Удосконалення післяремонтних випробувань тягових двигунів рухомого складу

Abstract

UA: Зроблено аналіз надійності ТД за статистичними даними та системи ремонту і післяремонтних випробувань ТД. Запропоновано структуру комплексної системи ідентифікації параметрів ТД, яка дасть можливість оперативно оцінювати зміну параметрів в процесі експлуатації і при поточному ремонті, що дозволить розпізнати несправність у початковій її стадії і вжити заходів по усуненню дефектів, а також створити базу даних для організації технічного обслуговування і ремонту по фактичному технічному стану ТД рухомого складу. Теоретично досліджений та обґрунтований вплив зміни параметрів ТД на живильну мережу. Для удосконалення ефективності ідентифікації параметрів ТД теоретично обґрунтована і доопрацьована методика оцінки електромеханічних параметрів за пусковими характеристиками. Розроблена і науково обґрунтована математична теплова модель ТД. Теоретично обґрунтований метод визначення післяремонтного номінального струму ТД з урахуванням додаткових втрат, які притаманні післяремонтному періоду ТД. Обґрунтовано і розроблена структура комплексу паспортизації ТД після ремонту. Розроблено алгоритм і програмне забезпечення ЕОМ для ідентифікації параметрів і післяремонтної паспортизації ТД. RU: Проведен анализ статистических данных отказов ТД, которые подтвердили факт, что 15- 20% ТД подвижного состава, выходят из строя в первый период их работы, так называемый приработочный период. Это в свою очередь указывает на несовершенство технологии и соответственно низкое качество ремонта и малоэффективные методы испытания на нагрев, поскольку больший процент отказов приходится на замыкание (короткое) в обмотках якоря. Анализ послеремонтных испытаний ТД показал, что измерение известными способами некоторых параметров ТД (например, электрическое сопротивление якоря, температура якорной цепи) выполняется не достаточно точно, а определение основных электроэнергетических характеристик ТД, вообще не выполняется. Установлено, что основными недостатками существующих систем послеремонтных испытаний, которые используются на электроремонтных предприятиях, является: - отсутствие информации для полной идентификации электромеханических параметров ТД, что при таком подходе к послеремонтным испытаниям приведет к повторным ремонтам, особенно в тех условиях, когда тяговые двигатели, работают при последовательно-параллельном соединении и в результате чего совершают значительное влияние друг на друга; - системы нагружения статического типа не дают полной информации о послеремонтном состоянии тягового двигателя, данный режим не соответствует реальным эксплуатационным режимам, поэтому статическое нагружение не дает представления о состоянии ТД в реальных режимах; - большая площадь и металлоемкость станций нагружения, что объясняется необходимостью установки фундаментных плит, дополнительных электрических машин. Предложена структура комплексной системы идентификации параметров ТД, которая дает возможность оперативно оценить изменение параметров в процессе эксплуатации и при текущем ремонте. Это в свою очередь, позволит распознать неисправность в начальной ее стадии и принять меры по устранению дефектов, а также создать базу данных для организации технического обслуживания и ремонта по фактическому состоянию ТД подвижного состава. Теоретически исследовано влияние изменения параметров ТД на питающую сеть и взаимовлияние расхождения параметров тяговых двигателей постоянного тока при последовательно-параллельном их соединении и работе на общую нагрузку, что в свою очередь при установлении ТД на один локомотив, даст возможность подбирать идентичные ТД не только по их параметрам, а и по электромеханическим характеристикам. Как объект идентификации, тяговый двигатель постоянного тока последовательного возбуждения, представляет собой сложную систему, состояние которой в эксплуатации определяется по ограниченному числу входных и выходных параметров. Выходные параметры, которые можно достаточно легко определить в условиях эксплуатации является напряжение, ток, частота вращения. Поэтому для усовершенствования эффективности идентификации параметров ТД теоретически обоснована и доработана методика оценки электромеханических параметров по квазипереходным характеристикам, которая позволяет определять активное и индуктивное сопротивление якорной цепи ТД с относительной погрешностью соответственно: +1,2 – -2,41% та +0,3 – -0,02%. Результаты теоретических исследований электромеханических параметров тяговых двигателей, полученных по пусковым характеристикам с использованием полученных уравнений, были выполнены для ТД типа ДК117Д вагона метрополитена. Установлено, что на тепловой режим работы ТД влияют следующие изменяемые в процессе ремонта параметры: сопротивление обмоток якорной цепи, сопротивление обмотки возбуждения, коэффициент потерь в стали, класс изоляции, тип щеток и их давление на коллектор, качество поверхности коллектора. Для исследования тепловых режимов тяговых двигателей после ремонта, оценки влияния и взаимовлияния параметров на условия нагревания ТД, как отдельных составляющих, так и двигателей в целом разработана и научно обоснована математическая тепловая модель ТД. Использование разработанной тепловой модели, позволило определить, что с ростом дополнительных электроэнергетических потерь в якоре, которые присущи ТД после их ремонта, наблюдается опережающий рост температуры изоляции пазовой части обмотки якоря в сравнении с ее лобовыми частями. При увеличении дополнительных потерь энергии на 1-2,5 Вт, температура по длине якоря увеличивается на 10-15%. По усовершенствованной тепловой модели, теоретически обоснован метод определения послеремонтного номинального тока ТД с учетом дополнительных потерь энергии, в послеремонтных периодах их эксплуатации, которым характерны изменения (отклонение) номинального тока якоря в сравнении с до ремонтным, позволяет прогнозировать пакет дополнительных мер, по снижению рабочей температуры ТД. Сформулирован и сконструирован алгоритм испытания ТД, пакет программного обеспечение ЭВМ для идентификации параметров и послеремонтной паспортизации ТД. Обоснована и разработанная структура комплекса паспортизации ТД после ремонта. Экспериментально подтверждено эффективность предложенных методов и средств по усовершенствованию послеремонтных испытаний ТД, в ходе лабораторных исследований и в промышленных условиях. EN: The analysis of reliability ТE on statistical data and systems of repair and postrepair tests is made. The structure of complex system of identification of parameters ТE which will enable operatively is offered to estimate change of parameters while in service and at operating repair which will allow to distinguish malfunction in its initial stage and to take measures on elimination of defects, and also to create a database for the organization of maintenance service and repair on actual technical condition ТE of a rolling stock. Mathematical thermal model ТE is developed and scientifically proved. The method of definition postrepair rated current ТE in view of additional losses which are inherent postrepair in period ТE is theoretically proved and modified.