Експериментальнi дослiдження енергетичноїефективностi прискорених теплових випробувань тягових електромашин
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, Дніпро
Abstract
UKR: Випробування на нагрівання тягових електричних машин є найбільш енергоємним. Ураховуючи необхідність вибору раціонального варіантасхеми взаємного навантаженнядлязменшення витрателектри-чної енергії під час випробувань, автори передбачають провестидослідження кількості сумарних корисних енергій джерел живлення стендаза годинного і пускового струму. Методика. Експериментальні досліджен-ня проведенона стенді взаємного навантаження. Якджерелаживлення (вольтододатковамашина йлінійнийгенератор) використанообертові машини. Напругута коефіцієнт ослаблення поля тягових двигунів під час випробувань підтримувалиномінальними. Умовоюрівності кінцевих перевищеньтемператур випробовува-них тягових двигунів для обох режимів було досягнення однакового сумарного опору кола.Для аналізуре-зультатів випробувань використано методи теоретичного дослідження йаналітичного розрахунку електрич-них кіл, теоретичних основ електротехніки, математичного моделювання електричних та енергетичних про-цесів. Результати.Проведений комплекс випробувань на нагрівання тягових двигунів моторвагонного елек-трорухомого складу показав, що витрати електричної енергії за пускового струмуменші на 36% порівняноз годинним режимом навантаження. Випробування на стенді взаємного навантаження підтвердили практич-ну можливість проведення прискорених випробувань тягових електричних двигунів. Наукова новизна.До-ведено, що використання режиму випробування на нагрівання пусковим струмом забезпечує підвищення енергетичної ефективності випробувань та відповідне зменшення загальних витрат електроенергії на прий-мально-здавальні випробування. Намічено подальшідослідженнядлявизначення резервів енергозбереження під час післяремонтних випробувань тягових електричних двигунів магістрального, кар’єрного і примісько-го транспорту. Практична значимість. Результати випробувань можуть стати основою модернізації стендів взаємного навантаження локомотиворемонтних підприємств для теплових випробувань тягових двигунів постійного тапульсувального струму. Проведені дослідженнядозволяють розробитирекомендації щодо проєктування раціональних схем випробних стендівіз підвищеною енергетичною ефективністю системи взаємного навантаження тягових електричних машин, які відрізняються врахуванням коефіцієнтакорисної дії джерел та перетворювачів потужності.
ENG: Heating tests of traction electric machines are the most energy-intensive tests. Taking into account the need to choose a rational variant of the mutual load scheme in order to reduce the consumption of electrical energy during the tests, a study of the amount of total useful energy of the power sources of the stand at hourly and starting current was carried out. Methodology. Experimental studies were carried out on a mutual load stand. Rotating ma-chines were used as power sources (voltage booster and linear generator). The voltage and field attenuation coeffi-cient of the traction motors during the tests were kept nominal. The condition of the equality of the final temperature excesses of the tested traction motors for both test modes was the achievement of the same total circuit resistance. For analysis of test results, methods of theoretical research and analytical calculation of electric circuits, theoretical foundations of electrical engineering, mathematical modeling of electrical and energy processes were used. Findings. The conducted set of tests on heating the traction motors of electric rolling stock practically showed that the consumption of electrical energy at the starting current is 36% lower compared to the hourly load mode. Tests on the mutual load stand confirmed the practical possibility of accelerated tests of traction electric motors. Originality. It has been practically proven that the use of the heating test mode with the starting current ensures an increase in the energy efficiency of the tests and a corresponding reduction in the total electricity consumption for acceptance tests. Further development of practical research is planned for the purpose of determining energy saving reserves during post-repair tests of traction electric motors of highway, quarry and suburban transport. Practical value. The results of practical tests can become the basis for modernization of mutual load stands of lo-comotive repair enterprises for thermal tests of traction motors of direct and pulsating current. The conducted tests allow us to create recommendations for the design of rational schemes of test benches with increased energy effi-ciency of the system of mutual loading of traction electric machines, which differ by accounting the efficiency of sources and power converters.
ENG: Heating tests of traction electric machines are the most energy-intensive tests. Taking into account the need to choose a rational variant of the mutual load scheme in order to reduce the consumption of electrical energy during the tests, a study of the amount of total useful energy of the power sources of the stand at hourly and starting current was carried out. Methodology. Experimental studies were carried out on a mutual load stand. Rotating ma-chines were used as power sources (voltage booster and linear generator). The voltage and field attenuation coeffi-cient of the traction motors during the tests were kept nominal. The condition of the equality of the final temperature excesses of the tested traction motors for both test modes was the achievement of the same total circuit resistance. For analysis of test results, methods of theoretical research and analytical calculation of electric circuits, theoretical foundations of electrical engineering, mathematical modeling of electrical and energy processes were used. Findings. The conducted set of tests on heating the traction motors of electric rolling stock practically showed that the consumption of electrical energy at the starting current is 36% lower compared to the hourly load mode. Tests on the mutual load stand confirmed the practical possibility of accelerated tests of traction electric motors. Originality. It has been practically proven that the use of the heating test mode with the starting current ensures an increase in the energy efficiency of the tests and a corresponding reduction in the total electricity consumption for acceptance tests. Further development of practical research is planned for the purpose of determining energy saving reserves during post-repair tests of traction electric motors of highway, quarry and suburban transport. Practical value. The results of practical tests can become the basis for modernization of mutual load stands of lo-comotive repair enterprises for thermal tests of traction motors of direct and pulsating current. The conducted tests allow us to create recommendations for the design of rational schemes of test benches with increased energy effi-ciency of the system of mutual loading of traction electric machines, which differ by accounting the efficiency of sources and power converters.
Description
В. Васильєв: ORCID 0000-0001-7551-2332; А. Афанасов: ORCID 0000-0003-4609-2361; А. Гулівець: ORCID 0000-0003-3410-9605; Ю. Попудняк: ORCID 0000-0002-1383-9863.
Keywords
взаємне навантаження, випробування, вольтододаткова машина, пусковий струм, годинний режим, нагрівання, корисна енергія, лінійний генератор, час випробування, режим навантаження, тягова електро-машина, температура, starting current, mutual load, test, load mode, heating, traction electric machine, useful energy, temperature, linear generator, voltage booster, test time, hour mode, КЕРС, КАПЗБМ, КФ
Citation
Васильєв В. Є., Афанасов А. М., Гулівець О. М., Попудняк Ю. Я. Експериментальнi дослiдження енергетичноїефективностi прискорених теплових випробувань тягових електромашин. Наука та прогрес транспорту. 2022. № 2 (98). С. 69–77. DOI: 10.15802/stp2022/268397.