Повышение остаточного ресурса якорей тяговых электродвигателей за счет ограничения максимальной температуры обмоток

• Автор: Грищенко, Марина Александровна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

1.1. Исследование эксплуатационного состояния ТЭД

1.2. Методы исследования и повышения надежности коллекторных ТЭД в эксплуатации.

1.3. Теоретические исследования теплового состояния коллекторных ТЭД

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ

ПРОЦЕССОВ В ЯКОРЕ КОЛЛЕКТОРНОГО ТЭД

2.1. Тепловая схема якоря ТЭД.

2.2. Математическая постановка задачи теплопроводности . .

2.3. Основные положения расчетноаналитического комплекса

2.4. Решение задач теплопроводности методом конечных

элементов.

2.4.1. Уравнения теплового баланса МКЭ в теории стационарной теплопроводности

2.4.2. Уравнение теплового баланса МКЭ в нестационарной задаче теории теплопроводности.
2.4.3. Применение МКР для решения дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности
2.5. Решение систем уравнений теплопроводности МКЭ .
Выводы по 2 главе
Глава 3. КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНАЯ МОДЕЛЬ ЯКОРЯ ТЭД .
3.1. Описание конечноэлементной модели якоря ТЭД.
3.1.1. Коллектор . . . .
3.1.2. Сердечник якоря
3.1.3. Обмотка якоря.
3.1.4. Паз якоря
3.2. Потери энергии в якоре
3.3. Определение коэффициента теплоотдачи поверхности коллектора
3.4. Выбор исследуемых режимов работы
Выводы по 3 главе
Глава 4. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЯКОРЯ ТЭД
4.1. Основные допущения
4.2. Оценка адекватности математической модели.
4.3. Результаты аналитического исследования.
4.3.1. Пуск электродвигателя на номинальном режиме .
4.3.2. Движение тепловоза с расчетной скоростью
4.3.3.Нагревание якоря ТЭД при наличии нарушений целостности корпусной изоляции . . . .
4.3.4. Резкое снижение интенсивности охлаждения якоря ТЭД
4.3.5. Тепловой режим коллектора
Выводы по 4 главе
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЯКОРЯ ТЭД
5.1. Методика проведения экспериментальных исследований . .
5.2. Стендовые исследования теплового состояния ТЭД
5.2.1. Исследование процесса нагревания коллектора . . . .
5.2.2. Исследование влияния остаточных тепловых потоков
5.2.3. Искрение на коллекторе.
5.3. Эксплуатационные исследования теплового состояния ТЭД
5.3.1. Устройство сбора и обработки информации.
5.3.2. Режимы работы тепловозов
5.4. Анализ результатов экспериментальных исследований . .
Выводы но 5 главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список.
Приложение.
ВВЕДЕНИЕ


Технология бесконтактного непрерывного контроля температур узлов якоря Коллекторного ТЭД с помощью инфракрасного пирометра, позволяющая учитывать тепловое состояние ТЭД при подаче охлаждающего воздуха и ограничивающая величину максимального тока в зависимости от фактической температуры коллектора, и рекомендации по ее внедрению в эксплуатацию на перспективных локомотивах. Структура диссертационной работы представлена на рис. Экснепименрй. Рис. I Л. Глава 1. Серьезное внимание исследованию надежности тяговых электрических машин локомотивов начали уделять в . Объясняется это тем, что до названного времени отечественное электромашиностроение развивалось главным образом в направлении повышения эффективности использования активных материалов, увеличения электромагнитных нагрузок и снижения массы тяговых электрических машин. При разработке конструкции и технологии изготовления тяговых электрических машин локомотивов необходимо учитывать, что в процессе эксплуатации на них воздействует целый ряд вредных факторов, снижающих их надежность и срок службы. Это факторы механической, электродинамической, электрической, тепловой природы и, безусловно, фактор влияния условий окружающей среды. Известно, что интенсивности возникновения неисправностей в период от постройки тепловоза до капитального ремонта имеют три явно выраженных области сначала выявляются те неисправности, которые являются следствием низкого качества изготовления и ремонта узлов и деталей. Далее при эксплуатации тепловоза число неисправностей обычно сокращается и стабилизируется, а затем, по мере приближения капитального ремонта, их число значительно возрастает по причине износа узлов и деталей 3. Данные литературных источников по надежности работы локомотивного оборудования, в частности тяговых электрических машин, в эксплуатации существенно различаются. Согласно ежегодно проводимым Департаментом локомотивного хозяйства ОАО РЖД анализам работы подвижного состава и обеспечения безопасности движения сохраняется негативная тенденция ухудшения технического состояния локомотивного парка 4, 5. Общий процент неисправных локомотивов сохраняется на уровне . Одной из причин такого положения является плохая организация работ и низкое качество ремонта. Увеличивается простой локомотивов на текущих видах ремонта, технических обслуживаниях и неплановых ремонтах. Если в году простой электровозов на текущем ремонте ТР1 составлял в среднем по сети железных дорог ,2 часа, то в году этот показатель вырос до ,1 часа. Одной из основных причин роста простоя локомотивов на текущих ремонтах ТР3, ГР2, ТР1 технических обслуживаниях ТО и неплановых ремонтах является недостаточный уровень механизации трудоемких производственных процессов ремонта и недостаточная квалификация обслуживающего персонала 8. Отрицательное влияние на техническое состояние локомотивного парка оказывает низкий уровень контроля за его эксплуатацией. Так за месяцев г. ЗападноСибирской ,7 Красноярской ,6 Дальневосточной ,9 Забайкальской ,9 . Анализ порч и неисправностей электровозов за период . Так количество отказов электровозов за рассматриваемый период было в пределах 0, . За этот же период количество порч и неисправностей тепловозов находилось в пределах 1, . Рис. Количество порч и неисправностей электровозов по сети железных дорог за период . Пл. Важным показателем технического состояния локомотивного парка является количество заходов на неплановый ремонт. За период . Пл. Ч Пл. Пл рем. ЗХ,0 Пн рем. Пя рем. ТЭД,7 ТЭД,5 ТЭД. ТЭД,6 ТЭД,6
0. Ш 1. II
. I
2. Рис. Количество заходов на неплановый ремонт электровозов по сети железных дорог за период . I млн. Пл. Для тепловозов этот показатель находился в пределах ,5 . Главной причиной высокого уровня порч и неисправностей является неудовлетворительное качество текущих ремонтов и технического обслуживания тепловозов и электровозов 4,5,6, 7. Многолетние наблюдения за техническим состоянием электровозов в локомотивном депо Волховстрой Октябрьской железной дороги подтверждают общесетевые показатели. На рис.