальчук, Николай Львович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 249 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА СОСТОЯНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 1Л Математическое моделирование воздействия внешней среды на

электрооборудование

1.2 Вопросы термодинамики влажного воздуха, воздействующего на

объект регулирования

1.3. Анализ воздействия параметров окружающей среды на состояние

изоляции электрооборудования

2 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СОСТОЯНИЕ ИЗОЛЯЦИИ

2.1 Воздействие влажного воздуха на изоляционный материал электрооборудования

2.2 Способы сохранения и восстановления изоляции электрооборудования
2.2.1 Электрокалориферный способ сушки увлажненной изоляции
обмоток тяговых электрических машин
2.2.2 Токовый метод повышения сопротивления изоляции тяговых электрических машин
2.2.3 Анализ режимов вентиляции увлажненной изоляции обмоток
тяговых электрических машин
2.2.4 Анализ метода вентиляции увлажненной изоляции при
помощи вентиляторов электровоза
3 АНАЛИЗ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
3.1 Анализ систем управления и задач адаптивного управления
3.2 Развитие адаптивных систем управления

3.3 Методы и задачи синтеза адаптивных систем управления
3.4 Основные направления решений проблемы адаптации
3.5 Адаптивные системы управления с наблюдающими
устройствами идентификации
4 РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
4.1 Обоснование требований к системам регулирования и разработка
алгоритма управления температурным режимом
4.2 Технические решения обеспечивающие рациональные
тепловлажностные характеристики изоляции
4.3 Технические решения по управлению вентиляцией в процессе
эксплуатации электрооборудования. Современные способы и технические средства управления производительностью вентиляторов
4.4 Анализ адаптивной системы управления температурным режимом изоляции электрических машин
5 ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ.
5.1 Определение сметной стоимости оборудования системы
управления температурным режимом
5.2 Определение дополнительных эксплуатационных расходов
5.3 Определение экономической эффективности внедрения
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы обусловлена необходимостью снижения расходов на эксплуатацию электровозов. При этом в условиях, когда повышение надежности и долговечности в сложных электромеханических объектах исчерпываются, дальнейшее повышение их эффективности может быть достигнуто методами адаптивного управления. Для решения подобных задач необходима разработка методов управления технологическими процессами с помощью технических средств, адаптивных к условиям окружающей среды и к системам электроснабжения. Управление технологическими процессами тепловлагообмена в изоляции электрооборудования при быстро изменяющихся параметрах и внешних возмущениях является эффективным способом повышения надежности и долговечности электрооборудования. Внедрение систем управления, повышающих качество и эффективность технологических процессов, снижающих интенсивность отказов электрооборудования и увеличивающих его ресурс, является одним из важнейших направлений дальнейшего развития техники.
Анализ надежности электрооборудования технологических установок показал, что на долю силового электрооборудования приходится более одной пятой отказов. Результатами исследований установлено, что 75...85% электрооборудования выходит из строя по пробою изоляции в осенне-зимневесенний период времени, т.е. в период времени, когда происходит интенсивное изменение температуры окружающей среды и увлажнение изоляции силового электрооборудования, снижение ее диэлектрической прочности.
Рост количества повреждений изоляции происходит по мере увеличения срока эксплуатации электрооборудования. Средняя стоимость устранения отказа силового электрооборудования на электровозах составляет 148 тыс. рублей и в несколько раз превышает стоимость устранения повреждений других видов технологического оборудования. Две трети неисправностей силового

период.
Определяющими факторами, с точки зрения протекания физикохимических процессов, влияющими на отказы ТЭД по пробою изоляции, являются:
1. Степень нагрузки по длительному току
X, = Т7> (1.80)
где 1эф, 1д - эффективный и длительный токи, А.
2. Степень нагрева изоляции
Х2=ТГ> (1.81)
где т„,ц и Тд - температура перегрева обмоток изоляции при текущем режиме работы электровозов и длительном, °С.
3. Пульсация температуры нагрева изоляции
х, = А ґ, (1.82)
где А - амплитуда нагрева изоляции, °С; С - частота перепада температуры
нагрева в единицу времени.
4. Показатель отстоя электровоза в нерабочем состоянии
Х4 = І, (1.83)
где Т - время отстоя, ч.
Для определения количественных и качественных значений отобранных факторов (хь х2, х3, х4) проведены опытные поездки с динамометрическим вагоном на четырех характерных участках работы.
Результаты обработки этих поездок и статистических данных об отказах ТЭД по пробою изоляции представлены в табл. 1.3.
Из табл. 1.3 видно, что параметр потока отказов ТЭД по пробою изоляции имеет большой разброс V = 0,521. Это указывает на значительную разницу эксплуатационных условий по зонам работы электровозов. Наибольшую колеблемость имеет пульсация температуры нагрева обмоток ТЭД Ух3 = 0,398. Следовательно, на рассматриваемых участках наблюдается различие в режимах