Нагрівання і захист обмоток допоміжних машин електропоїздів змінного струму при короткочасних перевантаженнях
Loading...
Date
2014
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UK: Статистичний аналіз показує, що близько 20% допоміжних машин електропоїздів змінного струму (компресор, масляний насос охолодження тягового трансформатора, двигуни вентиляційних агрегатів) виходять з ладу щорічно. Очевидно, що питання підвищення надійності допоміжних машин на електропоїздах змінного струму серії ЕР9М наразі є актуальним. Основною причиною виходу з ладу цих машин є пошкодження ізоляції обмотки статора електричного двигуна. На електропоїздах серії ЕР9М застосовують загальнопромислові асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором типу АОМ та подібні до них, більш сучасні типу АИР. Факт виходу з ладу двигуна говорить про те, що ізоляція обмотки статора перегрівається вище допустимих температур. Причиною цьому стає той факт, що двигун в режимі реальної експлуатації працює із короткочасними перевантаженнями. Ці перевантаження обумовлено тим, що двигуни працюють в суттєво більш важких умовах, ніж в промисловості, до чого можна віднести значні відхилення живлячої напруги, які властиві рухомому складу електрифікованому на змінному струмі, роботу агрегатів при низьких температурах атмосферного повітря та інше. В роботі поставлено задачу визначити гранично допустиму тривалість короткочасних перевантажень, при яких ізоляція двигуна не буде перегріта вище допустимих температур. Запропоновано інженерний метод визначення названої характеристики. Експериментально знято часострумову характеристику електротеплового реле. Виконано порівняння отриманої аналітичної залежності із експериментально отриманими характеристиками реального теплового захисту на базі теплового реле ТРТ-115. Розроблено рекомендації по підвищенню надійності теплового захисту асинхронних короткозамкнених двигунів, які працюють в режимах короткочасних перевантажень.
RU: Статистический анализ показывает, что около 20% вспомогательных машин электропоездов переменного тока (компрессор, масляный насос охлаждения тягового трансформатора, двигатели вентиляционных агрегатов) выходят из строя ежегодно. Очевидно, что вопрос повышения надежности вспомогательных машин на электропоездах переменного тока серии ЭР9М сейчас является актуальным. Основной причиной выхода из строя этих машин является повреждение изоляции обмотки статора электродвигателя. На электропоездах серии ЭР9М применяют общепромышленные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором типа АОМ и подобные им, более современные типа АИР. Факт выхода из строя двигателя говорит о том, что изоляция обмотки статора перегревается выше допустимых температур. Причиной этому становится тот факт, что двигатель в режиме реальной эксплуатации работает с кратковременными перегрузками. Эти перегрузки обусловлены тем, что двигатели работают в существенно более трудных условиях, чем в промышленности, к чему можно отнести значительные отклонения питающего напряжения, которые свойственны подвижному составу электрифицированному на переменном токе, работу агрегатов при низких температурах атмосферного воздуха и прочее. В работе поставлена задача определить предельно допустимую продолжительность кратковременных перегрузок, при которых изоляция двигателя не будет перегрета выше допустимых температур. Предложен инженерный метод определения названной характеристики. Экспериментально снята времятоковая характеристика электротеплового реле. Выполнено сравнение полученной аналитической зависимости с экспериментально полученными характеристиками реального тепловой защиты на базе теплового реле ТРТ-115. Разработаны рекомендации по повышению надежности тепловой защиты асинхронных короткозамкнутых двигателей, работающих в режимах кратковременных перегрузок.
EN: Statistical analysis shows that about 20% of the auxiliary machines of AC electric multiple-unit trains (compressor, oil pump for cooling traction transformer, the motors of ventilation aggregates) are fails every year. Obviously, that the issue of increasing the reliability of auxiliary machines of AC trains ER9M series is now urgent. The main cause of the failure of these machines is the insulation damage of the stator winding of the motor. On the trains ER9M series use the general purpose industrial induction motors with squirrel-cage rotor of AOM type and the similar to them, more modern AIR type. The fact of the failure of the engine shows that the insulation of the stator winding overheating above the allowable temperature. The reason of that becomes the fact that the engine in a mode of real operation works with transient overloads. These overloads caused by the fact that the engines are work in a much more difficult conditions than in industry, to which can be attributed the significant variations of the supply voltage, which are characteristic of the AC rolling stock, operation at low air temperatures and so on. In this paper it is set the task to identify the maximum permissible duration of transient overloads, during which the motor insulation will not be overheated above the allowable temperature. An engineering method for determining these characteristics is proposed. Experimentally obtained the time-current characteristics of the electrothermal relays. The comparison of the obtained analytical dependence with the experimentally measured characteristics of real thermal protection on the basis of the thermal relay TRT-115 is done. Formulated recommendations to increase the reliability of the thermal protection of asynchronous motors with squirrel-cage rotor, which are work in transient overloads modes.
RU: Статистический анализ показывает, что около 20% вспомогательных машин электропоездов переменного тока (компрессор, масляный насос охлаждения тягового трансформатора, двигатели вентиляционных агрегатов) выходят из строя ежегодно. Очевидно, что вопрос повышения надежности вспомогательных машин на электропоездах переменного тока серии ЭР9М сейчас является актуальным. Основной причиной выхода из строя этих машин является повреждение изоляции обмотки статора электродвигателя. На электропоездах серии ЭР9М применяют общепромышленные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором типа АОМ и подобные им, более современные типа АИР. Факт выхода из строя двигателя говорит о том, что изоляция обмотки статора перегревается выше допустимых температур. Причиной этому становится тот факт, что двигатель в режиме реальной эксплуатации работает с кратковременными перегрузками. Эти перегрузки обусловлены тем, что двигатели работают в существенно более трудных условиях, чем в промышленности, к чему можно отнести значительные отклонения питающего напряжения, которые свойственны подвижному составу электрифицированному на переменном токе, работу агрегатов при низких температурах атмосферного воздуха и прочее. В работе поставлена задача определить предельно допустимую продолжительность кратковременных перегрузок, при которых изоляция двигателя не будет перегрета выше допустимых температур. Предложен инженерный метод определения названной характеристики. Экспериментально снята времятоковая характеристика электротеплового реле. Выполнено сравнение полученной аналитической зависимости с экспериментально полученными характеристиками реального тепловой защиты на базе теплового реле ТРТ-115. Разработаны рекомендации по повышению надежности тепловой защиты асинхронных короткозамкнутых двигателей, работающих в режимах кратковременных перегрузок.
EN: Statistical analysis shows that about 20% of the auxiliary machines of AC electric multiple-unit trains (compressor, oil pump for cooling traction transformer, the motors of ventilation aggregates) are fails every year. Obviously, that the issue of increasing the reliability of auxiliary machines of AC trains ER9M series is now urgent. The main cause of the failure of these machines is the insulation damage of the stator winding of the motor. On the trains ER9M series use the general purpose industrial induction motors with squirrel-cage rotor of AOM type and the similar to them, more modern AIR type. The fact of the failure of the engine shows that the insulation of the stator winding overheating above the allowable temperature. The reason of that becomes the fact that the engine in a mode of real operation works with transient overloads. These overloads caused by the fact that the engines are work in a much more difficult conditions than in industry, to which can be attributed the significant variations of the supply voltage, which are characteristic of the AC rolling stock, operation at low air temperatures and so on. In this paper it is set the task to identify the maximum permissible duration of transient overloads, during which the motor insulation will not be overheated above the allowable temperature. An engineering method for determining these characteristics is proposed. Experimentally obtained the time-current characteristics of the electrothermal relays. The comparison of the obtained analytical dependence with the experimentally measured characteristics of real thermal protection on the basis of the thermal relay TRT-115 is done. Formulated recommendations to increase the reliability of the thermal protection of asynchronous motors with squirrel-cage rotor, which are work in transient overloads modes.
Description
О. Балійчук: ORCID 0000-0003-0119-1446
Keywords
допоміжні машини, електропоїзд змінного струму, ізоляція, перегрів, короткочасне перевантаження, теплове реле, вспомогательные машины, электропоезд переменного тока, изоляция, перегрев, кратковременная перегрузка, тепловое реле, auxiliary machine, AC electric multiple-unit train, insulation, overheat, short-term overload, thermal relays, КЕТЕМ
Citation
Балійчук, О. Ю. Нагрівання і захист обмоток допоміжних машин електропоїздів змінного струму при короткочасних перевантаженнях / О. Ю. Балійчук // Електрифікація транспорту. – 2014. – № 8. – С. 79–85. – DOI: 10.15802/etr.v0i8.42905.