Электропривод вентилятора охлаждения локомотивных автоматических систем регулирования температуры

• Автор: Самотканов, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Проблема автоматизации систем охлаяедения тяговых электродвигателей локомотивов

1.1 Влияние температуры обмоток тягового асинхронного двигателя

на параметры его работы

1.2 Системы охлаждения тяговых электрических машин локомотивов и требования, предъявляемые к ним
1.3 Классификация и основные характеристики приводов вентиляторов систем охлаждения

1.4 Электроприводы вентиляторов систем охлаждения

1.5 Постановка задач исследования

2 Разработка математической модели электромеханических процессов в электроприводе

2.1 Анализ математических моделей, описывающих электромеханические процессы в асинхронном электродвигателе
2.2 Анализ математических моделей, учитывающих потери в стали
2.3 Математическая модель электромеханических процессов в электроприводе с асинхронным двигателем, имеющим поворотный статор, с учетом потерь в стали и типовых нелинейностей
Выводы
3 Разработка автоматических систем регулирования температуры тяговых асинхронных электродвигателей
3.1 Динамические свойства исполнительно-регулирующего устройства
3.2 Динамические свойства системы охлаждения ТАД
3.3 Автоматическая система регулирования температуры тяговых асинхронных электродвигателей
3.4 Энергетические характеристики электропривода
3.5 Автоматическая система регулирования температуры тяговой

асинхронной машины, обеспечивающая минимизацию потерь мощности
3.6 Автоматическая система регулирования температуры тяговой асинхронной машины, обеспечивающая минимизацию потерь мощности
Выводы
4 Экспериментальные исследования электропривода вентилятора с поворотным статором как исполнительно-регулирующего устройства и системы охлаждения асинхронно-

го двигателя как объекта регулирования температуры
4.1 Экспериментальная установка для проведения исследований
4.2 Экспериментальное определение статических и динамических характеристик и параметров систем охлаждения асинхронного двигателя
4.3 Экспериментальное определение статических и динамических
характеристик электропривода вентилятора охлаждения
Выводы
5 Технико-экономическая оценка эффективности применения
разработанного электропривода в системах охлаждения
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Приложения
Введение
Актуальность темы. Задачи энергосбережения и энергоэффективности одни из приоритетных направлений развития экономики России в ближайшем будущем и на дальнейшую перспективу. Железнодорожный транспорт крупнейший потребитель топливно-энергетических ресурсов. Важность разработок, направленных на решение задач энергосбережения и энергоэффективности для отрасли подтверждаются рядом принятых Правлением ОАО «РЖД» нормативных документов: постановлением «О ходе реализации Энергетической стратегии ОАО «РЖД» и корректировке её параметров с учётом дальнейшего реформирования топливно-энергетического комплекса России и железнодорожного транспорта» от 6 июня 2007 года; распоряжением ОАО «РЖД» от12.06.2007 №1296р «Об актуализации энергетической стратегии ОАО «РЖД» и программе её реализации»; «Энергетической стратегией холдинга «Российские железные дороги» на период до 2015 года и на перспективу до 2030 года», утвержденной Президентом ОАО «РЖД» 15.12.2011 №2718р и др.
В общих энергозатратах на тягу поездов существенную часть составляют расходы на функционирование вспомогательных агрегатов и систем локомотивов. При этом энергозатраты на вспомогательные нужды электропод-вижного состава составляют до 10% от общих энергозатрат на тягу поездов, а у автономных локомотивов до 13% и выше.
Одним из основных потребителей электроэнергии в системе вспомогательного оборудования тягового подвижного состава является оборудование, предназначенное для охлаждения (вентиляции) основных элементов тягового электрооборудования - тяговых генераторов, тяговых электродвигателей, тяговых статических преобразователей - выпрямительных установок и инверторов. В связи с этим являются актуальными задачи совершенствования вспомогательного оборудования, повышение технико-экономических показателей и

минальные параметры ротора. Электродвигатель имеет достаточно высокие энергетические показатели в номинальном режиме. При уменьшении значения напряжения на статоре увеличивается скольжение и частота тока в роторе, что приводит к возрастанию ЭДС в массивных ферромагнитных экранах. Также, с ростом скольжения происходит дополнительное увеличение активного сопротивления экранированных короткозамкнутых колец из-за поверхностного эффекта в них. Совместное действие двух факторов приводит к тому, что асинхронный электродвигатель с двухпакетным ротором имеет мягкие механические характеристики, необходимые для реализации фазового управления.
В [98] разработан и исследован короткозамкнутый двухроторный асинхронный двигатель (ДАС) представлен на рисунке 1.15.

1 - статор, 2 - силовой ротор, 3 - малый ротор вентилятора, 4 - лопатки вентилятора-радиатора силового ротора, 5 - лопатки вентилятора малого ротора, 6 - подшипники силового ротора, 7 - подшипники малого ротора, 8 - вал
силового ротора Рисунок 1.15- Электродвигатель типа ДАС Из (рисунка 1.15) конструкция двигателя представляет собой подобие стандартного короткозамкнутого двигателя, у которого, при этом, тепловые потери энергии скольжения в роторе выводится удлиненной обмоткой в зону интенсивного охлаждения. Зона интенсивного охлаждения обеспечивается