Розробка системи тепловогоконтролю і оцінка залишкового ресурсу за цим фактором строку служби ізоляції рудникових тягових електродвигунів - Дипломная работа

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Розробка системи тепловогоконтролю і оцінка залишкового ресурсу за цим фактором строку служби ізоляції рудникових тягових електродвигунівЗахист відбудеться 18 листопада 1999 г. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К11.052.02 у Донецькому державному технічному університеті за адресою: Україна, 340000, м. Створений прилад, що дозволяє реалізувати систему теплового контролю i прогнозування залишкового терміну служби ізоляції, який працює у реальному часі з урахуванням місцезнаходження транспортного засобу у просторі, стану рейкового шляху та маси составів, що транспортуються. В качестве метода исследования тепловых переходных процессов выбран метод эквивалентных тепловых схем. Підвищити ефективність експлуатації електродвигунів локомотивів можна за рахунок комплексного підходу до вирішення цього завдання, що полягає у впровадженні засобів теплового контролю та прогнозуванні на цій підставі залишкового строку служби ізоляції рудникових тягових електродвигунів (РТД). Розробка системи теплового контролю та прогнозування залишкового строку служби ізоляції обмоток електродвигунів з урахуванням систематичних теплових перевантажень, що надає змогу підвищити ефективність функціонування локомотивів в цілому та зменшити вихід з ладу кількості електродвигунів.Доказано, що найбільша кількість відмов трапляється з причин теплових перевантажень. Встановлено, що існуючі системи керування електродвигунами обумовлюють збільшені витрати енергії при пусках i гальмуваннях, та відповідно їх теплові перевантаження. Імпульсне живлення i керування електродвигунами за допомогою тиристорних перетворювачів поширення не здобуло. Засоби безперервного теплового контролю стану ізоляції обмоток електродвигунів, використання яких дало б змогу обмежити вплив теплових перевантажень та запобігти вихід з ладу електродвигунів, на локомотивах відсутні.Необхідність комплексного підходу до вирішення завдання розробки системи теплового контролю і прогнозування залишкового строку служби ізоляції рудникових тягових електродвигунів вимагає поряд з розробкою приладів захисту електродвигунів постійно контролювати та прогнозувати причину пошкодження двигунів - тепловий стан обмоток.У звязку з цим при створенні систем теплового контролю необхідно: 1. Проаналізувати різні методи розрахунку температури та вибрати такий, що найбільше задовольняє вирішенню цього завдання. Для вирішення цього завдання проаналізовані різні методи визначення температури i використано метод еквівалентних теплових схем (ЕТС). Створення математичних моделей, що базуються на цьому методі пов" язано з уникненням труднощів розрахунку двох-або трьохмірного поля температури в активних частинах двигунів у порівнянні з чисельним розвязанням рівнянь Пуасона. Основні припущення метода дозволяють пристосовувати до нього закони та методи теорії електричних кіл, що полягають в заміні розподілених джерел тепла і теплових опорів деякою кількістю зосереджених еквівалентних теплових опорів.Безпосередні задачі аналітичних досліджень полягають: - отриманні конкретних значень перевищень температури в усталеному режимі для всіх основних вузлів двигуна, включно вузли, що недоступні для досліджень (частини що обертаються, повітря), визначати найбільше напружені вузли двигуна; отримати закономірності зміни перевищень температури та тривалість теплових перехідних процесів; При створенні систем теплового контролю i прогнозування залишкового строку служби ізоляції обмоток електродвигунів виникає необхідність адекватного моделювання динаміки теплових процесів.Тому виникає необхідність у визначенні постійних часу, відносної швидкості зміни температури різних вузлів ЕТС. В результаті виконання аналітичних розрахунків та експериментальних досліджень одержуємо часові характеристики процесу нагріву (рис.4) різних вузлів електродвигуна, або охолодження (рис.5). - дослід); колектор: 3 (- - розрахунок, - дослід); обмотка збудження: 4 (- - розрахунок, - дослід); корпус: 5 (- - розрахунок, * - дослід).У дисертаційній роботі вирішене актуальне науково-технічне завдання розробки системи теплового контролю i прогнозування залишкового строку служби ізоляції обмоток електродвигунів за рахунок контролю струму , частоти обертання та стану рейкового шляху і використання характеристик теплових перехідних процесів розробленої математичної моделі, що дозволяє підвищити ефективність функціонування рудникового тягового електродвигуна. Розроблена методика діагностування, яка дозволяє визначити залишковий строк служби ізоляції обмоток електродвигунів з урахуванням сучасної теорії течії хімічних реакцій під впливом теплових дій для повторно-короткочасних режимів роботи електродвигуна.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ