Оценка показателей эксплуатации электровоза ЭП20 в скоростном движении по результатам регистрации параметров МСУД

Введение 5
1 Конструкция и основные параметры электровоза ЭП20» 7
1.1 Механическое оборудование электровоза. Ходовая часть 10
1.2 Электрическое оборудование электровоза ЭП20. Асинхронный тяговый двигатель 12
1.3 Тяговый траснформатор электровоза ЭП20 13
1.4 Общие пояснения к электрической схеме электровоза …………… ………...16
1.5 Неисправности электрических цепей и их устранение ……………. ………...22
2 Оценка показателей эксплуатации электровоза ЭП20 в скоростном движении по результатам регистрации параметров МСУД 32
2.1 Электриеские цепи и схемы электровоза 32
2.2 Основные эксплуатационные параметры электровозов 38
2.3 Тягово-энергетические характеристики ЭП20 39
3 Технико-экономическое обоснование энергопотребления электровоза 40
3.1 Общие сведения…………………………….………………………………….....40
3.2 Определение удельного расхода электроэнергии ………………………….….41
3.3 Определение эксплуатационных расходов………………………………….….43
4 Безопасность и экологичность решений проекта………………………………...47
4.1 Общая характеристика электровоза ЭП20……………………………………...47
4.2 Анализ потенциально опасных вредных фаторов……………………………...47
4.3 Мероприятия по снижению опасных и вредных факторов на ЭП20…………49
4.4 Влияние электропоезда на окружающую среду………………………………..52
4.5 Мероприятия по снижению негативного воздействия электровоза
на окружающую среду……………………………………………… ……………….59
4.6 Расчет искусственного освещения рабочего места с компьютером (в отделе) ………………………………………………………………………………………….59
Заключение 64

Весь текст будет доступен после покупки

Для решения задачи оценки эксплуатационных показателей безотказности оборудования электровозов серии ЭП20 с целью дальнейшей оптимизации периодичности технического обслуживания и ремонтов была рассмотрена информация об отказах данных локомотивов, приписанных к депо Москва-Сортировочная Московская дирекция тяги, эксплуатирующийся преимущественно в европейской части России. Электровоз ЭП20 является технически сложным видом подвижного состава, ввиду чего подходить к оптимизации технологического обслуживания и ремонта необходимо, опираясь только на достоверную информацию о его отказах.
Мониторинг состояния подвижного состава – это наблюдение за техническим состоянием оборудования для установления и прогнозирования момента от перехода в неработоспособное состояние. Это возможно посредством регулярного диагностирования в определенных временных интервалах, которые значительно меньше интервала работоспособного состояния.
Результатом мониторинга свойств эксплуатируемых электровозов являются нормативно-технические документы, которые содержат технологические нормативы для электровозов согласно аспектам конструктивной безопасности. Сбор и обработка этой информации в процессе свойств производится на протяжении всего периода эксплуатации.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Конструкция и основные параметры электровоза ЭП20

ЭП20 «Олимп» – российский гибридный скоростной шестиосный пассажирский электровоз, спроектированный Трансмашхолдингом с использованием ряда технических решений французской компании Alstom в рамках совместного предприятия «Технологии рельсового транспорта». ЭП20 задуман как головной проект масштабной программы разработки широкого ряда российских электровозов нового поколения с асинхронным тяговым приводом. Электровоз серийно выпускается на Новочеркасском электровозостроительном заводе (рисунок 1.1).


Рисунок 1.1 – Электровоз ЭП20 «Олимп»

Электровоз является наиболее современной моделью пассажирских электровозов н железных дорогах России и за счёт применения мощных асинхронных тяговых электродвигателей сопоставим по мощности с восьмиосными двухсекционными электровозами с коллекторными двигателями, такими как ЧС7 и ЧС8, и может использоваться для их замены. Он также является первым представителем нового семейства электровозов производства НЭВЗ с асинхронным тяговым приводом, унифицированных по конструкции механической и электрической части.
Электровоз выпускается в двух исполнениях, отличающихся передаточным отношением тягового редуктора: для движения с максимальной скоростью 160 км/ч и (электровозы с бортовыми номерами 002-018, 046-048 и 077) 200 км/ч. Электровоз ЭП20 в исполнении на 160 км/ч при движении со своей максимальной скоростью может вести на прямом участке пассажирский поезд состав из 24 вагонов, а электровоз на 200 км/ч – поезд из 17 вагонов.
Электровоз представляет собой спроектированную инженерами Трансмашхолдинга платформу с интегрированными в неё высокотехнологичными разработками российских (тяговые двигатели, микропроцессорная система управления и диагностики, модуль тормозного оборудования, питание цепей управления, ряд вспомогательных машин, кабина управления, автоматическая система пожаротушения), французских (тяговые преобразователи, управление тяговым приводом) и других производителей.
Технические характеристики электровоза ЭП20 приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Технические характеристики электровоза ЭП20
Наименование характеристики Значение
Осевая формула 20-20-20
Размеры
Длина по осям автосцепкам, мм 22550
Ширина кузова, мм 3100
Высота оси автосцепок, мм 1060

Продолжение таблицы 1.1
Наименование характеристики Значение
Колесная база тележек, мм 2900
Диаметр новых колес, мм 1250
Ширина колеи, мм 1520
Весовые показатели
Рабочая масса , т 129
Нагрузка от оси на рельсы, тс 21,5
Топливно-энергетические характеристики
Род тока и напряжение 25 кВ, 50 Гц переменного тока
3 кВ постоянного тока
Мощность тяговых электродвигателей, кВт в часовом режиме 6?1200=7200
в длительном режиме 6?1100=6600
Конструкционная скорость, км/ч обычный электровоз скоростной электровоз
160 200
Тормозная система электрическая, электропневматическая, пневматическая

Электровоз ЭП20 (рисунок 1.2) имеет:
- высокую производительность и экономичность;
- уменьшенные затраты на техническое обслуживание и ремонты, низкую стоимость жизненного цикла;
- высокую степень унификации электровозов в целом и их составных частей;
- модульные конструкции основных узлов, оборудования, в том числе унифицированную модульную кабину с климат-контролем;
- комплексную микропроцессорную систему управления, диагностики и безопасности движения, реализующую для пассажирских электровозов функции автоведения поезда с рациональным энергопотреблением;
- асинхронный тяговый привод с унифицированными для грузовых и пассажирских электровозов преобразователями на основе высоковольтных IGBT – модулей большой единичной мощности;
- механический тяговый привод третьего класса;
- унифицированные тележки и устройства связи тележки с кузовом на основе одноповодковых букс, продольных тяг и пружин «флексикойл»;
- современное тормозное оборудование модульного исполнения (винтовые компрессоры с устройствами осушки воздуха, тормозные блоки, противоюзную защиту, электронные краны управления тормозами).


Рисунок 1.2 – Схема расположения оборудования на электровозе ЭП20

1.1 Механическое оборудование электровоза ЭП20. Ходовая часть

Механическая часть состоит из кузова и трех двуосных бесшкворневых тележек. Подвеска тяговых двигателей и редукторов на раме тележки – опорная-рамная. Вертикальная и поперечная связь кузова с тележками осуществлена на крайних тележках посредством опор типа «Флексикойл».
Основными составными узлами тележек (рисунок 1.3) являются: система тормозная 1, колесно-моторный блок (КМБ) 2, рессорное подвешивание 3, рама тележки 4, установка колесно-моторного блока 5, установка системы смазки гребней АГС-9 6. На крайних тележках имеются стойки и накладки для опор кузова типа «Флексикойл». На средних тележках имеются накладки для установки опор кузова средней тележки.


1 – система тормозная; 2 – колесно-моторный блок; 3 – рессорное подвешивание; 4 – рама тележки; 5 – устновка колесно-моторного блока; 6 – установка системы гребней АГС-9
Рисунок 1.3 – Тележка крайняя

Колесно-моторный блок (далее – КМБ) предназначен для преобразования вращательного моменты ротора электродвигателя в поступательное движение электровоза. КМБ состоит из тягового электродвигателя и колесной пары с редуктором и буксами. Колесно-моторный блок состоит из тягового электродвигателя и колёсной пары с редуктором и буксами.

1.2 Электрическое оборудование электровоза ЭП20. Асинхронный тяговый двигатель ДТА-1200А

Асинхронный тяговый двигатель ДТА-1200А (тяговый двигатель) предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети через преобразователь, в механическую энергию, передаваемую колесной паре через тяговый редуктор и передаточный механизм.
Тяговый двигатель (рисунок 1.4) состоит из статора 10, ротора 11, подшипникового щита 14, узла датчиков температуры статора и датчика температуры подшипникового щита. Тяговый двигатель ДТА-1200А является трехфазной асинхронной электрической машиной с короткозамкнутым ротором с регулируемой частотой вращения. Регулирование осуществляется изменением величины частоты питающего напряжения. Двигатель имеет бескорпусное исполнение. Как неотъемлемая составная часть моторно-редукторного блока двигатель имеет только одну собственную подшипниковую опору ротора со стороны, противоположной редуктору. Второй вращающейся опорой ротора является упругая мембранная муфта вала-шестерни редуктора, с которой вал двигателя соединен фланцевым соединением.
Двигатель оборудован датчиками температурного контроля обмотки статора и подшипника. Датчик статора представляет собой два терморезистора в виде капсул, установленных в специальные гнезда в одном из зубцов сердечника статора. Провода датчиков клеммной коробке подсоединены к разъему типа WAGO и далее выведены на вилку.


1 – сборочный люк статора; 2 – фланцевая втулка привода; 3 – передняя шайба нажимная ротора; 4 – вал ротора; 5 – переднее короткозамыкающее кольцо; 6 – катушка статора; 7 – передняя боковина статора; 8 – стержень обмотки ротора; 9 – накладка статора; 10 – статор; 11 – ротор; 12 – перфорированная крышка подшипникового щита; 13 – задняя нажимная шайба ротора; 14 – подшипниковый щит; 15 – балансировочная втулка; 16 – запорная гайка сердечника ротора; 17 – шариковый подшипник; 18 – капсула подшипника; 19 – заднее короткозамыкающее кольцо; 20 – бандажное кольцо; 21 – фланец задней боковины статора; 22 – накладка задней боковины; 23 – литой фланец задней боковины; 24 – боковина задняя статора
Рисунок 1.4 – Тяговый двигатель ДТА-1200А в разрезе

Весь текст будет доступен после покупки

1 Повышение энергоэффективности на ОАО «РЖД» – URL: https://company.rzd.ru/ru/9386/page/103290?id=16380 (дата обращения 20.02.2023).
2 Устройство и эксплуатация электровоза ЭП20 / Д.А. Смаглюков – Москва – 2015. – 360 с.
3 Электровоз ЭП20 «Олимп» – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения 26.02.2023).
4 Моделирование электромеханической системы электропоезда с асинхронным тяговым приводом / Ю.А. Бахвалов [и др]. – М. : Транспорт, 2001. – 286 с.
5 Нормирование расхода электроэнергии на железнодорожном транспорте – URL: https://www.poezdvl.com/ekonomia-elektroenergii-na-podvizhnom-sostave/normirovanie-raskhoda-elektroenergii.html (дата обращения 25.03.2023).
6 Способы снижения расходом электроэнергии – URL: http://loko.su/level2/Economy.html (дата обращения 20.05.2023).
7 Оценка воздействия транспортных потоков на окружающую среду / В.М Гарина, Л.В. Громовой; Ростов – н/Д: РГУПС, 2007 – 94 с.
8 Охрана труда и безопасность жизнедеятельности – URL: https://company.rzd.ru/ru/9386/page/103290?id=17517#main-header (дата обращения 27.04.2023).
9 Российская Федерация. Законы. Об охране окружающей среды: Федеральный закон № 7-ФЗ: [принят Государственной думой 20 декабря 2001 года: одобрен Советом Федерации 26 декабря 2001 года] – Москва: Проспект; Санкт-Петербург: Кодекс, 2002. – 42 с.

Весь текст будет доступен после покупки