Проект совершенствования технологии диагностирования тягового двигателя электроподвижного состава

Введение………………………………………………………………………………...6
1 Основные виды неисправностей тяговых асинхронных двигателей
электроподвижного состава………………………………………………………….8
1.1 Основные достоинства асинхронного тягового электродвигателя…………..8
1.2 Повреждения подшипников и их причины …………………………………..12
1.3 Электрические повреждения элементов статора……………………………..11
1.4 Неисправности ротора…………………………………………………………18
2 Методы диагностики тяговых асинхронных электродвигателей………………..21
2.1 Диагностика неисправностей на основе анализа вибраций………………….21
2.2 Диагностика на основе измерения осевого магнитного ……………………..23
2.3 Диагностика на основе анализа электромагнитного момента………...……..24
2.4 Измерение температуры………………………………………………………..25
2.5 Химический анализ……………………………………………………………..25
2.6 Диагностика на основе анализа тока обмотки статора асинхронного
двигателя………………………………………………………………………...25
3 Исследование теплового состояния тяговых асинхронных двигателей
электроподвижного состава………………………………………………………...28
3.1 Повышение температуры обмоток тягового асинхронного двигателя……..29
3.2 Характеристика тягового асинхронного двигателя при изменении температуры его обмоток ……………………………………………………..30
3.3 Классификация способов измерения температуры вращающихся частей тяговых электродвигателей………………………...………………………….39
4 Контроль теплового состояния тягового двигателя НТА-1200 электровоза
ЭП10 ………………………………………………………………………………....42
4.1 Существующие способы оценки теплового состояния асинхронных электродвигателей ………………………………………………………..........42
4.2 Математическая модель теплового состояния асинхронного тягового двигателя электровоза………………………………………………………….44
4.3 Особенность предлагаемой системы оценки теплового состояния асинхронного тягового двигателя……………………………………………..53
5 Технико-экономическое обоснование внедрения системы контроля теплового состояния асинхронного тягового электродвигателя……………………………57
5.1 Общие сведения………………………………………………………………...57
5.2 Определение величины капитальных вложений …………………………….58
5.3 Определение эксплуатационных расходов, связанных с эксплуатацией системы мониторинга теплового состояния остаточного ресурса АТЭД электровоза……………………………………………………………………..62
5.4 Определение величины выгод за счет сокращения неплановых ремонтов АТЭД пассажирского электровоза……………………………………………64
5.5 Определение показателей экономической эффективности от мониторинга теплового состояния остаточного ресурса АТЭД……………………………65
Заключение…………………………………………………………………………….67
Список использованных источников………………………………………………...68

Весь текст будет доступен после покупки

Одной из главных задач, стоящих перед электрическим подвижным составом (ЭПС), является повышение их эксплуатационной надежности в целях обеспечения безопасности движения поездов с учетом реализации необходимых тяговых характеристик, улучшение габаритно-массовых и эксплуатационных показателей в широком диапазоне нагрузок и скоростей движения, в сложных климатических условиях. Для ЭПС конечным потребителем, который осуществляет вращение колесной пары локомотива, в дальнейшем приводящей локомотив и поезд в движение, служит тяговый электродвигатель (ТЭД).
ТЭД относятся к наиболее нагруженному оборудованию электровозов с точки зрения комплексного воздействия на них тепловых, электрических, механических и климатических факторов. Поэтому, несмотря на постоянно проводимые мероприятия конструктивно-технологического характера при изготовлении и ремонте локомотивов, уровень повреждаемости ТЭД в эксплуатации хотя и снижается, но остается довольно высоким.
Применение асинхронных тяговых электродвигателей (АТЭД), обладающих рядом известных преимуществ в сравнении с тяговыми двигателями постоянного тока, способствует повышению надежности и экономичности ЭПС, улучшает их тяговые качества. Вместе с этим неисправная работа, либо выход из строя АТЭД приводит не только к его ремонту или замене, но и к значительным финансовым расходам в связи с неопределенным временем простоя.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Основные виды неисправностей тяговых асинхронных двигателей электроподвижного состава

Асинхронные двигатели (АД) получили широкое распространение в электроприводе транспортных средств и технологических механизмов предприятий промышленности и транспорта благодаря простоте конструкции, надежности в эксплуатации и ремонтопригодности. По данным статистики асинхронные двигатели потребляют до 80% электрической энергии в промышленности и до 30% на транспорте. Несмотря на высокую надежность, асинхронные двигатели подвержены отказам, наиболее частыми причинами которых являются эксплуатационные перегрузки (около 50% случаев) и технологические нарушения (около 35% случаев). Для АД общепромышленного исполнения мощностью 5 кВт и выше около 85% отказов происходят из-за повреждения обмоток статора, при этом свыше 90% от этого числа составляют межвитковые замыкания. Для АД, работающих в особо тяжелых условиях эксплуатации, таких как асинхронные тяговые электродвигатели (АТЭД) связанных с тепловыми, вибрационными и ударными механическими нагрузками, распределение отказов по элементам конструкции может отличаться от приведенных значений в сторону увеличения процента отказов подшипниковых узлов и обрыва стержней ротора [6–9].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Хамидов, О.Р. Разработка методики комплексного диагностирования асинхронного тягового элек тродвигателя подвижного состава железнодорожно го транспорта / О. Р. Хамидов, О. Т. Касымов // Ма териалы конференций ГНИИ «Нацразвитие» : сб. избр. статей. – СПб. : ГНИИ «Нацразвитие», 2017. – С. 32–39.
2 Грачев, В.В. О достоверности прямых способов оперативного контроля энергоэффективности тепло возов в эксплуатации / В. В. Грачев, А. В. Грищенко, Ф. Ю. Базилевский // Вестн. Ин-та проблем естествен ных монополий : Техника железных дорог. – 2018. – № 2 (42). – С. 40–48.
3 Грищенко, А.В. Новые электрические машины локомотивов : учеб. пособие для вузов ж.-д. транс порта / А. В. Грищенко, Е. В. Козаченко. – М. : Учеб. метод. центр по образованию на ж.-д. транспорте, 2008. – 271 с.
4 Хамидов, О.Р. Оценка технического состояния асинхронных тяговых электродвигателей электро возов серии «UZ-EL» средствами вибродиагности ки / О. Р. Хамидов, О. Т. Касымов // Материалы кон ференций ГНИИ «Нацразвитие» : сб. избр. статей. – СПб. : ГНИИ «Нацразвитие», 2017. – С. 13–19.
5 Bellini, A. Quantitative evaluation of induction mo tor broken bars by means of electrical signature analy sis / A. Bellini, F. Filippetti, G. Franceschini, C. Tassoni, G. B. Kliman // IEEE Trans. Ind. Appl. – 2001. – Vol. 37. – P. 1248–1255.

Весь текст будет доступен после покупки