Проект тягового вентильно-индукторного двигателя электровоза.

Введение………………………………………………………………………………...6
1 Обоснование применения вентильно-индукторного двигателя в системе
тяги электровоза «Олимп» ……...…………………………………………………...8
1.1 Статистика отказов тяговых асинхронных электрических машин
электровозов……………………………………………………………………..8
1.2 Особенности тягового асинхронного привода электровоза ..……………….10
1.3 Основные виды неисправностей тяговых асинхронных двигателей..……....17
1.4 Вентильно-индукторный двигатель как перспективный тип электромеханического преобразователя энергии…………………………….19
2 Проектирование магнитной системы тягового вентильно-индукторного
двигателя электровоза «Олимп»………………………………………………. …..25
2.1 Выбор методики расчета тягового вентильно-индукторного двигателя…....25
2.2 Расчет элементов магнитной системы вентильно-индукторного
двигателя.………………………………………………….................................36
3 Исследование магнитной системы вентильно-индукторного двигателя при ее асимметрии………………………………………………. ………………………...47
4 Технико-экономическое обоснование проекта тягового
вентильно-индукторного двигателя электровоза………………………………...54
4.1 Общие сведения………………………………………………………………...54
4.2 Определение величины капитальных вложений……………………………..55
4.3 Определение величины себестоимости вентильно-индукторного двигателя………………………………………….…………………………….60
4.4 Расчет показателей экономической эффективности проекта тягового
двигателя ……………………………………………………………………….62
5 Безопасность и экологичность решений проекта…………………………………68
5.1 Общая характеристика ремонтного локомотивного депо …………………..68
5.2 Анализ потенциальных опасных и вредных факторов при обслуживании электровоза……………………………………………………………………..69
5.3 Мероприятия по снижению опасных и вредных факторов при
обслуживании электровоза……………………..……………………………...71
5.4 Влияние электровоза на окружающую среду……….......................................72
5.5 Мероприятия по снижению негативного воздействия электровоза на окружающую среду…………………………………………………………….75
5.6 Определение оптимального расстояния от железнодорожной магистрали
до селитебной территории с учетом экологических показателей…………..76
Заключение…………………………………………………………………………….80
Список использованных источников………………………………………………...81

Весь текст будет доступен после покупки

Двухсистемные электровозы имеют большое значение для железнодорожных перевозок. Так, во-первых, являясь двухсистемным электровозом, ЭП20 позволил отменить продолжительные стоянки на станциях стыковки тока, тем самым исключив замену локомотива. Во-вторых, данный электровоз может разгоняться до 200 км/ч.
Однако на сегодняшний день прекращен выпуск новых единиц двухсистемных электровозов «Олимп», что обусловлено уходом Alstom из проектов «Трансмашхолдинга». Всего было выпущено 80 единиц данного подвижного состава, что является недостаточным для достижения эффективного перевозного процесса. Помимо этого, на пути российских производителей электрического подвижного состава (ЭПС) возникают сложности в плане поставок комплектующих для уже существующих электровозов в связи с введенной санкционной политикой. Поэтому, создание мощных двухсистемных электровозов российскими специалистами и их производство на отечественных предприятиях обеспечит стратегическую безопасность страны, ее транспортную независимость.
Выпуск нового российского двухсистемного электровоза, который должен стать аналогом ЭП20 и включать компоненты уже существующих 80 единиц ЭПС, планируется с 2026 г. Соответственно, новый двухсистемный электровоз должен иметь мощность 7200 кВт, скорость 160/200 км/ч и асинхронные тяговые электродвигатели (АТЭД) [1, 2]. Поэтому, перед отечественным железнодорожным машиностроением стоит первостепенная задача, заключающаяся в импортозамещении и переходе на самостоятельный выпуск комплектующих для ЭПС [3].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обоснование применения вентильно-индукторного двигателя в системе тяги электровоза «Олимп»

1.1 Статистика отказов тяговых асинхронных электрических машин электровозов

Согласно [6] произведен анализ отказов электрических машин на основе данных за 2017-2018 гг. по подвижному составу относительно новых серий, получивших широкое внедрение на железнодорожном транспорте. Анализ данных по отказам пассажирских электровозов ЭП20 с АТЭД выполнен по состоянию на 01.01.2019 г. На указанную дату в приписном парке находилось 65 электровозов данного типа. Распределения отказов электрооборудования электровозов ЭП20 за 2017-2018 гг. приведены на рис.1.1.
Электровоз ЭП20 имеет АТЭД типа ДТА-1200А номинальной мощностью в часовом режиме 1200 кВт, а также асинхронные двигатели вентиляторов: АЭВ160S2У2 (11 кВт), АЭВ132М2У2 (7,5 кВт), АЭВ80В2М2 (1,5 кВт).
За рассматриваемый период эксплуатации зафиксированы более 300 отказов, которые привели одному из четырех исходов: к вызову вспомогательного локомотива, задержке поезда, постановке локомотива на неплановый ремонт или устранению неисправности на плановом ремонте. Как показывает анализ за 2017–2018 гг. отказы электровозов типа ЭП20, связанные с тяговыми и вспомогательными электродвигателями, суммарно составляют 14–15 % и обусловлены неисправностями их различных узлов.
Проанализируем данные по отказам грузовых электровозов 2ЭС10 с АТЭД. По состоянию на 01.01.2019 г. в приписном парке находилось 157 электровозов данного типа. Распределения отказов электрооборудования электровозов 2ЭС10 за 2017–2018 гг. в виде диаграмм Парето приведены на рисунках 1.2, 1.3 [6].
Электровоз 2ЭС10 имеет АТЭД номинальной мощностью 1200 кВт, асинхронный двигатель компрессора рДМ180LВ40М5 (30 кВт), а также асинхронные двигатели вентиляторов: рДМ180L4 (30 кВт), рДМ180М2У1 (22 кВт), рДМ112МВ2 (7,5 кВт) [6].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Валинский, О. В 2024 году хотим представить линейку полностью отечественных локомотивов / О. Валинский. – Текст : электронный // Rolling Stock. – URL : https://rollingstockworld.ru/lokomotivy/oleg-valinskij-v-2024-godu-hotim-predstavit-linejku-polnostyu-otechestvennyh-lokomotivov/ (дата обращения: 05.01.2025).
2 РЖД ждут от заводов линейку полностью отечественных локомотивов. – Текст : электронный // Прайм : [сайт]. – 2025. – URL: https://1prime.ru/20230425/840470004.html (дата обращения: 05.01.2025).
3 Мирошниченко, Е.Е. Перспективы применения вентильно-индукторного двигателя в системе тяги высокоскоростного электропоезда / Е.Е. Мирошниченко // Известия Петербургского университета путей сообщения. – СПб.: ПГУПС, 2023.– Т. 20.– Вып. 4. – С.941–952 .
4 Дорохина, Е.С. Анализ методов контроля теплового состояния асинхронного тягового электродвигателя при испытаниях и эксплуатации / Е.С. Дорохина. – Текст : электронный // Региональный Центр Инновационных Технологий. – UPL: http://www.rcit.su/article079.html (дата обращения: 05.01.2025).
5 Шевкунова, А.В. Повышение эффективности заводского ремонта тяговых электродвигателей / А. В. Шевкунова, Е. Е. Мирошниченко // Известия ТулГУ. – 2023. – Вып.4. – С. 564–569.
6 Попов, Д.И. Разработка научных основ построения электротехнических комплексов для испытания тяговых электрических машин методом взаимной нагрузки : дисс… докт. техн. наук : 05.09.03 / Д.И. Попов. – Омск, 2022. – 365 с.
7 Солтус, К.П. Тяговая система электровоза ЭП20 / К.П. Солтус // Локомотив. – 2014. – № 11. – С. 20–23.

Весь текст будет доступен после покупки