Разработка методов выбора параметров тяговых приводов тепловозов по уровню энергетической эффективности - Автореферат

Разработка методов выбора параметров тяговых приводов тепловозов по уровню энергетической эффективностиОднако, как ожидается, основной эффект от использования асинхронных тяговых двигателей на локомотивах может быть достигнут при оборудовании электрической передачей переменного тока грузовых тепловозов секционной мощностью 4000-4500КВТ, так как на ряду с низкими весогабаритными показателями тяговый привод с асинхронным тяговым двигателем обладает высокой механической устойчивостью. В связи с этим целесообразность применения тягового привода на тепловозе предлагается оценивать с помощью целевой функции, построенной из критериев эффективности тягового электродвигателя, в качестве которых приняты: где ?НОМ и ?? - соответственно номинальное и интегральное значения КПД электродвигателя; Кус - значение удельного стоимостного показателя электродвигателя. В качестве удельного стоимостного показателя электродвигателя принята зависимость , производная от коэффициента использования конструкционных материалов: , где Мі - значение массы i-го электротехнического материала конструкции двигателя; Ці - цена за 1 кг i-го материала; Р2 - мощность на валу тягового электродвигателя. Моделирование характеристик тепловозных ТАД показало, что в диапазоне мощности 180КВТ?Р2<550КВТ реализуемый ими момент на валу при принятых значениях удельных нагрузок и расчетной скорости тепловоза может быть представлен аппроксимирующей зависимостью: Для расчета значений критерия ?? при работе ТАД в эксплуатации использовалась программа, имитирующая движение поезда с составом расчетного веса по участку с профилем III типа классификации ВНИИЖТ, локомотив которого оборудован тяговым приводом с асинхронными двигателями, Алгоритмом программы реализовано рациональное управление ТАД при его работе в тяговом приводе энергетической цепи тепловоза по экстремумам П-образных характеристик, доставляющих ?>max при всех текущих значениях скорости движения. Результаты расчета показали, что при питании ТАД от ИСН КПД двигателей мощностью более 430КВТ на номинальном режиме работы достигает 92,4%; для ТАД мощностью Р2?430КВТ значения КПД будут снижаться вместе со значением Р2, уменьшаясь до 89% для двигателя мощностью 180КВТ.В диссертационной работе решена задача определения областей рационального применения на грузовых тепловозах тяговых электродвигателей постоянного и переменного тока по критериям технико-экономической эффективности. В качестве критериев эффективности тягового привода приняты: интегральные значения КПД тягового двигателя ?? и значения удельного стоимостного показателя использования конструкционных материалов в тяговом двигателе Кус. Для определения параметров тяговых электродвигателей как основных элементов тягового привода локомотива разработаны математические модели коллекторного и асинхронного двигателя как электромеханических объектов и программные блоки, позволяющие рассчитать параметры двигателей в диапазоне мощностей 180?550КВТ, базирующиеся на заводских методиках расчета тяговых электрических машин и теории их подобия; сопоставление характеристик и параметров реальных и расчетных двигателей показало сходимость 95-97%.