Підвищення працездатності тягових двигунів електровозів
Loading...
Date
2009
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Видавництво Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract
UK: АНОТАЦІЯ. Дисертація присвячена підвищенню працездатності тягових двигунів електровозів у сучасних умовах роботи залізниць України шляхом покращення якості комутації за рахунок встановлення раціональних відхилень на розміри деталей кола додаткових полюсів тягових двигунів постійного та пульсуючого струму під час їх виготовлення та ремонту. Вибрано критерій для визначення якості комутації з урахуванням поставленої мети та сучасних умов експлуатації. Досліджено вплив відхилень геометричних параметрів магнітного кола додаткових полюсів від їх номінальних значень на якість комутації при: номінальних режимах роботи двигунів; при експлуатаційних перевантаженнях двигунів; при експлуатаційних перехідних режимах роботи двигунів з врахуванням вихрових струмів та динамічного характеру індуктивностей у колі якоря. Викладено метод для визначення впливу відхилень параметрів елементів магнітного кола додаткових полюсів на якість комутації при різних експлуатаційних режимах роботи двигунів. Проведено статистичний аналіз значень вказаних відхилень, а також їх допустимі максимальні значення, які встановлені при виконанні дисертації. Встановлена залежність ступеня іскріння від значень відхилень повітряних зазорів магнітного кола додаткових полюсів в порівнянні з номінальними зазорами, вказаними на кресленнях. Розроблена математична модель для дослідження перехідних процесів.
RU: АННОТАЦИЯ. Диссертация посвящена повышению работоспособности тяговых двигателей электровозов в современных условиях работы железных дорог Украины путем улучшения качества коммутации за счет установления рациональных отклонений на размеры деталей магнитной цепи добавочных полюсов тяговых двигателей постоянного и пульсирующего тока во время их изготовления и ремонта. Проведен анализ состояния проблемы коммутации тяговых электродвигателей с учетом специфических условий работы электрифицированных железных дорог. Как показывает обзор литературы по теме диссертации, проведенный автором, до теперешнего времени влияние отклонений параметров тяговых двигателей на качество коммутации в полной мере не исследовано, особенно это относится к установлению количественных соотношений влияния отклонений геометрических параметров элементов тяговых двигателей от их номинальных значений на качество коммутации при переходных процессах. Поскольку наиболее эффективным средством улучшения коммутации есть использование добавочных полюсов, то в работе рассматривается влияние на качество коммутации отклонений геометрических параметров магнитной цепи добавочных полюсов от их номинальных (альбомных) значений. Связь между граничными размерами и допусками деталей и узлов, которые складываются, установлено с помощью расчетов, основанных на теории размерных цепей. Проанализированы существующие критерии оценки качества коммутации. Выбран критерий для определения качества коммутации А. Б. Иоффе с учетом поставленной цели и современных условий эксплуатации. Выбор данного критерия обосновывается тем, что при получении данного критерия А. Б. Иоффе было проведено большой объем экспериментальных исследований. Кроме этого, критерий оценки А. Б. Иоффе в наибольшей мере способствует решению поставленной задачи, так как критерий включает в себя все основные геометрические параметры элементов двигателя, которые могут влиять на качество коммутации. Для решения поставленной задачи в диссертации использовано понятие математическое ожидание и дисперсия функции k-мерных независимых случайных величин. Зависимость фактора искрения ³ Ô от случайных величин рассмотрено как функцию k-мерных независимых случайных величин, которая также будет случайной величиной. С использованием разделов теории вероятностей и математической статистики установлены количественные соотношения между геометрическими параметрами, которые определяют качество коммутации и которые позволяют определить степень искрения двигателей. На базе статистического анализа установлено, что распределение геометрических размеров элементов магнитной цепи добавочных полюсов отвечает нормальному закону распределения. С помощью функции Лапласа найдена вероятность отклонения нормально распределенной величины относительно номинального значения данного параметра. Согласно теории размерных цепей и звеньев с использованием вероятностного метода расчета размерных цепей и метода максимума-минимума, установлены граничные отклонения воздушных зазоров магнитной цепи дополнительных полюсов различных типов тяговых электродвигателей на базе статистического анализа. Исследовано влияние отклонений геометрических параметров размеров элементов электродвигателей пульсирующего тока на качество коммутации с учетом переменных составляющих, которые были определены по методике В. Е. Скобелева при различных режимах работы двигателей. Исследовано влияние отклонений параметров магнитной цепи дополнительных полюсов от их номинальных значений на качество коммутации при: номинальных режимах работы двигателей; при эксплуатационных перегрузках двигателей; при эксплуатационных переходных режимах работы двигателей с учетом вихревых токов и динамического характера индуктивностей в цепи якоря. Изложен метод для определения влияния отклонений параметров элементов магнитной цепи дополнительных полюсов на качество коммутации при разных эксплуатационных режимах работы двигателей. Проведен статистический анализ значений указанных отклонений, а также их допустимые максимальные значения, которые установлены при выполнении диссертации. Установлена зависимость степени искрения от значений отклонений воздушных зазоров магнитной цепи дополнительных полюсов в сравнении с номинальными зазорами, указанными на чертежах. Исследовано влияние вихревых токов, а также динамического характера индуктивности в цепи двигателя на характер переходных процессов в силовой цепи электровоза при кратковременной потере питания и как следствие на качество коммутации. Разработана математическая модель для исследования переходных процессов. Найдены количественные соотношения влияния отклонений геометрических параметров элементов двигателей на качество коммутации во время эксплуатационного переходного процесса, который вызван кратковременной потерей питания электровоза. При этом учитываются режимы работы электровоза во время ослабления возбуждения. Проведено технико- экономическое обоснование внедрения результатов работы.
EN: ABSTRACT. The thesis is dedicated to increasing capacity to work tractive engines electric locomotive in modern condition of the working the railways of the Ukraine by improvements quality to switching to account of the determination of the rational deflections on sizes of the details of the tractive engines constant and pulsing current during their fabrications and repair. Criterion is chose for determination quality to switchings with provision for putted to purposes and with-temporary conditions to usages. The explored influence of the deflections parameters magnetic circle from their nominal importance on quality of the switching under: nominal state of working engines; under working overloading the engines; under working connecting state of working engines with provision for curls current and dynamic nature of the inductances in chain anchor. The stated method for determination of the influence of the deflections parameter element magnetic chain of additional poles on quality of the switching under different working state of working engines. It is organized statistical analysis of importance of the specified deflections, as well as their possible maximum of importance, which are installed when performing the thesises. It is installed dependency degree sparkling from importances of the deflections air clearance in comparison with nominal clearances, specified on drawing. Designed mathematical model for study connecting mode.
RU: АННОТАЦИЯ. Диссертация посвящена повышению работоспособности тяговых двигателей электровозов в современных условиях работы железных дорог Украины путем улучшения качества коммутации за счет установления рациональных отклонений на размеры деталей магнитной цепи добавочных полюсов тяговых двигателей постоянного и пульсирующего тока во время их изготовления и ремонта. Проведен анализ состояния проблемы коммутации тяговых электродвигателей с учетом специфических условий работы электрифицированных железных дорог. Как показывает обзор литературы по теме диссертации, проведенный автором, до теперешнего времени влияние отклонений параметров тяговых двигателей на качество коммутации в полной мере не исследовано, особенно это относится к установлению количественных соотношений влияния отклонений геометрических параметров элементов тяговых двигателей от их номинальных значений на качество коммутации при переходных процессах. Поскольку наиболее эффективным средством улучшения коммутации есть использование добавочных полюсов, то в работе рассматривается влияние на качество коммутации отклонений геометрических параметров магнитной цепи добавочных полюсов от их номинальных (альбомных) значений. Связь между граничными размерами и допусками деталей и узлов, которые складываются, установлено с помощью расчетов, основанных на теории размерных цепей. Проанализированы существующие критерии оценки качества коммутации. Выбран критерий для определения качества коммутации А. Б. Иоффе с учетом поставленной цели и современных условий эксплуатации. Выбор данного критерия обосновывается тем, что при получении данного критерия А. Б. Иоффе было проведено большой объем экспериментальных исследований. Кроме этого, критерий оценки А. Б. Иоффе в наибольшей мере способствует решению поставленной задачи, так как критерий включает в себя все основные геометрические параметры элементов двигателя, которые могут влиять на качество коммутации. Для решения поставленной задачи в диссертации использовано понятие математическое ожидание и дисперсия функции k-мерных независимых случайных величин. Зависимость фактора искрения ³ Ô от случайных величин рассмотрено как функцию k-мерных независимых случайных величин, которая также будет случайной величиной. С использованием разделов теории вероятностей и математической статистики установлены количественные соотношения между геометрическими параметрами, которые определяют качество коммутации и которые позволяют определить степень искрения двигателей. На базе статистического анализа установлено, что распределение геометрических размеров элементов магнитной цепи добавочных полюсов отвечает нормальному закону распределения. С помощью функции Лапласа найдена вероятность отклонения нормально распределенной величины относительно номинального значения данного параметра. Согласно теории размерных цепей и звеньев с использованием вероятностного метода расчета размерных цепей и метода максимума-минимума, установлены граничные отклонения воздушных зазоров магнитной цепи дополнительных полюсов различных типов тяговых электродвигателей на базе статистического анализа. Исследовано влияние отклонений геометрических параметров размеров элементов электродвигателей пульсирующего тока на качество коммутации с учетом переменных составляющих, которые были определены по методике В. Е. Скобелева при различных режимах работы двигателей. Исследовано влияние отклонений параметров магнитной цепи дополнительных полюсов от их номинальных значений на качество коммутации при: номинальных режимах работы двигателей; при эксплуатационных перегрузках двигателей; при эксплуатационных переходных режимах работы двигателей с учетом вихревых токов и динамического характера индуктивностей в цепи якоря. Изложен метод для определения влияния отклонений параметров элементов магнитной цепи дополнительных полюсов на качество коммутации при разных эксплуатационных режимах работы двигателей. Проведен статистический анализ значений указанных отклонений, а также их допустимые максимальные значения, которые установлены при выполнении диссертации. Установлена зависимость степени искрения от значений отклонений воздушных зазоров магнитной цепи дополнительных полюсов в сравнении с номинальными зазорами, указанными на чертежах. Исследовано влияние вихревых токов, а также динамического характера индуктивности в цепи двигателя на характер переходных процессов в силовой цепи электровоза при кратковременной потере питания и как следствие на качество коммутации. Разработана математическая модель для исследования переходных процессов. Найдены количественные соотношения влияния отклонений геометрических параметров элементов двигателей на качество коммутации во время эксплуатационного переходного процесса, который вызван кратковременной потерей питания электровоза. При этом учитываются режимы работы электровоза во время ослабления возбуждения. Проведено технико- экономическое обоснование внедрения результатов работы.
EN: ABSTRACT. The thesis is dedicated to increasing capacity to work tractive engines electric locomotive in modern condition of the working the railways of the Ukraine by improvements quality to switching to account of the determination of the rational deflections on sizes of the details of the tractive engines constant and pulsing current during their fabrications and repair. Criterion is chose for determination quality to switchings with provision for putted to purposes and with-temporary conditions to usages. The explored influence of the deflections parameters magnetic circle from their nominal importance on quality of the switching under: nominal state of working engines; under working overloading the engines; under working connecting state of working engines with provision for curls current and dynamic nature of the inductances in chain anchor. The stated method for determination of the influence of the deflections parameter element magnetic chain of additional poles on quality of the switching under different working state of working engines. It is organized statistical analysis of importance of the specified deflections, as well as their possible maximum of importance, which are installed when performing the thesises. It is installed dependency degree sparkling from importances of the deflections air clearance in comparison with nominal clearances, specified on drawing. Designed mathematical model for study connecting mode.
Description
Keywords
ступінь іскріння, відхилення (допуски), теорія розмірних кіл, фактор іскріння, додатковий струм комутації, небалансова електрорушійна сила, змінні складові, струм навантаження двигуна, напруга мережі, вихрові струми, теорія розмірних кіл, степень искрения, отклонения (допуски), теория размерных цепей, фактор искрения, дополнительный ток коммутации, небалансная электродвижущая сила, переменные составляющие, ток нагрузки двигателя, напряжение сети, вихревые токи, теория размерных цепей, degree of the sparkling, tolerances, factor of the sparkling, additional current to switchings, notbalanced EMP, variable component, current of the load of the engine, network voltage, curls current, theory of the dimensioned chains
Citation
Шаповалов, А. В.
Підвищення працездатності тягових двигунів електровозів : автореф. дис. к. т. н. : 05.22.09 / А. В. Шаповалов. - Дніпропетровськ, 2010. - 20 с.