Термін служби допоміжних машин електропоїздів змінного струму
Loading...
Files
Date
2015
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UK: Мета. В роботі необхідно проаналізувати підвищення працездатності допоміжних машин електропоїздів змінного струму серії ЕР9М при експлуатації в реальних умовах. Методика. Запропоновано інженерний
метод із визначення відносного скорочення терміну служби асинхронних двигунів, обраних із певним проектним запасом потужності, в нормальних експлуатаційних умовах та при зниженні показників якості живлячої електроенергії в бортових колах рухомого складу, що має місце при реальній експлуатації на ділянках Укрзалізниці. Результати. У результаті проведених автором досліджень встановлено, що тривала робота
асинхронних двигунів, обраних із достатнім коефіцієнтом запасу потужності kз = 1,6, при несиметрії живлячої напруги 16…20 % призводить до скорочення їх терміну служби на 9,5…33,2 % в залежності від типу
двигуна. Цим доведено, що вибір допоміжних машин із більшим запасом потужності не
є раціональним способом підвищення працездатності допоміжних машин на електропоїздах серії ЕР9М.
Зроблені рекомендації стосовно впровадження симетро-компенсуючих та захисних пристроїв, побудованих на сучасній мікропроцесорній та мікроконтролерній елементній базі. Вони роблять неможливою роботу допоміжних машин при низькому рівні якості електричної енергії у бортових колах електропоїздів змінного струму в цілому та на електропоїздах серії ЕР9М зокрема. Наукова новизна. Вперше висвітлено питання
аналітичного дослідження впливу якості живлячої енергії на термін служби допоміжних машин електропоїздів змінного струму серії ЕР9М через визначення відносного скорочення терміну служби допоміжних машин (в залежності від температури загального перегріву). Враховано вплив коефіцієнту запасу потужності двигуна на середній перегрів та процес нагрівання електричних машин в цілому. Практична значимість.
Отримані в ході досліджень результати дозволяють критично оцінити існуючий захист допоміжних машин електропоїздів змінного струму та розробити рекомендації щодо впровадження комплексу організаційно-
технічних заходів із підвищення працездатності допоміжних машин електропоїздів змінного струму серії
ЕР9М.
RU: Цель. В работе необходимо проанализировать повышение работоспособности вспомогательных машин электропоездов переменного тока серии ЭР9М при эксплуатации в реальных условиях. Методика. Предложен инженерный метод определения относительного сокращения срока службы асинхронных двигателей, выбранных с определенным проектным запасом мощности, в нормальных эксплуатационных условиях и при снижении показателей качества питающей электроэнергии в бортовых цепях подвижного состава, которое имеет место при реальной эксплуатации на участках Укрзализныци. Результаты. В результате проведенных автором исследований установлено, что длительная работа асинхронных двигателей, выбранных с достаточным коэффициентом запаса мощности kз = 1,6, при несимметрии питающего напряжения 16 … 20 % приводит к сокращению их срока службы на 9,5 … 33, 2 % в зависимости от типа двигателя. Этим доказано, что выбор вспомогательных машин с большим запасом мощности не является рациональным способом повышения работоспособности вспомогательных машин на электропоездах серии ЭР9М. Сделаны рекомендации по внедрению симметро-компенсирующих и защитных устройств, построенных на современной микропроцессорной и микроконтроллерной элементной базе. Они делают невозможной работу вспомогательных машин при низком уровне качества электрической энергии в бортовых цепях электропоездов переменного тока в целом, и на электропоездах серии ЭР9М в частности. Научная новизна. Впервые освещены вопросы аналитического исследования влияния качества питающей энергии на срок службы вспомогательных машин электропоездов переменного тока серии ЕР9М через определение относительного сокращения срока службы вспомогательных машин (в зависимости от температуры общего перегрева). Учтено влияние коэффициента запаса мощности двигателя на средний перегрев и процесс нагревания электрических машин в целом. Практическая значимость. Полученные в ходе исследований результаты позволяют критически оценить существующую защиту вспомогательных машин электропоездов переменного тока и разработать рекомендации по внедрению комплекса организационно-технических мероприятий по повышению работоспособности вспомогательных машин электропоездов переменного тока серии ЭР9М.
EN: Purpose. In this paper it is necessary to analyze increase the efficiency of auxiliary machines of AC electric trains, series ER 9M during operating under the real conditions. Methodology. An engineering method to determine the relative reduction of the lifetime of asynchronous motors, selected with a certain design factor of power reserve, under normal operating conditions and with decrease of the electric power supply quality in auxiliary circuits of rolling stock, which takes place in real operation in sections of Ukrzaliznytsia was proposed. Findings. As a result of a study, conducted by the author it was found that long-term operation of asynchronous motors, selected with a sufficient reserve of power kз = 1,6, when the supply voltage unbalance is 16 … 20% leads to a reduction of their lifetime on 9,5…33,2%, depending on the type of motors. It proves that the choice of auxiliary machines with a large margin of power is not a rational way to increase the efficiency of auxiliary machines of electric trains, series ER9M. Recommendations were suggested for the introductions of symmetry-balancing and protective devices based on modern microprocessor and microcontroller hardware components. They make impossible operation of auxiliary machines during a low level of electric energy quality in onboard electric circuits of AC electric train in general, and on the trains, series ER9M in particular. Originality. The issues of the analytical study of the energy supply quality effect on the lifetime of auxiliary machines of AC electric trains, series ER9M through the determination of the relative reduction of the lifetime of auxiliary machines, depending on the general overheating temperature were highlighted firstly. The effect of safety factor for motor capacity on the average overheating and on the heating process of electrical machines on the whole was taken into consideration. Practical value. Obtained results allow forming critical opinion about the existing protection of auxiliary machines of AC electric train and develop recommendations for the implementation of complex organizational and technical measures to improve operability of auxiliary machines of AC electric trains, series ER 9M.
RU: Цель. В работе необходимо проанализировать повышение работоспособности вспомогательных машин электропоездов переменного тока серии ЭР9М при эксплуатации в реальных условиях. Методика. Предложен инженерный метод определения относительного сокращения срока службы асинхронных двигателей, выбранных с определенным проектным запасом мощности, в нормальных эксплуатационных условиях и при снижении показателей качества питающей электроэнергии в бортовых цепях подвижного состава, которое имеет место при реальной эксплуатации на участках Укрзализныци. Результаты. В результате проведенных автором исследований установлено, что длительная работа асинхронных двигателей, выбранных с достаточным коэффициентом запаса мощности kз = 1,6, при несимметрии питающего напряжения 16 … 20 % приводит к сокращению их срока службы на 9,5 … 33, 2 % в зависимости от типа двигателя. Этим доказано, что выбор вспомогательных машин с большим запасом мощности не является рациональным способом повышения работоспособности вспомогательных машин на электропоездах серии ЭР9М. Сделаны рекомендации по внедрению симметро-компенсирующих и защитных устройств, построенных на современной микропроцессорной и микроконтроллерной элементной базе. Они делают невозможной работу вспомогательных машин при низком уровне качества электрической энергии в бортовых цепях электропоездов переменного тока в целом, и на электропоездах серии ЭР9М в частности. Научная новизна. Впервые освещены вопросы аналитического исследования влияния качества питающей энергии на срок службы вспомогательных машин электропоездов переменного тока серии ЕР9М через определение относительного сокращения срока службы вспомогательных машин (в зависимости от температуры общего перегрева). Учтено влияние коэффициента запаса мощности двигателя на средний перегрев и процесс нагревания электрических машин в целом. Практическая значимость. Полученные в ходе исследований результаты позволяют критически оценить существующую защиту вспомогательных машин электропоездов переменного тока и разработать рекомендации по внедрению комплекса организационно-технических мероприятий по повышению работоспособности вспомогательных машин электропоездов переменного тока серии ЭР9М.
EN: Purpose. In this paper it is necessary to analyze increase the efficiency of auxiliary machines of AC electric trains, series ER 9M during operating under the real conditions. Methodology. An engineering method to determine the relative reduction of the lifetime of asynchronous motors, selected with a certain design factor of power reserve, under normal operating conditions and with decrease of the electric power supply quality in auxiliary circuits of rolling stock, which takes place in real operation in sections of Ukrzaliznytsia was proposed. Findings. As a result of a study, conducted by the author it was found that long-term operation of asynchronous motors, selected with a sufficient reserve of power kз = 1,6, when the supply voltage unbalance is 16 … 20% leads to a reduction of their lifetime on 9,5…33,2%, depending on the type of motors. It proves that the choice of auxiliary machines with a large margin of power is not a rational way to increase the efficiency of auxiliary machines of electric trains, series ER9M. Recommendations were suggested for the introductions of symmetry-balancing and protective devices based on modern microprocessor and microcontroller hardware components. They make impossible operation of auxiliary machines during a low level of electric energy quality in onboard electric circuits of AC electric train in general, and on the trains, series ER9M in particular. Originality. The issues of the analytical study of the energy supply quality effect on the lifetime of auxiliary machines of AC electric trains, series ER9M through the determination of the relative reduction of the lifetime of auxiliary machines, depending on the general overheating temperature were highlighted firstly. The effect of safety factor for motor capacity on the average overheating and on the heating process of electrical machines on the whole was taken into consideration. Practical value. Obtained results allow forming critical opinion about the existing protection of auxiliary machines of AC electric train and develop recommendations for the implementation of complex organizational and technical measures to improve operability of auxiliary machines of AC electric trains, series ER 9M.
Description
О. Балійчук: ORCID 0000-0003-0119-1446
Keywords
допоміжні машини, змінний струм, якість електричної енергії, термін служби, працездатність, коефіцієнт запасу, вспомогательные машины, переменный ток, качество электрической энергии, срок службы, работоспособность, коэффициент запаса, auxiliary machines, alternating current, power quality, service life, operability, safety factor, КЕТЕМ
Citation
Балійчук О. Ю. Термін служби допоміжних машин електропоїздів змінного струму. Наука та прогрес транспорту. 2015. № 2 (56). С. 116–128. doi: 10.15802/stp2015/42161.