Повышение ресурса работы тягового электродвигателя тепловоза

Введение…………………………………………………………………………….…..6
1 Исследование факторов, оказывающих влияние на работу тяговых электродвигателей тепловозов …………………………………………….……….7
1.1 Основные повреждения тяговых электродвигателей, возникающие в процессе эксплуатации………………………………………………………….7
1.2 Воздействие эксплуатационных факторов на изоляцию тяговых электродвигателей тепловозов……………………………………………….…9
1.3 Обзор известных способов повышения ресурса работа тяговых электродвигателей тепловозов……………………………………………...…12
2 Повышение ресурса работы тяговых электродвигателей тепловозов с учетом теплофизичеких параметров ……………………………………………………....14
2.1 Изменение сопротивления изоляции обмоток якоря и дополнительных полюсов…………………………………………………………………………14
2.1.1 Оценки влияния колебаний температур и влажности воздуха в системе охлаждения тяговых электродвигателей на физические параметры изоляции………………………………………………………………….14
2.1.2 Исследование отказов ТЭД вследствие критического уменьшения сопротивления изоляции обмоток…………………………………...…19
2.2 Сопоставление коэффициентов линейного температурного расширения токопроводящих и изолирующих материалов ……………………………....23
3 Исследование зависимости ресурса работы тягового электродвигателя тепловоза от класса нагревостойкости изоляции…………………………………………….28
3.1 Выбор изоляционных материалов…………………………………………….28
3.2 Повышение класса нагревостойкости изоляции……………………………..31
3.2.1 Повышению класса изоляции тягового электродвигателя до
класса «Н» ……………………………………………………………...31

3.2.2 Применения витковой изоляции в пазу якоря на один класс нагревостойкости выше……………………………………………..…34
3.3 Оценка ресурса и характеристик изоляции тяговых электродвигателей локомотивов методом ускоренного старения………………………………...37
4 Технико-экономическое обоснование выбора варианта изоляции для тягового электродвигателя типа ЭД118…………………………………………………..…42
4.1 Общие сведения………………………………………………………………...42
4.2 Определение величины сопутствующих единовременных затрат………….43
4.3 Расчет показателей экономической эффективности выбора варианта
средств изоляции ТЭД типа ЭД118……………………..…………………….48
5 Безопасность и экологичность решений проекта…………………………………49
5.1 Общая характеристика тепловоза…………………………………………..…49
5.2 Анализ потенциальных опасных и вредных факторов при обслуживании тепловоза………………………………………………………………………..50
5.3 Мероприятия по снижению опасных и вредных факторов при
обслуживании тепловоза…………..…………………………………………..53
5.4 Влияние тепловоза на окружающую среду…………………………………...56
5.5 Мероприятия по снижению негативного воздействия на окружающую
среду при эксплуатации тепловоза…………………….……………………...59
5.6 Расчет естественной вентиляции электромашинного цеха ………………....60
Заключение………………………………………………………………………….…64
Список использованных источников………………………………………………...66

Весь текст будет доступен после покупки

Увеличивающийся объем железнодорожных перевозок приводит к дополнительным нагрузкам на тяговые электрические машины, которые и без того работают в сложных эксплуатационных условиях: перепадах температуры окружающей среды, срывах сцепления, вибрациях, загрязнениях взвесью пыли охлаждающего воздуха.
Несмотря на перспективные планы по использованию асинхронного тягового привода на мощных тепловозах, ТЭД постоянного тока сохраняют свои лидирующие количественные показатели, что объясняется устойчивостью данного типа машин к перегрузкам и мягкой регулировочной характеристикой. Остро стоит проблема отказа ТЭД в пути следования, так как это ведёт к снижению тяговых свойств локомотива, отсутствию возможности преодоления подъёмов и, как следствие этого, остановки перевозочного процесса, что в свою очередь ставит под угрозу безопасность движения.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Исследование факторов, оказывающих влияние на работу тяговых электродвигателей тепловозов

1.1 Основные повреждения тяговых электродвигателей, возникающие в процессе эксплуатации

Проведенный анализ неисправностей ТЭД в эксплуатации показал невысокую надежность конструкции ТЭД. Это выражается в большом количестве неисправностей, возникающих во время работы. Рассмотрим причины возникновения подобных отказов, а также факторы, отрицательно влияющие на работу электрических машин (рис. 1.1).















Рисунок 1.1 – Факторы, оказывающие влияние на работу тягового электродвигателя тепловоза в эксплуатации

Все повреждения электрических машин тепловозов можно разделить на две группы: к одной группе – наибольшей – относятся повреждения электрических частей, а ко второй – механических. Наиболее характерные дефекты ТЭД, возникающие в процессе эксплуатации, представим ниже в виде схемы (рис. 1.2).
Рисунок 1.2 – Распространенные дефекты ТЭД
Чаще всего неисправность ТЭД ведет к постановке локомотива на неплановый ремонт. Бoльшая часть таких дефектов заключается в повреждении изоляции токоведущей части электрической машины. Причиной появления такого рода неисправностей являются потери энергии, преобразуемые в тепло, что вызывает сокращение срока службы машин, старение изоляции, образование микротрещин [1].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Дворкин, П.В. Анализ теплового состояния тяговых электродвигателей по данным микропроцессорной системы управления тепловоза / П. В. Дворкин, Д. Н. Курилкин // Известия ПГУПС. – 2019. – №3. – C. 401–409.
2 Калякулин, А. Н. Метод и устройство для обнаружения пробоя изоляции на корпус в силовых цепях тепловозов / А.Н. Калякулин // Омский научный вестник. – 2019. – № 1 (163). – С. 38– 42.
3 Механическая часть тягового привода: учеб. для вузов ж.-д. транспорта / И. В. Бирюков [и др.]. М.: Транспорт, 1992. – 440 с.
4 Федянин, А.И. Актуальные проблемы надежности тяговых электродвигателей локомотивов в эксплуатации / А.И. Федянин // Локомотивы. Электрический транспорт. – XXI век: материалы VII Междунар. науч.-техн. конф. (Санкт-Петербург, 10–12 ноября 2020 г.); Петербургский государственный университет путей сообщения императора Александра I. – СПб.: ПГУПС, 2020. – С. 19–22.
5 Прохор, Д.И. Результаты эксплуатационных испытаний опытной системы изоляции класса «H» тяговых двигателей тепловозов и ее контроль средствами мобильной диагностики / Д.И. Прохор // Бюллетень результатов научных исследований. – 2021. – Вып. 4. – С. 35–46.
6 Асташков, Н.П. Обеспечение безопасности и защиты вспомогательного оборудования подвижного состава / Н.П. Асташков, В.А. Оленцевич, Ю.И. Белоголов // Современные технологии. – 2020. – № 4 (68). – С. 189–195.
7 Логинова, Е.Ю. Режим движения тепловоза и ресурс тяговых двигателей / Е.Ю. Логинова // Локомотив. – 1999. – № 12. – С. 25–28.

Весь текст будет доступен после покупки