Модернизация выходного модуля электроподвижного состава с асинхронными электродвигателями

Введение ……………………………………………………………………………..9
1. Схемы питания АТЭД на электровозах постоянного и переменного тока ……..…………………………...................................................................................10
1.1. Особенности работы асинхронного частотно-регулируемого тягового двигателя……………………………………………………………………………19
2. Электровоз пятого поколения…………………..................................................23
2.1. Общие сведения………………………………………………………………..23
2.2. Тяговая система………………………………………………………………..28
2.3. Электровоз 2ЭС10……………………………………………………………..30
3. Асинхронный двигатель (АД) как объект исследования ……………………..34
3.1. Принцип действия асинхронных машин в режимах двигателя, генератора с отдачей энергии в сеть и электромагнитного тормоза…………………………..34
3.1.1. Принцип действия двигателя…………………………………….................34
3.1.2. Генераторный режим с отдачей энергии в сеть……………………………36
3.1.3. Режим электромагнитного тормоза………………………………………...37
3.2. Устройство асинхронных двигателей………………………………………...38
3.3. Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми свойствами………...41
3.4. АД с глубокопазным ротором………………………………………………...42
3.5. АД с двойной короткозамкнутой обмоткой ротора…………………………43
3.6. Способы пуска АД с короткозамкнутым ротором…………………………..44
3.7. Некоторые особенности проектирования асинхронных тяговых двигателей при различных типах преобразователей………………………………………….45
3.8. Значение напряжения………………………………………………………….46
3.9. Параметрические связи………………………………………………………..54
4. Расчет асинхронного двигателя ………………………………………………..64
4.1. Устройство асинхронного тягового двигателя ДТА - 1200…………………65
4.2. Выбор числа пар полюсов………………………………………….................66
4.3. Расчёт номинальных величин………………………………………………...69
4.4. Геометрия зубца статора………………………………………………………72
4.5. Расчет активного слоя ротора………………………………………………...73
4.6. Mathcad и электротехника………………………………………….................75
4.7. Асинхронные двигатели, основные сведения……………………..................77
4.8. Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя……….................78
4.9. Mathcad и его возможности…………………………………………………...81
5. Улучшение условий труда на рабочем месте слесаря автономного отделения……………………………………………………………………………88
5.1. Анализ рабочего места………………………………………………………...88
5.2. Анализ опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте…………………………………………………………………………………90
5.3. Оценка действующих вредных производственных факторов на рабочем месте…………………………………………………………………………………91
5.3.1. Химический фактор……………………………………………………….....93
5.3.2. Производственный шум……………………………………………………..95
5.3.3. Оценка освещенности на рабочем месте…………………………………...96
5.3.4. Тяжесть трудового процесса………………………………………………..97
5.4. Разработка мероприятий по улучшению условий труда. Мероприятия по улучшению искусственного освещения…………………………………………..98
6. Технико-экономическое сравнение вариантов трансформаторов…………..103
6.1. Определение барьерной ставки……………………………………………...103
6.2. Определение экономических результатов по вариантам инвестиций……106
6.3. Расчет чистого дисконтированного дохода………………………………...113
Заключение.………………………………………………………………………..117
Список использованных источников.……………………………………………118

Весь текст будет доступен после покупки

Для поиска путей повышения эффективности деятельности руководством РЖД рассмотрены имеющиеся сегодня технические решения, направленные на дальнейший рост производительности локомотивов.
В настоящее время имеется ряд основных направлений совершенствования конструкции локомотивов. Часть из них уже реализована при производстве новых локомотивов и при модернизации «старых» серий.
При этом реализация имеющихся инновационных технических решений - достаточно дорогостоящая вещь.
Выпускаемые на сегодня инновационные локомотивы более чем в два раза дороже «старых» аналогов, сопоставимых по мощности. В результате использование таких инновационных машин оправдывает себя только на ограниченном количестве участков с нестандартными требованиями к тяговым характеристикам локомотивов.

Весь текст будет доступен после покупки

Применение асинхронного тягового двигателя (АТЭД) вместо коллекторного постоянного (пульсирующего) тока не изменяет общих требований к тяговым характеристикам электровозов, так как они определяются условиями эксплуатации. Эти требования в основном сводятся к тому, что должна быть обеспечена возможность работать в любой точке тяговой области с учетом ограничений по сцеплению и максимальной скорости. При применении АТЭД это удовлетворяется в значительно большей мере, чем при применении коллекторных ТЭД. Применительно к ЭПС с АТЭД можно дополнительно требовать, чтобы независимо от формы характеристик в режиме тяги при боксовании они остановились «жесткими».
Для того чтобы максимально использовать тяговую область, при применении АТЭД необходимо иметь систему преобразования, которая позволяла бы плавно регулировать величину и частоту напряжения его питающего. Второе требование выполняется, если при срыве сцепления, т.е. сбросе нагрузки прекратить рост частоты питающего напряжения. Важным является то, что снижения силы тяги при этом не происходит.


Риc.11. Колесно-моторный блок

Питание АТЭД на магистральных электровозах осуществляется с помощью специальных статических преобразователей, преобразующих напряжение контактной сети 3 кВ постоянного тока или (и) однофазное 25 кВ 50 Гц, в трехфазное, регулируемое по величине, и переменной частоты.
Статические преобразователи должны обеспечивать независимое регулирование частоты питающего напряжения от 0,5 - 1,0 Гц до 100 - 150 Гц и более (в зависимости от конструкции двигателя) и амплитуды первой гармоники выходного напряжения от минимальной при трогании до равной или превосходящей номинальное напряжение статора. Преобразователь должен обеспечивать работу электровоза в режиме тяги и в режиме рекуперативного или (и) реостатного торможения. Как правило, в схеме преобразователя частоты и числа фаз можно выделить следующие структурные части (рисунок 1.1): входной преобразователь, промежуточное звено и выходной преобразователь.

Рис. 1.1. Схема силовой цепи электроподвижного состава с
асинхронным тяговым электроприводом

Схемы силовых преобразователей, питающих АТЭД электровозов постоянного и переменного тока отличаются входным преобразователем. В качестве входного преобразователя на электровозах постоянного тока применяют обычно импульсный регулятор, а на электровозе
переменного тока - 4-qS, получающий питание от вторичной обмотки трансформатора. Входные преобразователи позволяют согласовать параметры электроэнергии источника питания с параметрами, требуемыми для АТЭД (полная или частичная стабилизация напряжения) и уменьшить мешающее влияние привода на источник питания, а следовательно на других потребителей. Выходной преобразователь должен сформировать трехфазное симметричное напряжение синусоидальной или несинусоидальной формы. В этом случае по симметричной статорной трехфазной обмотке АТЭД будет протекать симметричный ток и образуется круговое вращающееся поле и вращающаяся МДС.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Антюхин, В.М. Устройства силовой электроники железнодорожного подвижного состава / В.М. Антюхин, А.А. Богомяков, Ю.А. Евсеев и др. под ред. Ю.М. Иньков и Ф.И. Ковалёва. - М.: ФГБОУ "Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте", 2011. - 471 с.
2. Бурков, А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учебник для вузов железнодорожного транспорта / А.Т. Бурков. - М.: Транспорт, 2001. - 464 с.
3. Ивановский, Р.И. Компьютерные технологии в науке и образовании. Практика применения систем MathcadPro/ Р.И. Ивановский. - М.: Высшая школа, 2003. - 431 с.
4. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Изд. 4-е, доп. Учеб. Пособие для вузов: - М.: Высшая школа, 1972.
5. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учеб. пособие для вузов. Изд. 2-е, доп. М.: Высшая школа, 1975.
6. Иньков, Ю.М. Преобразовательные полупроводниковые устройства подвижного состава / Ю.М. Иньков, Н.А. Ротанов, В.П. Феоктистов, О.Г. Чаусов. - М.: Транспорт, 1982 - 263 с.
7. Локомотивное хозяйство: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / Под ред. Айзинбунда С.Я. - М.: Транспорт, 1986.
8. Лещёв, А.И. Технико-экономическая эффективность применения IGBT, IGCT, GTO в новых разработках преобразователей электроподвижного состава / А.И.Лещёв, К.Н. Суслова // Известия вузов. Электромеханика. - 2000. - №4-5. - С. 82 - 88.

Весь текст будет доступен после покупки