WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

Pages:     | 1 ||

«высшего образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО РГУПС) УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС СПЕЦИАЛИЗАЦИИ № 1 «ЛОКОМОТИВЫ» Сборник ...»

-- [ Страница 2 ] --

причины, обусловленные квалификацией и опытом рабочих, занятых в производстве .

В случае невозможности составления своего списка причин возникновения дефекта или брака рассортировать перечисленные выше причины по выше указанным категориям .

1. Постройте причинно-следственную диаграмму для анализа качества ремонта или эксплуатации комплектующих подвижного состава с выделением наиболее значимых .

2. Примените правило Парето к полученным результатам задания .

Примечание: при определении значимости причин, Вы выступаете в качестве экспертов и можете расположить их в том порядке, какой считаете правильным .

Раздел 2. Диаграмма Парето .

АВС-анализ При эксплуатации тягового электродвигателя (ТЭД) на надежность работы скользящего контакта коллекторно-щеточного узла (КЩУ) оказывают влияние следующие десять факторов:

Х1 – удельное нажатие щетки на коллектор;

Х2 – линейная скорость скольжения коллектора по щетке;

Х3 – плотность тока под щеткой;

Х4 – удельное электрическое сопротивление щетки;

Х5 – модуль упругости щетки;

Х6 – твердость материала щетки;

Х7 – твердость материала коллектора;

Х8 – площадь контакта щетки с коллектором;

Х9 – температура в скользящем контакте;

Х10 – удельное сопротивление политуры (окисной пленки на коллекторе) .

Эти факторы зачастую приводят к порче коллектора и щеток. Поэтому чаще всего при ремонте ТЭД производится полная замена неработоспособных щеток новой партией. Однако при их производстве неизбежны дефекты, поэтому необходим контроль качества изготавливаемых изделий. К числу таких дефектов можно отнести: царапины, трещины, шероховатости на рабочей поверхности щеток, сколы .

В задаче требуется: 1. Определить методом экспертных оценок (ранговой корреляции при помощи коэффициента конкордации) степень согласованности мнений специалистов относительно значимости влияния анализируемых факторов на надежность работы КЩУ (в опросе приняли участие ведущие специалисты научных организаций железнодорожного транспорта и локомотивных депо; результаты обрабатывались по десятибалльной шкале) .

2. Построить ступенчатую диаграмму факторов .

3. Построить диаграмму Парето для анализа качества изготавливаемых щеток .

4. Выделить группу наиболее существенных, применив АВС-анализ .

5. Оценить рейтинг каждого вида дефекта с точки зрения количества дефектов, затрат времени и издержек производства на их устранение .

Данные для расчетов и построений приведены в таблицах 2.1–2.22 .

–  –  –

Раздел 3. Корреляционно-регрессионный анализ (диаграмма разброса) Предприятию требуется изготовить валы заданной безотказности (времени работы до первого отказа) .

Принято решение изготовить стальные валы со спецлегирующими присадками, количество которых будет определено при производстве ускоренных испытаний (данные ускоренных испытаний приведены в таблицах 3.1–3.22). При испытании должны быть выяснены преимущества одного из двух видов закалки – в машинном масле, в расплаве сталей. Критерий качества вала – безотказность (на стенде) не менее 24 часов .

В задаче требуется:

1. Построить диаграммы рассеяния для двух видов закалки .

2. Выполнить регрессионный анализ .

3. Рассчитать показатели рассеяния (при закалке сталей в расплаве солей и в машинном масле) .





4. Рассчитать уравнение корреляции у = а + b·x для двух случаев, определив точки для построения линий .

–  –  –

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 Басовский Л.Е., Протасьев В.Б. Управление качеством: учебник. – М.: ИНФРА-М, 2010. – 224 с .

2 Ильенкова С.Д., Ильенкова Н.Д., Мхитарян В.С. Управление качеством: учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009. – 352 с .

3 Кане М.М., Иванов Б.В., Корешков В.Н., Схиртладзе А.Г. Системы, методы и инструменты менеджмента качества: учебник для вузов / под ред. М.М. Кане. – СПб.:

Питер, 2009. – 560 с .

4 Ефимов В.В. Статистические методы в управлении качеством: учеб. пособие .

– Ульяновск: УлГТУ, 2003. – 134 с .

5 Пономарев С.В., Мищенко С.В., Белобрагин B.Я., Самородов В.А., Герасимов Б.И., Трофимов А.В., Пахомова C.А., Пономарева О.С. Управление качеством продукции. Инструменты и методы менеджмента качества: учеб. пособие. – М.: РИА «Стандарты и качество», 2005. – 248 с .

6 Козырев В.А., Лисенков А.Н., Палкин С.В. Развитие систем менеджмента качества: учеб. пособие / под ред. В.А. Козырева. – М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014. – 268 с .

7 Майборода В.П., Азаров В.Н., Панычев А.Ю. Основы обеспечения качества:

учебник. – М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2015. – 314 с .

8 Соколов Ю.И. Менеджмент качества на железнодорожном транспорте: учеб .

пособие. – М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2014. – 196 c .

11 «ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ»

11.1 Методические указания к практическим занятиям

Введение. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации устанавливают основные положения и порядок работы железных дорог и работников железнодорожного транспорта, основные размеры, нормы содержания важнейших сооружений, устройств и подвижного состава и требования, предъявляемые к ним, систему организации движения поездов и принципы сигнализации .

Правила технической эксплуатации обязательны для всех подразделений и работников железнодорожного транспорта .

Выполнение Правил технической эксплуатации обеспечивает слаженность всех звеньев железнодорожного транспорта, четкую и бесперебойную работу железных дорог и безопасность движения .

Анализ заданного профиля пути

–  –  –

Расчёт количества башмаков для закрепления состава При закреплении вагонов на станционных путях в соответствии с требованиями необходимо руководствоваться следующими минимальными нормами:

На горизонтальных путях и путях с уклонами до 0,0005 включительно – по одному тормозному башмаку для закрепления любого количества вагонов с обеих сторон (состава, группы вагонов или одиночного вагона);

На путях с уклонами более 0,0005 нормы закрепления определяются по следующим расчетным формулам:

При закреплении одиночных вагонов, а также составов или групп, состоящих из однородного по весу (брутто) подвижного состава: грузовых груженых или порожних вагонов независимо от их рода, вагонов пассажирского парка, включая моторвагонный подвижной состав; рефрижераторных вагонов при условии, что в группе (секции) все вагоны груженые или все порожние (в том числе порожняя секция с машинным отделением); сплоток локомотивов в недействующем состоянии;

При закреплении смешанных (разнородных по весу) составов или групп, состоящих из груженых и порожних вагонов или груженых вагонов различного веса при условии, что тормозные башмаки укладываются под вагоны с нагрузкой на ось не менее 15 т (брутто), а при отсутствии таких вагонов – под вагоны с меньшей нагрузкой на ось, но максимальной для закрепляемой группы .

При соблюдении данных условий, применяется формула:

n (1,5 i 1) К, где К – необходимое количество тормозных башмаков;

n – количество осей в составе (группе);

i – средняя величина уклона пути или отрезка пути в промилях;

(1,5 i + 1) – количество тормозных башмаков на каждые 200 осей .

При закреплении смешанных составов или групп, состоящих из разнородных по весу вагонов, если тормозные башмаки укладываются под порожние вагоны, вагоны с нагрузкой менее 15 т на ось брутто, не являющимися самыми тяжелыми вагонами в группе, или под вагоны с неизвестной нагрузкой на ось, применяется формула:

n (4 i 1) К, где (4i + 1) – количество тормозных башмаков на каждые 200 осей .

Нормы закрепления, рассчитанные по данным формулам, указываются в техническо-распорядительном акте (ТРА) станции .

При закреплении групп вагонов, в которых число осей меньше или больше двухсот, количество башмаков исчисляется пропорционально соотношению фактического числа осей закрепляемой группы к 200 осям. При получении дробного значения количество башмаков округляется до большего целого числа .

Примеры:

а) для закрепления 80 осей группы вагонов на уклоне 0,0025 и укладывании тормозных башмаков под порожние вагоны (или вагоны с неизвестной нагрузкой на ось) потребуется:

80 (4 2,5 1) 4, 4 5 башмаков, той же группы вагонов и при укладывании тормозных башмаков под вагоны с нагрузкой на ось не менее 15 т (или, если таких вагонов в группе нет, – под вагоны с максимальной нагрузкой на ось данной группы):

80 (1,5 2,5 1) 1,9 2 башмака ;

б) для закрепления 240 осей угольного маршрута или состава из порожних вагонов на уклоне 0,0015 потребуется:

240 (1,5 1,5 1) 3,9 4 башмака .

На станционных путях с сильно замасленными поверхностями рельсов (пути погрузки наливных грузов, очистки и промывки цистерн и т.п.), указанные в пункте 1 настоящего приложения нормы закрепления увеличиваются в 1,5 раза .

На путях с ломаным профилем нормы закрепления составов поездов или групп вагонов, располагающихся в пределах полной длины путей, исчисляются по средней величине уклона для всей длины пути. Если вагоны оставляются на отдельных отрезках путей, то их закрепление тормозными башмаками должно производиться по нормам, соответствующим фактической величине уклона данного отрезка .

При закреплении поданной под выгрузку группы вагонов тормозные башмаки должны укладываться под вагоны, которые подлежат разгрузке в последнюю очередь .

Тормозные башмаки должны быть исправными и укладываться под разные оси состава таким образом, чтобы носок полоза башмака касался обода колеса. В местах постоянной укладки тормозных башмаков должны быть установлены ящики с песком, который применяется в случаях образования наледи, инея и т.п. Если закрепление производится двумя и более башмаками, то нельзя их укладывать под одну и ту же вагонную ось .

Запрещается использовать для закрепления вагонов тормозные башмаки с обледенелым или замасленным полозом .

На путях с уклонами башмаки укладываются со стороны спуска. На уклонах более 0,0005 до 0,001 включительно вагоны закрепляются дополнительно одним тормозным башмаком и со стороны, противоположной спуску .

Если тормозной башмак укладывается не под крайний вагон со стороны возможного ухода закрепляемой группы, то должна быть дополнительно проверена надежность сцепления с этим вагоном всех других вагонов этой группы .

При сильном (более 15 м/с) ветре, направление которого совпадает с направлением возможного ухода вагонов, исчисленная в соответствии с п.1 настоящего приложения норма закрепления (на каждые 200 осей закрепляемой группы) увеличивается укладкой под колеса вагонов трех дополнительных тормозных башмаков, а при очень сильном (штормовом) ветре – семи тормозных башмаков .

При закреплении моторвагонных поездов, локомотивов в недействующем состоянии, а в исключительных случаях другого подвижного состава, при отсутствии достаточного количества тормозных башмаков, могут быть использованы ручные тормоза подвижного состава из расчета: 5 тормозных осей заменяют 1 тормозной башмак .

На горизонтальных путях или путях с уклоном 0,0005 и менее допускается приводить в действие ручной тормоз одного вагона (локомотива) в любой части сцепленной группы подвижного состава взамен тормозных башмаков с обеих ее сторон .

Устройства по соединению и пересечению путей Переход подвижного состава с одного пути на другой обеспечивают устройства по соединению и пересечению путей, относящиеся к их верхнему строению. Соединение путей друг с другом осуществляют стрелочными переводами, а пересечение путей

– глухими пересечениями. Применяя стрелочные переводы и глухие пересечения, создают соединения путей, называемые стрелочными улицами и съездами .

В зависимости от назначения и условий соединения путей различают одиночные, двойные и перекрестные стрелочные переводы. Одиночные переводы подразделяют на обыкновенные, симметричные и несимметричные. Обыкновенный стрелочный перевод, служащий для соединения двух путей, может быть право- или левосторонним .

Он применяется при отклонении бокового пути от прямолинейного в ту или иную сторону. Этот вид переводов наиболее распространен. В состав стрелочного перевода входят собственно стрелка, крестовина с контррельсами, соединительная часть, расположенная между ними, и переводные брусья. Стрелка включает в себя два рамных рельса, два остряка, предназначенные для направления подвижного состава на прямой или боковой путь, и переводной механизм .

Рис. 1. Устройства по соединению и пересечению путей а – обыкновенный съезд; б – перекрёстный съезд; в – стрелочная улица Рис. 2. Состав стрелочного перевода Остряки соединяют друг с другом поперечными стрелочными тягами, с помощью которых один из них подводится вплотную к рамному рельсу, в то время как другой отводится от другого рамного рельса на расстояние, необходимое для свободного прохода гребней колес. Перевод остряков из одного положения в другое осуществляется специальными стрелочными приводами через одну из тяг, а в пологих стрелочных переводах, остряки которых имеют значительную длину, – через две тяги и более. В приводе имеется устройство, запирающее остряки в том или ином положении и контролирующее их плотное прилегание к рамным рельсам. Тонкая часть остряка называется острием, а другой его конец – корнем. Корневое крепление обеспечивает поворот остряков в горизонтальной плоскости и соединение с примыкающими к ним рельсами .

Крестовина состоит из сердечника, двух усовиков и желобов. Она обеспечивает пересечение гребнем колес рельсовых головрк, а контррельсы направляют гребни колес в соответствующие желоба при прохождении колесной пары по крестовине. Точка пересечения продолжения рабочих граней сердечника крестовины называется ее математическим центром, а самое узкое место между усовиками – горлом крестовины. Угол а, образуемый рабочими гранями сердечника, называется углом крестовины. Наиболее важным параметром стрелочного перевода является марка крестовины.

В зависимости от назначения пути используют стрелочные переводы с крестовинами, имеющими следующие марки:

–  –  –

При проходе пассажирских поездов только по прямому пути допустимы переводы с маркой крестовины 1/9 .

На железных дорогах широко применяется стрелочный перевод усиленной конструкции с литой крестовиной марки 1/11 и гибкими остряками, допускающий движение поездов по прямому пути со скоростью до 160 км/ч. Существующие переводы пологой марки 1/18 применяют на маршрутах следования поездов при отклонении их с главного пути на боковое направление, где скорость движения составляет 80 км/ч. На линии Москва–Санкт-Петербург используют стрелочные переводы с крестовиной марки 1/11, предназначенные для движения пассажирских поездов по прямому пути со скоростью 200 км/ч. Конструктивной особенностью этого перевода является наличие крестовины, имеющей гибкий подвижной сердечник). В рабочих положениях такой сердечник плотно прилегает к соответствующей боковой грани усовика крестовины, благодаря чему образуется непригодная поверхность катания для колес подвижного состава .

Для определения фактической марки крестовины необходимо найти отношение ширины сердечника (b) к его длине (l) от математического центра крестовины (А) до «хвоста» (рис. 4) .

Рельсы и стрелочные переводы на главных и станционных путях по мощности и состоянию должны соответствовать условиям эксплуатации (грузонапряженности, осевым нагрузкам и скоростям движения поездов) .

Нормы износа рельсов и стрелочных переводов устанавливаются инструкцией .

Стрелочные переводы должны иметь крестовины следующих марок:

–  –  –

- на главных и приемоотправочных пассажирских путях – не круче 1/11, а перекрестные переводы и одиночные, являющиеся продолжением перекрестных, – не круче 1/9; стрелочные переводы, по которым пассажирские поезда проходят только по прямому пути перевода, могут иметь крестовины марки 1/9. Допускается отклонение пассажирских поездов на боковой путь по стрелочным переводам марки 1/9, если замена таких переводов на марку 1/11 вызывает переустройство стрелочных горловин, осуществить которое в данное время не представляется возможным;

- на приемоотправочных путях грузового движения – не круче 1/9, а симметричные – не круче 1/6;

- на прочих путях – не круче 1/8, а симметричные – не круче 1/4,5 .

Перед остряками всех противошерстных стрелочных переводов на главных путях должны быть уложены отбойные брусья .

Укладка вновь стрелочных переводов в главные пути на кривых участках не допускается. В исключительных случаях такая укладка может производиться только с разрешения владельца инфраструктуры .

Применение вновь перекрестных стрелочных переводов и глухих пересечений допускается только с разрешения Главного управления пути .

Централизованные стрелки в зависимости от климатических и других условий оборудуются устройствами механизированной очистки или снеготаяния .

Запрещается эксплуатировать стрелочные переводы и глухие пересечения, у которых допущена хотя бы одна из следующих неисправностей:

- разъединение стрелочных остряков и подвижных сердечников крестовин с тягами;

- отставание остряка от рамного рельса, подвижного сердечника крестовины от усовика на 4 мм и более, измеряемое у остряка и сердечника тупой крестовины против первой тяги, у сердечника острой крестовины – в острие сердечника при запертом положении стрелки;

- выкрашивание остряка или подвижного сердечника, при котором создается опасность набегания гребня, и во всех случаях выкрашивание длиной:

На главных путях 200 мм и более На приемо-отправочных путях 300 мм и более На прочих станционных путях и более

- понижение остряка против рамного рельса и подвижного сердечника против усовика на 2 мм и более, измеряемое в сечении, где ширина головки остряка или подвижного сердечника поверху 50 мм и более (рис. 5);

Рис. 5. Понижение остряка против рамного рельса

- расстояние между рабочей гранью сердечника крестовины и рабочей гранью головки контррельса менее 1472 мм;

- расстояние между рабочими гранями головки контррельса и усовика более 1435 мм;

- излом остряка или рамного рельса;

- излом крестовины (сердечника, усовика или контррельса);

- разрыв контррельсового болта в одноболтовом или обоих в двухболтовом вкладыше (рис. 6) .

Рис. 6. Разрыв контррельсового болта в одноболтовом или обоих в двухболтовом вкладыше Вертикальный износ рамных рельсов, остряков, усовиков и сердечников крестовин и порядок эксплуатации их при превышении норм износа устанавливаются инструкцией МПС .

Рельсы на главных путях должны проверяться вагоном-дефектоскопом по графику, утвержденному начальником службы пути .

Рельсы и стрелочные переводы на главных и приемоотправочных путях проверяются дефектоскопными тележками по графику, утвержденному начальником дистанции пути. Порядок пропуска поездов по рельсам и элементам стрелочных переводов, имеющим опасные дефекты (остродефектные) .

Укладка и снятие стрелочных переводов и глухих пересечений на станциях производятся по распоряжению начальника железной дороги .

Вновь уложенные и переустроенные стрелочные переводы и глухие пересечения на станциях и стрелочные переводы на перегонах принимаются в эксплуатацию комиссией, назначаемой начальником отделения железной дороги, а при отсутствии в составе железной дороги отделений – главным инженером железной дороги и, как правило, включаются в зависимость. Временно не включенные в зависимость стрелочные переводы могут быть приняты комиссией, но при этом начальником отделения железной дороги, а при отсутствии в составе железной дороги отделений – главным инженером железной дороги устанавливается порядок осмотра, закрепления остряков и проверки этих стрелок .

Контрольными стрелочными замками должны быть оборудованы нецентрализованные стрелки:

- расположенные на путях, по которым производится прием и отправление поездов, а также охранные;

- ведущие на пути, выделенные для стоянки вагонов с с опасными грузами класса 1 (взрывчатыми материалами);

-ведущие на пути, предназначенные для стоянки восстановительных и пожарных поездов;

- ведущие в предохранительные и улавливающие тупики;

ведущие на пути, выделенные для отстоя вагонов-дефектоскопов, путеизмерительных вагонов, путевых машин .

Стрелки и подвижные сердечники крестовин (кроме расположенных на горочных и сортировочных путях), в том числе централизованные и имеющие контрольные замки, должны быть оборудованы приспособлениями для возможности запирания их навесными замками. Эти приспособления должны обеспечивать плотное прилегание остряка к рамному рельсу, подвижного сердечника крестовины к усовику .

Нецентрализованные стрелки должны быть оборудованы стрелочными указателями – освещаемыми или неосвещаемыми, что указывается в техническораспорядительном акте станции .

Стрелки, включенные в электрическую централизацию, и стрелки подгорочных горловин сортировочных парков указателями не оборудуются .

Ремонт и текущее содержание стрелочных переводов и глухих пересечений, установка, ремонт и содержание стрелочных указателей, сбрасывающих остряков, башмакосбрасывателей, поворотных брусьев, шарнирно-коленчатых замыкателей производятся дистанцией пути. Ремонт и техническое обслуживание имеющихся средств СЦБ на этих устройствах производятся дистанцией сигнализации и связи .

–  –  –

Чтобы добиться равномерности нагрузки наружных и внутренних рельсовых нитей, делают возвышение наружнего рельса .

Исходя из технико-экономических соображений возвышение наружнего рельса устанавливается таким, чтобы были оптимальные условия работы рельсов как наружней, так и внутренней нитей .

Определим возвышение наружнего рельса из условий обеспечения равномерности нагрузок наружнего и внутреннего рельсов. На рис. 7 изображена схема сил, действующих на экипаж в кривой .

Рис. 7. Положение экипажа в кривой с возвышением наружного рельса

–  –  –

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. – М.:

ООО «Техинформ», 2013. – 520 с .

2 Правила тяговых расчетов для поездной работы. – М.: Транспорт, 1985. – 287 с .

3 Гребенюк П.Т., Долганов А.Н., Скворцова А.И. Тяговые расчеты: справочник. – М.:

Транспорт, 1987. – 272 с .

4 Шапшал А.С., Илларионов А.В., Шапшал С.А. Тяга поездов: учебно-методическое пособие к выполнению курсовой работы. – Ростов н/Д: РГУПС, 2014. – 52 с .

5 Камаев А.А., Михальченко Г.С. Взаимодействие локомотива и пути в кривых участках пути: учеб. пособие. – Тула: Тульский политехнический институт, 1977. – 68 с .

12 «ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЛОКОМОТИВОВ» («СПЕЦКУРС

№ 2»,

«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И СХЕМЫ ЛОКОМОТИВОВ»)

12.1 Методические указания к практическим занятиям и выполнению индивидуального задания (расчетно-графическая работа)

–  –  –

Автоматические выключатели предназначены для автоматического размыкания электрических цепей тепловоза при ненормальных режимах и для оперативных переключений при нормальных режимах работы.

Автоматические выключатели различаются:

– по числу полюсов: одно-, двух- и трехполюсные;

– по виду расцепителя: с электромагнитным, тепловым и комбинированным расцепителями .

Выключатель А-3161 (рис. 1). Условное обозначение выключателя А-3161: А – автоматический выключатель; 31 – порядковый номер разработки; 6 – обозначение величины выключателя; 1 – число полюсов .

Рис. 1. Выключатель автоматический А- 3161:

1 – корпус; 2, 8 – контактные зажимы; 3 – биметаллическая пластина расцепителя;

4, 11 – оси неподвижные; 5 – рычаг контактный; 6 – контакт подвижной; 7 – контакт неподвижный; 9 – камера дугогасительная; 10 – пластина металлическая; 12 – пружина;

13 –рукоятка; 14 – рычаг управления; 15 – рычаги переключения; 16 – упор рычага управления; 17 – упор; 18 – рычаг взвода; 19 – штырек; 20 – крышка;

а –включен; б – выключен автоматически; в – выключен вручную Выключатель состоит из следующих основных узлов: кожуха, коммутирующего устройства, дугогасительных камер, механизма управления, расцепителя максимального тока. Данные выключателя приведены в табл. 1 .

–  –  –

Корпус автомата выполнен из пластмассы. Он состоит из основания, на котором смонтированы все части автомата, и крышки .

Коммутирующее устройство состоит из неподвижных и подвижных контактов, которые соединены с шинами расцепителя максимального тока. Держатели подвижных контактов соединены изоляционной траверсой и посредством механизма свободного расцепления связаны с рукояткой автомата. Контакты изготовлены из металлокерамики, вследствие чего они не подгорают и устойчиво работают в течение гарантийного срока .

Контакты каждого полюса заключены в дугогасительную камеру, где происходит гашение дуги путем дробления ее поперечными стальными пластинами. Механизм управления обеспечивает мгновенное замыкание и размыкание контактов с постоянной скоростью, не зависящей от скорости движения рукоятки. Благодаря механизму свободного расцепления автоматическое отключение при перегрузках и коротких замыканиях происходит независимо от положения в этот момент рукоятки управления .

Расцепитель максимального тока может быть тепловым, срабатывающим с находящейся в обратной зависимости от тока выдержкой времени при перегрузках и коротких замыканиях; электромагнитным, срабатывающим мгновенно при токах, превышающих уставку на ток срабатывания; комбинированным, состоящим из теплового и электромагнитного элементов .

Автоматы А-3160 выпускаются только с тепловым расцепителем, а автоматы всех остальных типов – только с электромагнитным или комбинированным расцепителем .

При возникновении в любой фазе перегрузки или короткого замыкания срабатывает тепловой или электромагнитный элемент расцепителя, соответствующий данному полюсу, и поворачивает общую отключающую рейку. Механизм свободного расцепления срабатывает и все полюсы автомата размыкаются одновременно. Расцепители автоматов А-3160 и А-3110 – несъемные, смонтированы непосредственно в корпусе автомата, а расцепители автоматов остальных типов – съемные и имеют самостоятельный кожух. Приспособлений для регулировки тока уставки в эксплуатации расцепители не имеют .

Выключатели рассчитаны для работы до полного износа без зачистки контактов и смены частей .

Выключатель А-63. Условное обозначение: А – автоматический выключатель;

63 – порядковый номер .

Выключатель предназначен для установки в электрических цепях напряжением до 110 В постоянного тока или до 380 В переменного тока частотой 50–60 Гц для защиты от перегрузок и коротких замыканий и для оперативных включений и отключений указанных цепей с частотой до 30 включений в 1 ч .

Выключатели выполняются на номинальные токи от 0,6 до 25 А и рассчитаны для работы без замены каких-либо частей. Выключатели с расцепителем МГ в основном устанавливаются в цепях защиты от коротких замыканий .

Выключатель состоит из следующих основных частей: механизма свободного расцепления, контактной системы, дугогасительного устройства, электромагнитного максимального расцепителя тока .

Все узлы выключателя размещены в корпусе. Механизм свободного расцепления обеспечивает мгновенное размыкание и замыкание контактов. Отключение выключателя при перегрузках и коротких замыканиях происходит независимо от того, удерживается ли рукоятка управления во включенном положении или нет .

Выключатели изготавливаются с нерегулируемыми в условиях эксплуатации уставками на ток срабатывания. Монтаж выключателей ведется в закрытых шкафах и распределительных устройствах .

Установка, присоединение проводников к зажимам и осмотр должны производиться при снятом напряжении .

Выключатель АК-63 (рис. 2). Условное обозначение выключателя АК-63-2-МГ:

АК-63 – обозначение серии; 2 – число полюсов; МГ –обозначение исполнения по виду расцепителя .

Рис. 2. Выключатель автоматический АК-63:

1 – дно; 2 – плунжер; 3 – трубка; 4 – катушка; 5 – жидкость специальная; 6, 8, 11, 21, 25

– пружины; 7 – наконечник полюсный; 9– якорь; 10– коромысло; 12– рейка; 13 – рычаг;

14 – корпус; 15–вывод; 16– камера дугогасительная; 17 – выводы; 18 – крышка;

19 – вспомогательные контакты; 20 – рукоятка; 22 – ось; 23 – барабан; 24 – стойка;

26 – стержень; 27, 28 – контакты;

а – включен; б – выключен автоматически; в – выключен вручную Выключатели предназначены для отключения при перегрузках и коротких замыканиях электрических цепей напряжением постоянного тока до 240 В или переменного тока частотой 50 или 60 Гц до 500 В, оперативных включений и отключений (до шести в 1 ч) этих цепей. Их данные приведены в табл. 2 .

–  –  –

Выключатели допускают повторное включение практически мгновенно после автоматического отключения. Они состоят из следующих узлов: механизма управления, контактной системы, дугогасительного устройства, расцепителей максимального тока. Свободные контакты являются самостоятельным узлом, кинематически связанным с траверсой главных подвижных контактов .

Узлы смонтированы в пластмассовом корпусе, который закрывается со стороны механизма крышкой, со стороны расцепителей – дном .

Включение и отключение выключателя моментное как при автоматическом отключении, так и при оперативном вручную. Отключение выключателя при перегрузках и коротких замыканиях происходит независимо от того, удерживается рукоятка управления во включенном положении или нет. Расцепители изготавливаются с нерегулируемыми в условиях эксплуатации уставками на ток и время срабатывания .

Дополнительная металлическая оболочка единых для двух- и трехполюсных выключателей габаритных размеров может иметь для ввода проводников по два отверстия сверху и снизу .

Установка, присоединение проводников к главным и свободным контактам и осмотр выключателей выполняются при снятом напряжении. Корпус металлической оболочки выключателя должен быть заземлен проводником сечением не менее 2,5 мм2 .

Бесконтактный тахометрический блок Назначение устройства – измерение частоты вращения вала дизеля и формирование сигнала по частоте вращения вала дизеля, вводимого в систему регулирования генератора. Блок БА-420, принципиальная схема которого приведена на рисунке 3, состоит из насыщающегося трансформатора Tp1, компенсирующего трансформатора Тр2, выпрямительного моста В, сглаживающего фильтра, состоящего из индуктивности С конденсатора L и резистора R. Детали блока размещены в металлическом корпусе .

Насыщающийся трансформатор выполнен на тороидальном сердечнике из пермаллоя, компенсирующий трансформатор – на тороидальном альсиферовом сердечнике. Обмотки трансформаторов залиты эпоксидным компаундом. Сглаживающий фильтрдроссель и два электролитических конденсатора смонтированы на изоляционной панели .

Принцип действия такого устройства основан на использовании свойств насыщенного трансформатора Tp1 изменять выходное напряжение и ток нагрузки по линейной зависимости от частоты питающего напряжения. Так как источник питания СПВ – синхронный подвозбудитель имеет частоту, пропорциональную частоте вращения дизеля, то и ток нагрузки трансформатора Tp1 является линейной функцией от частоты вращения вала дизеля .

Для устранения погрешности измерения частоты вследствие неидеальности петли гистерезиса сердечника в схему включен компенсирующий трансформатор Тр2, у которого первичная обмотка соединена последовательно с первичной обмоткой трансформатора Tp1, а вторичная обмотка – встречно со вторичной обмоткой Tp1 и ее э. д. с .

компенсирует часть э. д. с. вторичной обмотки Tp1, обусловленную изменением намагничивающего тока при насыщении сердечника. Выходное напряжение трансформаторов Tp1 и Тр2 выпрямляется мостом В, сглаживается фильтром, и подается на задающую обмотку амплистата 0З .

Рис. 3. Бесконтактное тахометрическое устройство

В тепловозах с передачей переменно-постоянного тока источником входного сигнала служит синхронный возбудитель СВ, частота переменного напряжения которого также пропорциональна частоте вращения коленчатого вала дизеля. Вместо задающей обмотки амплистата выходное напряжение с блока подается в диоднопотенциометрический селективный узел для управления возбуждением синхронного генератора .

При длительной эксплуатации блока БА-420 установлена высокая его надежность. В настоящее время используется бесконтактное тахометрическое устройство типа БА-430, отличающееся наличием еще одной вторичной обмотки у трансформатора Тр1 для питания индуктивного датчика .

–  –  –

Регулятор предназначен для поддержания с заданной точностью напряжения вспомогательного генератора в широком диапазоне изменения частоты вращения и тока нагрузки якоря .

Характеристика регулятора Номинальное напряжение регулятора, В.................. 75±1 Номинальный ток, А ……………………………………6 Наибольший ток возбуждения, А

Схема регулятора содержит две основные части: измерительный и регулирующий органы. Основу измерительного органа составляют стабилитрон VD3,транзисторы VT1, VT2, VT3 и резисторы R', R1, R2, R3, R4. Измерительный орган собран по мостовой схеме, в которой стабилизированное напряжение на VD3 сравнивается с напряжением между выводом генератора Я2 и движком потенциометра R2, которое будет меняться с изменением напряжения вспомогательного генератора .

Регулирующий орган построен на двух тиристорах VS4 и VS5, конденсаторе С2 .

Остальные элементы в цепях тиристоров необходимы для их нормальной работы и защиты. Нагрузкой регулирующего органа является обмотка возбуждения вспомогательного генератора ОВ, зашунтированная диодом VD10 для уменьшения перенапряжений на обмотке возбуждения в момент выключения тиристора VS4 .

Рис. 1. Принципиальная схема регулятора напряжения БРН-ЗВ

Регулирующий орган представляет собой мультивибратор, собранный на двух тиристорах VS4 и VS5 (рис. 2). Мультивибратор работает следующим образом. После включения рубильника Р подается отпирающий положительный импульс на управляющий электрод тиристора VS4 через обмотку возбуждения ОВ и резистор R6, тиристор открывается, в результате чего ток начинает протекать по цепям: +GB ОВ VS4 L1 -БA и +БA R7 VD18 C2 VS4 L1 – GB. По мере заряда конденсатора С2 напряжение на нем возрастает и становится достаточным для пробоя стабилитронов VD14, VD15. Через стабилитроны протекает ток, который обеспечивает открытие VS5 .

Заряженный положительно конденсатор С2 начинает разряжаться через открывшийся VS5 и еще открытый VS4 .

Рис. 2. Схема мультивибратора регулятора Этот разряд конденсатора закрывает тиристор VS4 подачей напряжения обратной полярности (положительный потенциал правой обкладки конденсатора С2 прикладывается к катоду VS4, левая, отрицательно заряженная, обкладка соединена с анодом VS4). После запирания VS4 происходит перезаряд конденсатора через обмотку возбуждения ОВ и открытый тиристор VS5. Потенциал анода и ток управления VS4 растут, тиристор VS4 открывается, a VS5 закрывается разрядным током конденсатора, и процесс повторяется. В результате возникает устойчивый режим автоколебаний с частотой около 600 Гц. Периодическое запирание тиристора VS4 в режиме автоколебаний позволяет обеспечить периодическое отключение нагрузки, т.е. обмотки возбуждения вспомогательного генератора .

После запуска дизеля напряжение вспомогательного генератора растет пропорционально частоте вращения якоря, поэтому между движком потенциометра R2 и выводом Я2 (см. рис. 1) появится напряжение, пропорциональное напряжению вспомогательного генератора. Когда напряжение вспомогательного генератора UВГ достигает 75 В, открывается транзистор VTI, что приводит к открыванию транзисторов VT2 и VT3 .

После открывания транзистора VT3 им шунтируется переход «управляющий электрод – катод» тиристора VS4. Ток управления тиристора VS4 резко уменьшается благодаря наличию VD17, поэтому он не может включаться. Работа мультивибратора прекращается .

Это приводит к уменьшению тока возбуждения, а значит и напряжения вспомогательного генератора. Снижение UВГ происходит до тех пор, пока напряжение на входе транзистора VT1 уменьшится настолько, что VT1, а значит, VТ2 и VT3 закроются. Мультивибратор снова переходит в автоколебательный режим, UBГ растет, и процесс повторяется. Следовательно, процесс регулирования напряжения вспомогательного генератора имеет колебательный характер, частота которого определяется электрическими и механическими параметрами генератора. Напряжение генератора регулируется изменением среднего значения тока, протекающего по обмотке возбуждения. Это осуществляется изменением средней продолжительности включенного состояния тиристора VS4. Форма напряжения на обмотке ОВ показана на рис. 3 .

–  –  –

Измерительные преобразователи, применяемые на современных локомотивах Для измерения токов и напряжений в силовых цепях, цепях управления и вспомогательных машин тепловозов на сегодняшний день применяются специальные измерительные преобразователи. Они представляют собой электронные устройства, в которых величина измеряемого тока или напряжения преобразуется в пропорциональный токовый сигнал малой величины, поступающий затем в микропроцессорную систему управления локомотивом. Такие преобразователи пришли на смену измерительным трансформаторам постоянного тока и постоянного напряжения, которые использовались в схемах тепловозов постройки 70–90-х годов. На тепловозах устанавливаются преобразователи ПН1 .

Преобразователь напряжения измерительный ПН1 (рис. 1) предназначен для преобразования входного напряжения постоянного или переменного тока в пропорциональный токовый сигнал в диапазоне 0…5 мА .

Рисунок 1 – Измерительный преобразователь напряжения ПН1

Преобразователь имеет четыре гальванически связанных между собой входа, рассчитанные на следующие напряжения:

– по входу 1…………75 мВ;

– по входу 2…………150 В;

– по входу 3…………1000 В;

– по входу 4…………1500 В .

Для измерения тока используется вход 1 (рис. 2, а), подключаемый к выводам шунта, включенного в измеряемую цепь. Для измерения напряжений используются входы 2 – 4, на которые подается непосредственно измеряемое напряжение (рис. 2, б) .

а) б)

Рисунок 2 – Схемы включения преобразователя

Преобразователь имеет линейную зависимость выходного тока от входного напряжения. Для работы преобразователя требуется напряжение питания постоянного тока величиной 15 В. Допускаемая погрешность преобразователя – не более ±1 % .

Основные характеристики преобразователя:

- диапазон рабочих температур………..от –50 °С до +70 °С;

- масса……………………………………не более 1,5 кг;

- габаритные размеры (ВШГ), мм…. 20080130;

- потребляемая мощность………………не более 0,7 Вт;

- режим работы преобразователя………непрерывный;

- средняя наработка на отказ…………не менее 24000 ч;

- срок службы…………………………не менее 10 лет .

–  –  –

Полупроводниковые приборы и их применение на тепловозах Широкое внедрение устройств автоматики, микропроцессорной и компьютерной техники на тепловозах стало возможным благодаря развитию и применению различных полупроводниковых приборов – диодов, транзисторов, тиристоров, интегральных микросхем и т.д .

Основу таких приборов составляют полупроводники – материалы IV группы периодической системы элементов Менделеева, обладающие свойством изменять свою электрическую проводимость с изменением температуры .

Полупроводники ведут себя как диэлектрики при температуре 0 °К (–273 °С). С ростом температуры их проводимость увеличивается, что вызывается температурными колебаниями кристаллической решетки материала. Различают собственные полупроводники и примесные .

Наибольшее применение в электронике нашли такие полупроводники, как германий и кремний .

При внесении в структуру полупроводника примеси V группы периодической системы образуется по одному свободному электрону от каждого атома примеси. Электрон носит отрицательный заряд (negative), поэтому полупроводник носит название nтипа .

При внесении в структуру полупроводника примеси III группы периодической системы образуется нехватка одного электрона от каждого атома примеси – «дырка», которую условно считают носителем положительного заряда (positive), поэтому полупроводник называется p-типа .

Под действием температуры процессы возникновения и исчезновения пар свободных носителей заряда хаотически постоянно происходят внутри кристаллической решетки полупроводника .

В полупроводнике p-типа основными носителями заряда являются дырки, обусловленные наличием примеси, а неосновными – электроны, появившиеся в результате тепловых колебаний решетки, неосновных носителей во много раз меньше, чем основных .

Аналогично в полупроводнике n-типа основными носителями заряда являются электроны, обусловленные наличием примеси, а неосновными – дырки, появившиеся в результате тепловых колебаний решетки .

При соединении друг с другом двух полупроводниковых областей разной проводимости образуется pn-переход (рис. 1) .

Рис. 1. Структура полупроводникового pn-перехода В области соединения этих областей образуется технологический переход толщиной около 0,1 мкм, а в приграничных зонах областей – слой, обедненный свободными носителями заряда. Обедненный слой возникает из-за проникновения электронов и дырок, находящихся у границы перехода. При этом возникает объемный заряд, препятствующий дальнейшему переходу носителей заряда в соседние области. Если оснастить такой pn-переход электродами по краям, получится полупроводниковый диод. Возможны два случая его подключения к источнику энергии (рис. 2) .

а) б) Рис. 2. Прямое (а) и обратное (б) включение pn-перехода При прямом включении основным носителям заряда сообщается дополнительная энергия, достаточная для преодоления обедненного слоя, что вызывает их проникновение в соседнюю область, т.е. возникает электрический ток через переход .

При обратном включении основные носители заряда устремляются от границы перехода к краям своих областей, обедненный слой расширяется, возникновения тока через переход практически не происходит, очень малый ток будет обусловлен неосновными носителями .

Диоды – это приборы, состоящие из двух полупроводниковых областей разной проводимости и обладающие свойством проводить электрический ток только в одном направлении. Вывод диода, соединенный с p-областью, называют анодом, а соединенный с n-областью – катодом (рис. 3). Диод будет открыт, т.е. будет проводить ток при условии, что потенциал на его аноде будет выше потенциала на катоде .

Рис. 3. Обозначение полупроводникового диода

Диоды используются в выпрямительных установках, управляемых и неуправляемых выпрямителях, блоках автоматики, цепях управления и защит тепловозов .

Стабилитроны – это специальный полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации напряжения (рис. 4). Отличие стабилитрона от диода состоит в том, что его используют не в прямом, а в обратном включении. При достижении определенного значения напряжения, приложенного к стабилитрону, происходит его пробой, в результате которого напряжение на стабилитроне далее не будет расти, а будет оставаться неизменным, т.е. стабилизируется. Пробой стабилитрона, в отличие от диодов, является обратимым в определенном диапазоне токов, и не приводит к выходу прибора из строя .

Рис. 4. Обозначение полупроводникового стабилитрона

Транзистор – это полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления и генерирования электрических сигналов, а также для коммутации электрических цепей .

Транзистор состоит из трех смежных чередующихся полупроводниковых областей, образующих два pn-перехода. Крайние области называют коллектором и эмиттером, а среднюю – базой. В зависимости от проводимости своих областей транзисторы могут быть p-n-p или n-p-n типа (рис. 5). С помощью очень малых значений тока базы можно управлять достаточно большими значениями цепи коллектор-эмиттер .

Транзисторы используются в блоках автоматики в качестве бесконтактных ключей или усилительных элементов, а также в силовых тяговых преобразователях .

Рис. 5. Обозначение транзисторов

Тиристор – это полупроводниковый прибор, предназначенный для коммутации электрических цепей. Он может находиться в двух состояниях – открытом или закрытом .

В закрытом состоянии тиристор обладает очень большим сопротивлением, а в открытом – очень малым, что делает его почти идеальным ключом, наряду с высоким быстродействием и КПД .

Тиристор состоит из четырех смежных чередующихся полупроводниковых областей, образующих три pn-перехода. Крайнюю p-область называют анодом, крайнюю n-область – катодом, а одну из средних – управляющим электродом (рис. 6) .

Рис. 6. Обозначение тиристора

Тиристоры используются в блоках автоматики и в силовых тяговых преобразователях в качестве бесконтактных ключей .

Интегральная микросхема – это полупроводниковое устройство, представляющее собой миниатюрный электронный блок, содержащий в общем корпусе транзисторы, диоды, резисторы и другие элементы, сформированные на едином кристалле кремния, число которых может достигать нескольких десятков тысяч .

Все микросхемы могут быть разделены на аналоговые и цифровые (рис. 7) .

Рис. 7. Примеры обозначение микросхем (слева – цифровая, справа – аналоговая)

Отдельный класс цифровых микросхем – микроконтроллеры и микропроцессоры. Это программируемые микросхемы с высокой степенью интеграции для построения сложных систем управления .

Микросхемы используются в современных микропроцессорных системах управления тепловозом и блоках автоматики .

–  –  –

Бесконтактное реле времени предназначено для управления контактором маслопрокачивающего насоса и пусковыми контакторами при запуске дизеля и обеспечивает большие выдержки времени с высокой точностью .

Реле времени ВЛ-50 представляет собой малогабаритный полупроводниковый блок со встроенными выходными электромагнитными реле. Это реле разработано специально для тепловозов, имеет высокую надежность и небольшие размеры .

В схему реле ВЛ-50 (рис. 1) входят блок питания со стабилизацией выходного напряжения (выпрямитель ВП, резисторы R1, R3, стабилитрон Д1), генератор импульсов и их счетчик (микросхема У), каскад установки нуля (транзистор Т1), выходной усилитель (транзисторы Т2…Т4) и реле Р .

При поступлении напряжения каскад установки нуля устанавливает счетчик в нулевое состояние. Потенциал на его выходе низок, транзисторы Т2…Т4 закрыты, реле Р обесточено. Генератор импульсов, состоящий из порогового усилителя, собранного на микросхеме У типа 512 ПС8, конденсаторов С4, С5 и резисторов R13 – R23, вырабатывает импульсы, поступающие на вход счетчика. Когда количество импульсов становится равным коэффициенту пересчета счетчика, на его выходе появляется сигнал, поступающий в усилитель, и реле Р включается. Через открывшийся диод Д2 на генератор подается высокий потенциал – генерация импульсов и выдержка времени заканчиваются. При снятии напряжения питания схема возвращается в исходное состояние .

Функциональная схема реле приведена на рис. 2 .

–  –  –

Рисунок 2 – Функциональная схема реле ВЛ-50:

БП – блок питания; ГИ – генератор импульсов; ВУ – выходное устройство; Р – реле

13 «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ ЛОКОМОТИВОВ»

13.1 Методические указания к практическим занятиям и выполнению индивидуального задания (курсовая работа) Введение. Передачей мощности называют устройство или комплекс устройств, при помощи которых можно изменять передаточное число системы тягового привода с целью регулирования скорости движения и силы тяги транспортной машины, в нашем случае – локомотива .

Традиционно для локомотивов считается, что передача мощности характерна для тепловозов, где она осуществляет трансформацию момента вала дизеля и его мощности в механическую энергию тяги локомотива. В зависимости от применяемых элементов передачи различают механические, гидростатические, гидромеханические и электрические передачи различного вида .

В настоящей главе рассматриваются также передачи мощности электровозов (где они традиционно называются «тяговым электроприводом»), которые преобразуют постоянное по величине напряжение контактного провода в переменное по величине напряжение, подводимое к тяговым электродвигателям .

Электрические передачи мощности локомотивов – это сложные системы, включающие практически все известные на сегодня электрические машины, преобразователи и аппараты, что усложняет изучаемый курс, но делает его интересным и информативным. Спецификой изучения дисциплины является её обобщающее свойство. Результативное изучение может быть достигнуто лишь при условии наличия основных знаний по курсам ТОЭ, «Электрические машины и аппараты», «Локомотивные энергетические установки», «Теория автоматического регулирования» и ряда других .

1 Этапы развития тягового электропривода локомотивов

Экономические показатели железнодорожных перевозок в значительной степени определяются характеристиками магистральных локомотивов: электровозов и тепловозов. По этой причине, достижения науки и техники очень быстро находят свое применение на железнодорожном транспорте. Достаточно вспомнить историю развития тягового подвижного состава в XIX и XX веках: использование паровой машины, электропривода, двигателя внутреннего сгорания .

И в прежние времена, и сейчас, в XXI веке, использование достижений науки при создании локомотивов обеспечивало улучшение их эксплуатационных характеристик и снижение затрат на перемещение грузов и пассажиров. Только за несколько последних десятилетий это позволило повысить единичную мощность серийно выпускаемых электровозов и тепловозов в 2,5…3,0 раза, а силу тяги в 2,0…2,5 раза .

Электрический локомотив (электровоз) получает энергию, необходимую для ведения поезда, из контактной сети постоянного либо переменного тока, которая может рассматриваться как источник практически бесконечной мощности .

Электровозы наших железных дорог оснащены практически исключительно коллекторными тяговыми двигателями постоянного или пульсирующего тока. Начат выпуск электровозов с асинхронными тяговыми двигателями и микропроцессорными системами управления .

Автономный локомотив (тепловоз) несет на себе запас топлива и первичный двигатель, как правило, дизель. На тягу может быть направлена только конечная мощность этого двигателя – в отличие от электровоза, для которого контактная сеть является источником бесконечной мощности. Как следствие, на первый план выдвигается проблема полного использования мощности двигателя .

Для передачи мощности от вала первичного двигателя к движущим осям магистральных и части маневровых тепловозов используется электрическая передача, представляющая собой совокупность электрического генератора, устройств регулирования и управления и тяговых электродвигателей .

В развитии электрических передач мощности (ЭПМ) тепловозов можно отметить следующие этапы:

- ЭПМ постоянного тока, где используются генераторы и тяговые двигатели постоянного тока, электромашинные либо аппаратные системы регулирования напряжения тягового генератора .

- ЭПМ переменно-постоянного тока, где используются синхронные генераторы, полупроводниковые выпрямительные установки и коллекторные тяговые двигатели постоянного тока. Здесь находят применение либо аппаратные, либо – на современных локомотивах – микропроцессорные системы управления .

- ЭПМ переменного тока, где используются синхронные генераторы, статические выпрямительно-инверторные преобразователи, бесколлекторные тяговые двигатели переменного тока и микропроцессорные системы управления. ЭПМ переменного тока, в которой применяются асинхронные тяговые двигатели, может быть названа асинхронным тяговым приводом локомотива .

Можно выделить три этапа развития тягового электропривода локомотивов по применяемому способу преобразования энергии (табл. 1) .

Краткое описание систем преобразования электрической энергии, применявшихся на первом и втором этапах развития, приводится в настоящем учебном пособии (часть 1). Третий этап будет рассмотрен позднее, во второй части .

–  –  –

2 Электровозы постоянного тока с коллекторными ТЭД постоянного тока Электровозы постоянного тока с коллекторными тяговыми двигателями начали работать на железных дорогах нашей страны в 30-х годах ХХ века, поскольку электрификация велась на постоянном токе .

Простота электрической части и высокий КПД электровозов постоянного тока при работе на естественной характеристике являются их основными преимуществами .

В настоящее время в эксплуатации находятся грузовые электровозы ВЛ10, ВЛ11 и ВЛ15, пассажирские электровозы ЧС2 и ЧС7. Начат выпуск новых типов электровозов постоянного тока – грузовых 2ЭС4к «Дончак» и 2ЭС6к, пассажирского ЭП2к .

На таких электровозах применяются коллекторные ТЭД постоянного тока (рис .

1), как правило, последовательного возбуждения. Исключение составляет новый электровоз 2ЭС4к, где применяется комбинированное (независимое и последовательное) возбуждение .

Электромагнитный момент на валу ТЭД, Нм, равен M = Cм (Iв) Ia, (1) где Ф(Iв) – магнитный поток системы возбуждения, приходящийся на одно полюсное деление, Вб;

Iв – ток в обмотке возбуждения, А;

Iа – ток в якорной цепи, А;

pN Cм, Нм/(ВбА) – машинная постоянная;

2a р – число пар главных полюсов;

N – число проводников обмотки якоря;

а – число параллельных ветвей обмотки якоря .

Рис. 1. Схема подключения коллекторного ТЭД последовательного возбуждения:

Я – якорь; ОВ – обмотка возбуждения; Iа – ток в якорной цепи; Iв – ток в обмотке возбуждения; Rш – резистор шунтировки обмотки возбуждения; Lш – индуктивность шунтировки; U – напряжение; A, V – датчики тока и напряжения

–  –  –

514Б 520В 800А ДТКДТК- 418К6 <

–  –  –

ЧС4 ЧС2 ЭП1 ЭП1, ВЛ80 2ЭС5 2ЭС4 ВЛ10

–  –  –

Рис. 3. Последовательное (С), последовательно-параллельное (СП) и параллельное (П) соединение ТЭД: ОВ – обмотка возбуждения; КС – контактная сеть; РЦ – рельсовая цепь;

R – реостат При соединении С напряжение U на каждом двигателе составляет 1/8 напряжения контактной сети, то есть U= Uкс / 8 = 375 В, и через каждый двигатель протекает полный ток, потребляемый электровозом из контактной сети: Iа = Iкс. В результате на малой скорости движения создается большой тяговый момент, см. (1) .

При соединении СП напряжение U на каждом двигателе составляет 1/4 напряжения контактной сети, то есть U = Uкс / 4 = 750 В, а через каждый двигатель протекает половина тока, потребляемого электровозом из контактной сети: Iа = Iкс. В результате скорость движения возрастает, а тяга уменьшается .

При соединении П напряжение U на каждом двигателе составляет напряжения контактной сети, то есть U = Uкс / 2 = 1500 В, а через каждый двигатель протекает четверть тока, потребляемого электровозом из контактной сети: Iа = Iкс. В результате скорость движения еще более возрастает, а тяга становится минимальной .

2-й способ. Как уже было сказано, падение напряжения I a r во внутренних цепях двигателя невелико, оно составляет всего несколько процентов от подведенного к ТЭД напряжения U. Если же в якорную цепь подключить дополнительное сопротивление (пусковой реостат, показан на рис. 3), то получаем возможность плавного регулирования скорости при трогании с места и разгоне .

3-й способ. Согласно (6), частота n обратно пропорциональна величине магнитного потока Ф. Наибольшее распространение получила система ступенчатого изменения магнитного потока путем шунтирования главных полюсов как наиболее простая по конструкции .

В этом случае (см. рис. 1) параллельно обмотке возбуждения ОВ тягового электродвигателя подключается резистор RШ, часть тока якоря отводится через него от обмотки возбуждения, и магнитный поток полюсов тягового электродвигателя уменьшается. Включение в параллель дополнительных резисторов дает возможность получения двух и более ступеней ослабления магнитного потока .

Отношение тока обмотки возбуждения Iв к току якоря Iа носит название коэффициента ослабления возбуждения в:

I Rш .

в в (7) I a Rв Rш На электровозе ВЛ10, кроме полного поля, имеются четыре ступени ослабления (коэффициенты 0,75; 0,55; 0,43; 0,36), на электровозах ЧС2 – пять ступеней (0,85; 0,70; 0,575;

0,475; 0,40) .

Перечисленные выше три способа регулирования частоты вращения ТЭД являются классическими (контакторно-реостатное управление). Они были использованы на первых электровозах в начале ХХ века и в основном остались без принципиальных изменений на электровозах эксплуатируемого парка .

Недостаток этих способов связан в основном со значительными потерями энергии в пусковых резисторах, а также со ступенчатым характером как изменения напряжения, подаваемого на двигатели, так и ослабления поля. При этом происходит резкое изменение тока, ухудшаются коммутационные условия на коллекторе ТЭД, возникают предпосылки для возникновения боксования, искрения и кругового огня .

К недостаткам схемы относится большое число контакторов, при помощи которых осуществляются все переключения .

Управление работой электровоза ВЛ10 осуществляется при помощи контроллера машиниста, который имеет два кулачковых вала: главный и тормозной. Валы приводятся в движение двумя рукоятками: главной и тормозной, которые связаны с соответствующими зубчатыми передачами. Имеется 37 позиций контроллера машиниста, из них 16-я, 27-я и 37-я являются ходовыми (при соединениях С, СП и П соответственно), так как на этих позициях в якорных цепях ТЭД отсутствуют регулировочные сопротивления. Таким образом, воздействие машиниста на локомотив (говоря компьютерным языком, «человеко-машинный интерфейс») реализуется аппаратным путем .

Новые электровозы 2ЭС4к, 2ЭС6к и ЭП2к оснащены микропроцессорными системами управления и диагностики, обеспечивающими ручное и автоматическое управление движением, режимы автоведения поезда, индикацию параметров движения и диагностику работы оборудования электровоза .

Рекуперативное торможение осуществляется при независимом возбуждении ТЭД, переведенных в генераторный режим. Обмотка возбуждения ТЭД запитывается от вращающегося возбудителя (на старых электровозах), либо от статического преобразователя (на более современных) .

Напряжение, на которое должна быть выполнена изоляция силовых и вспомогательных цепей электровозов постоянного тока, определяется напряжением контактной сети Uкс, что не позволяет применить оптимальные варианты по критериям минимальной стоимости, массогабаритным показателям, надежности и т.д .

Контакторно-реостатная система формирования напряжения на ТЭД в принципе может быть заменена импульсным регулятором напряжения (ИРН), который выполнен на силовых управляемых полупроводниковых приборах – тиристорах или транзисторах. В такой схеме регулирование напряжения на двигателях (от нуля до максимального значения) осуществляется плавно и без существенных потерь, поэтому отпадает необходимость не только в резисторах, но и в переключении группировок ТЭД. Однако на электровозах отечественного производства, оснащенных коллекторными ТЭД, ИРН применения не нашли .

3 Тепловозы с электрической передачей постоянного тока Одним из основных требований, предъявляемых к электрической передаче тепловозов, является полное использование на тягу свободной мощности дизеля во всех условиях движения. Свободная мощность дизеля N равна его эффективной мощности за вычетом мощности, расходуемой на вспомогательные нужды .

Экономичная работа дизеля возможна лишь в установившемся режиме, когда угловая скорость вращения коленчатого вала фиксирована (согласно набранной позиции контроллера машиниста) и мощность на валу дизеля постоянна.

Тяговый генератор преобразует свободную мощность N дизеля в электрическую мощность Pг (потери учитываются коэффициентом полезного действия генератора ):

Pг = N = const, откуда U г I г = M = const, (8) что и определяет необходимость формирования гиперболической внешней характеристики генератора для наиболее полного использования свободной мощности дизеля (так называемая «тепловозная характеристика») .

Графически постоянство мощности выражается внешней характеристикой – зависимостью напряжения генератора U г от тока генератора I г на выбранной машинистом позиции контроллера (рис. 4) .

Рис. 4. Внешняя характеристика тягового генератора в зависимости от набранной позиции КМ: 1,…, 10 – номера позиций Гиперболический участок BC соответствует постоянной мощности, участок АB обеспечивает ограничение максимального тока при трогании с места, а участок CD – ограничение напряжения при движении на больших скоростях .

Максимальное значение тока генератора I г определяется максимальным током тяговых двигателей в момент трогания тепловоза с места. При разгоне ток генератора уменьшается .

Максимальное значение напряжения генератора U г должно быть достаточным для обеспечения конструкционной скорости движения тепловоза (с учетом характеристик ТЭД) .

При уменьшении скорости движения напряжение падает .

Три этапа развития электрических передач тепловозов показаны в табл. 1. Принципиальная схема электрической передачи мощности постоянного тока, применявшейся на первом этапе, приведена на рис. 5 .

Рис. 5. Принципиальная схема электрической передачи постоянного тока (параллельное соединение ТЭД): ТГ – тяговый генератор; ТЭД – тяговый электродвигатель; ОВГ – обмотка возбуждения генератора; ОВ – обмотки возбуждения ТЭД

Ее основными элементами являются:

- тяговый генератор постоянного тока (ТГ) с независимым возбуждением, вал которого приводится во вращение от вала дизеля. При заданной позиции контроллера машиниста, генератор подает на тяговые электродвигатели постоянную электрическую мощность при переменных значениях тока и напряжения согласно (8), что позволяет гибко приспосабливаться к условиям ведения поезда, варьируя силу тяги и скорость движения;

- коллекторные ТЭД постоянного тока с последовательным возбуждением, приводящие во вращение колесные пары локомотива. Они также позволяют изменять силу тяги и скорость – за счет ослабления поля возбуждения .

Первые тепловозы конструкции Я.М. Гаккеля и Ю.В. Ломоносова были оснащены ЭПМ постоянного тока. Наиболее широкое применение она нашла на тепловозах выпуска 1940-60-х гг., однако маневровые тепловозы с ЭПМ постоянного тока выпускаются и в настоящее время .

В эксплуатации находятся магистральные грузовые тепловозы 2ТЭ10 и М62, пассажирские ТЭП60, а также маневровые ТЭМ2, ЧМЭ3 и ТЭМ18ДМ .

Технические характеристики ТГ и ТЭД некоторых тепловозов c ЭПМ постоянного тока приведены в табл. 3 и 4 .

ЭПМ постоянного тока выполняют с постоянным соединением тяговых генераторов и электродвигателей, а управление осуществляется изменением напряжения тягового генератора и магнитного потока электродвигателей .

–  –  –

Рис. 6. Принципиальная блок-схема электромашинной системы автоматического регулирования напряжения тягового генератора (схема Лемпа)

Рис. 7. Размещение обмоток на расщепленном полюсе возбудителя:

Ш1-Ш2 – обмотка параллельного возбуждения; О1-О2 – дифференциальная обмотка Конструктивно вспомогательный генератор ВГ и возбудитель В объединены в двухмашинный агрегат, приводимый во вращение от шкива на валу тягового генератора. Следовательно, их ЭДС, так же как и ЭДС тягового генератора, пропорциональна частоте n вращения вала дизель-генератора .

Вспомогательный генератор ВГ представляет собой генератор постоянного тока с параллельным возбуждением .

Возбудитель В имеет четыре полюса. Каждый из них в продольном направлении расчленен на две части (рис. 7): ненасыщенную П1 и насыщенную П2. Насыщение второй части полюса достигнуто благодаря меньшему сечению сердечника и вырезам на нем .

На обеих частях полюса смонтирована параллельная обмотка возбуждения Ш1-Ш2, она получает питание как от возбудителя В, так и от вспомогательного генератора ВГ .

На насыщенной части полюса П2 смонтирована дифференциальная обмотка О1-О2, включенная последовательно с якорем тягового генератора, причем ее витки намотаны на сердечник противоположно виткам обмотки Ш1-Ш2. Поэтому магнитодвижущая сила дифференциальной обмотки О1-О2 направлена встречно МДС параллельной обмотки Ш1-Ш2 .

ЭДС возбудителя, В, равна E в c в Ф в nв, где c в – постоянная величина для данного возбудителя, определяемая числом пар полюсов и параметрами обмотки якоря, В/(Вбоб/мин);

Ф в – магнитный поток полюсов возбудителя, Вб;

n в – частота вращения якоря возбудителя, об/мин .

Магнитный поток полюсов возбудителя Ф в можно представить как алгебраическую сумму магнитных потоков ненасыщенной ФП1 и насыщенной ФП2 частей полюсов:

Фв = ФП1 ± ФП2 .

Тогда ЭДС возбудителя может быть определена согласно выражению Eв cв Ф П1nв cв Ф П2 nв EП1 EП2, где ЕП1, ЕП2 – ЭДС возбудителя от ненасыщенной и насыщенной частей полюсов соответственно .

Магнитный поток ненасыщенной части полюсов ФП1 определяется МДС параллельной обмотки FП1 = Fшв .

Магнитный поток насыщенной части полюсов ФП2 определяется как разность МДС параллельной и дифференциальной обмоток:

FП2 = Fшв – Fдв .

На рис. 8 представлен характер изменения величин ЕП1, ЕП2 и Ев в зависимости от тока нагрузки I г тягового генератора .

Рис. 8. Характеристики возбудителя с продольным расщеплением полюсов: ЕП1 – ЭДС возбудителя при возбуждении от ненасыщенной части полюсов; ЕП2 – ЭДС возбудителя при возбуждении от насыщенной части полюсов; ЕВ – результирующая ЭДС возбудителя Как указывалось выше, составляющая ЭДС ЕП1 определяется МДС параллельной обмотки Fшв. Если бы эта обмотка питалась только от цепи вспомогательного генератора ВГ, то ЕП1 не зависела бы от I г и сохраняла постоянное значение. Однако, так как параллельная обмотка получает питание и от возбудителя В (см. рис. 6), а напряжение возбудителя с увеличением тока I г падает, магнитный поток ФП1 и ЭДС ЕП1 с увеличением тока нагрузки тягового генератора будут снижаться (см. линию ЕП1 на рис. 8) .

Электродвижущая сила ЕП2 определяется взаимодействием МДС параллельной и дифференциальной обмоток. При малых токах нагрузки генератора сердечник части П2 полюсов насыщен магнитным потоком параллельной обмотки. При увеличении тока нагрузки МДС дифференциальной обмотки увеличивается, а результирующая МДС FП2 и ЭДС ЕП2 насыщенной части полюсов уменьшаются .

В некоторый момент МДС дифференциальной обмотки превысит МДС параллельной обмотки, сердечник насыщенной части полюсов П2 перемагнитится и ЭДС ЕП2 изменит свой знак. По мере дальнейшего увеличения тока нагрузки генератора, а следовательно и тока в дифференциальной обмотке, отрицательное значение ЭДС ЕП2 будет возрастать и, наконец, наступит насыщение сердечников насыщенных частей полюсов магнитным потоком дифференциальной обмотки. Криволинейная часть характеристики ЕП2 создается при насыщении сердечников .

Тяговый генератор ТГ имеет независимое возбуждение от обмотки ОВГ, которая питается от возбудителя В .

На рис. 9 представлена характеристика возбудителя с продольно-расщепленными полюсами МВТ-25/9 тепловоза ТЭМ2. Характеристика тягового генератора ГП-300Б подобна характеристике возбудителя (рис. 10). Обратим внимание на то, что напряжение Uв, подаваемое на независимую обмотку возбуждения тягового генератора, измеряется десятками вольт, а напряжение Uг на его клеммах – сотнями вольт, то есть тяговый генератор работает как усилитель напряжения .

Таким образом, при увеличении тока I г в силовой цепи напряжение генератора U г автоматически понижается, а при уменьшении – повышается, что обеспечивает формирование гиперболической внешней характеристики генератора .

Кроме того, автоматически поддерживается постоянное значение электромагнитного момента на валу генератора (момента полезной нагрузки дизеля) при заданной позиции контроллера машиниста:

M = Cм (Iв) Iг, (10) что обеспечивает устойчивую работу дизель-генераторной установки .

–  –  –

Рис. 10. Внешняя характеристика генератора ГП-300Б для различных позиций КМ:

1,…, 8 – номера позиций С точки зрения теории автоматического управления (ТАУ), описанная выше схема Лемпа представляет собой простейшую систему автоматического регулирования по возмущению (рис. 11) .

Рис. 11. Функциональная схема системы автоматического регулирования напряжения тягового генератора по возмущению Объектом управления является тяговый генератор, возмущением для него является ток нагрузки I г. Управляемой величиной является напряжение тягового генератора U г .

Сигнал по току нагрузки поступает в автоматический регулятор, который в данном случае состоит из возбудителя В и вспомогательного генератора ВГ. Заданием для АР являются значения сопротивлений R1, R2 и RРН (см. рис. 6). Частота вращения n вала дизельгенератора определяется набранной позицией контроллера машиниста, при фиксированной позиции КМ она постоянна. Напряжение Uв, подаваемое на обмотку возбуждения тягового генератора, является управляющим воздействием .

Такая система управления является разомкнутой, в ней отсутствует обратная связь по управляемой величине. Существенным органическим недостатком такой системы является низкая точность и плохое качество работы .

Для тепловозов 2ТЭ10, ТЭП60, М62 были разработаны аппаратные системы регулирования напряжения, содержащие в качестве возбудителей электрические машины обычной конструкции, не имеющие расщепленных полюсов и нескольких обмоток возбуждения, а в качестве датчиков, сумматоров и усилителей – бесконтактные электрические аппараты (магнитные и полупроводниковые усилители, выпрямители, преобразователи и др.). Это системы комбинированного регулирования, так как они построены на основе принципов регулирования по отклонению управляемой величины (принцип отрицательной обратной связи) и по возмущениям (току генератора, частоте вращения вала дизеля и положению органа топливоподачи дизеля) .

Структурная схема комбинированной автоматической системы регулирования напряжения тягового генератора U г показана на рис. 12а, ее функциональная схема – на рис. 12б .

а)

–  –  –

Рис. 12. Структурная (а) и функциональная (б) схемы комбинированной автоматической системы регулирования напряжения тягового генератора: КМ – контроллер машиниста; РЧВ – регулятор частоты вращения; ТН – топливный насос; Д – дизель

В качестве сигналов по возмущениям тягового генератора ТГ используются ток, частота вращения и положение органа топливоподачи дизеля. Для измерения текущих значений и формирования сигналов используются измерительные устройства (ИУ):

1) датчик напряжения ДН формирует сигнал i1 по напряжению генератора;

2) датчик тока ДТ формирует сигнал i2 по току генератора;

3) датчик частоты вращения ДЧВ формирует сигнал i3 по частоте вращения вала дизель-генератора;

4) индуктивный датчик перемещения реек топливных насосов ДП формирует сигнал i4 по подаче топлива .

Полученные сигналы подаются на сумматор С (амплистат возбуждения АВ) .

На выходе сумматора формируется напряжение возбуждения возбудителя Uвв, которое подается на возбудитель В, выполняющий функции органа регулирования. Возбудитель имеет две обмотки, причем одна из них (НВ) подключена к сумматору, а другая (РВ) – к вспомогательному генератору. Магнитодвижущие силы этих обмоток направлены встречно, то есть для формирования гиперболической характеристики здесь применен тот же принцип, что и в схеме Лемпа .

Для повышения устойчивости и улучшения качества работы используется устройство местных обратных связей (УОС). Датчик скорости изменения тока возбуждения генератора ДС выполняет функции устройства обратной отрицательной гибкой связи выхода возбудителя со входом амплистата АВ .

Для настройки регуляторов применены переменные сопротивления, играющие роль задающих устройств (на схеме не показаны) .

Напряжение Uв, подаваемое от возбудителя на обмотку возбуждения ТГ, является управляющим воздействием .

Описанные выше системы управления первых поколений (электромашинные и аппаратные) в настоящее время морально и физически устарели. Они заменяются микропроцессорными системами управления, например, на тепловозах 2ТЭ10 и М62 при ремонте может быть установлена унифицированная система управления электропередачей (УСТА). С помощью цифровых программируемых автоматических систем можно реализовать значительно более сложные и эффективные алгоритмы работы электропередачи, чем на аналоговых регуляторах. Такие алгоритмы позволяют продлить срок службы локомотивов, уже находящихся в эксплуатации, и обеспечить более высокие качественные показатели их работы .

Регулирование частоты вращения ТЭД. Переключение схемы соединения ТЭД на тепловозах не применяется (за исключением ТЭ1, где ТЭД могли подключаться либо последовательно, либо последовательно-параллельно – двумя группами по три двигателя) .

На магистральных грузовых и пассажирских тепловозах ТЭД всегда подключены параллельно (см. рис. 5). На маневровых тепловозах с электропередачей ТЭД соединены группами – либо по два, либо по три двигателя .

Следовательно, напряжение, подаваемое на тяговый двигатель, либо равно напряжению генератора U г (при параллельном соединении ТЭД), либо ему пропорционально (при последовательно-параллельном соединении). Частота вращения вала двигателя, согласно (6), определяется величиной этого напряжения .

На практике для дополнительного регулирования частоты вращения вала двигателя используется ослабление поля возбуждения. Как правило, тепловозные ТЭД имеют две ступени ослабления поля. Например, у 2ТЭ10 1 = 0,60, 2 = 0,36; у ТЭП60 1 = 0,60, 2 = 0,40. В результате, при возрастании скорости движения тепловоза от нуля до максимального значения, гиперболическая часть характеристики проходится три раза .

В настоящее время выпускаются маневровые тепловозы ТЭМ18ДМ с ЭПМ постоянного тока, состоящей из тягового генератора, шести тяговых двигателей, сглаживающего реактора (дросселя), электронного контроллера и контакторной аппаратуры. Схема предусматривает постоянную последовательно-параллельную группировку ТЭД (две параллельные группы по три двигателя в каждой) и две ступени ослабления поля .

4 Электровозы переменного тока с коллекторными ТЭД пульсирующего тока

Массовая электрификация железных дорог нашей страны на переменном токе (напряжение Uкс = 25 кВ, частота f = 50 Гц) и применение электровозов переменного тока стали возможными после освоения производства выпрямительных установок: сначала на базе ртутных вентилей (игнитроны), а затем, в 60-х годах ХХ века, на базе полупроводниковых кремниевых диодов .

Первое поколение электровозов переменного тока. Принципиальная блок-схема силовых цепей электровозов переменного тока с неуправляемой выпрямительной установкой (ВЛ60к, ВЛ80 всех модификаций, кроме ВЛ80р, а также ЧС4, ЧС4т, ЧС8) показана на рис .

13 .

От токоприемника напряжение контактной сети Uкс подается на сетевую (первичную) обмотку понижающего тягового трансформатора ТР. Напряжение регулируется на первичной (электровозы ЧС) или на вторичной (электровозы ВЛ) обмотке, что требует большого числа выводов. Далее будем рассматривать только конструкцию, принятую на электровозах ВЛ .

Рис. 13. Принципиальная блок-схема силовых цепей электровоза переменного тока с неуправляемой выпрямительной установкой Напряжение с выводов вторичной обмотки подается на выпрямительную установку В, а затем на тяговые двигатели последовательного возбуждения .

Диодная выпрямительная установка выполнена по мостовой схеме (рис. 14) и состоит из четырех плеч VD1 – VD4, подключенных ко вторичной обмотке трансформатора .

Рис. 14. Схема однофазной мостовой выпрямительной установки В течение одного полупериода при направлении ЭДС, показанном на рис. 14 стрелкой, ток проходит от одного вывода вторичной обмотки трансформатора через вентиль VD1, нагрузку и вентиль VD4 к другому выводу. В течение второго полупериода (при противоположном направлении ЭДС) ток проходит от второго вывода трансформатора через вентиль VD3, нагрузку и вентиль VD2 к первому выводу. В обоих случаях через нагрузку ток id проходит в одном направлении .

Диаграммы напряжения u2 на вторичной обмотке трансформатора и выпрямленного напряжения Ud показаны на рис. 15 а, б .

Выпрямленное напряжение Ud при разложении в ряд Фурье содержит постоянную составляющую, равную среднему значению, и переменную составляющую, которая представляет собой сумму высших гармонических составляющих .

–  –  –

Численные значения, характеризующие интенсивность гармоник переменной составляющей выпрямленного напряжения при частоте питающей сети f = 50 Гц, приведены ниже .

–  –  –

Отсюда следует, что в кривой выпрямленного напряжения ярко выражена вторая (n =

2) гармоническая составляющая с частотой f 2 = 100 Гц, амплитуда которой достигает 66% постоянной составляющей. Доля других высших гармоник незначительна .

Качество выпрямленного напряжения оценивается коэффициентом пульсации, представляющим собой отношение амплитуды переменной составляющей (которая может быть приближенно принята равной амплитуде старшей гармоники) к среднему значению выпрямленного напряжения:

a(2) kq 0,66 .

U dсред Отсюда ясно, что качество выпрямленного напряжения невысокое. Для сглаживания пульсаций выпрямленного тока применяются сглаживающие реакторы СР (см. рис. 13). График напряжения, подаваемого на ТЭД после сглаживающего реактора, показан на рис. 15, в .

Однако, если подать такое пульсирующее напряжение на тяговый двигатель, применяющийся на электровозах постоянного тока, это приведет к его перегреву вследствие ухудшения условий коммутации .

Поэтому были разработаны коллекторные ТЭД пульсирующего тока, специальные конструктивные меры позволили приспособить эти двигатели к нормальной работе в условиях наличия гармоники 100 Гц в питающем напряжении. Характеристики ТЭД пульсирующего тока приведены в табл. 2 .

На электровозах переменного тока ТЭД всегда подключены параллельно, перегруппировка двигателей и пусковые реостаты не применяются .

Скорость движения регулируется изменением напряжения, подводимого к ТЭД, что достигается на электровозах ВЛ переключением под нагрузкой секций тяговой обмотки трансформатора и встречным или согласованным соединением нерегулируемых и регулируемых секций этой обмотки (так называемое зонное регулирование). Переключения выполняются главным контроллером при помощи кулачковых валов и контакторов .

Применяется ослабление поля возбуждения ТЭД: три ступени на электровозах ВЛ (0,70; 0,52; 0,43), пять ступеней на электровозах ЧС (0,72; 0,60; 0,51; 0,44; 0,40) .

Второе поколение электровозов переменного тока. Существенным недостатком электровозов первого поколения являются ступенчатое изменение напряжения на ТЭД и невозможность реализации режима рекуперативного торможения .

Эти недостатки удалось устранить за счет применения управляемого преобразователя на тиристорах, который позволил реализовать в режиме тяги плавное регулирование напряжения путем изменения угла отпирания тиристоров (зонно-фазное регулирование) .

Преобразовательная установка получила название выпрямительно-инверторного преобразователя ВИП, она применяется на грузовых (ВЛ80р, ВЛ85 и семейства «Ермак») и пассажирских (ВЛ65, ЭП1 и его модификациях) электровозах. Принципиальная блок-схема силовых цепей этих электровозов показана на рис. 16 .

Рис. 16. Принципиальная блок-схема силовых цепей электровоза переменного тока с выпрямительно-инверторным преобразователем ВИП подключается ко вторичной обмотке трансформатора, состоящей из трех секций (рис. 17). Каждый ВИП питает два тяговых электродвигателя, в цепи которых установлены сглаживающие реакторы. Для управления ВИП используется блок управления БУ ВИП. Система импульсно-фазового управления преобразует команды, поступающие с контроллера машиниста, в импульсы управления тиристорами согласно алгоритму работы .

–  –  –

Напряжение на секциях I и II составляет 350 В, на секции III – 700 В. Покажем, каким образом можно плавно увеличить напряжение на ТЭД в режиме тяги от 0 до 1400 В .

Регулирование начинается в 1-й зоне, питание осуществляется от секции II. При направлении ЭДС, показанном стрелкой на рис. 17, ток идет через плечо 3 (тиристоры которого полностью открыты), через нагрузку и затем через регулируемые тиристоры плеча 6 возвращается на секцию II. При противоположном направлении ЭДС ток проходит через открытое плечо 5, через нагрузку и затем возвращается через регулируемые тиристоры плеча 4 .

Угол отпирания регулируемых тиристоров плавно изменяется от рmax = 180° – 0 до рmin = 0, при этом напряжение на нагрузке возрастает от 0 до 350 В .

Затем осуществляется переход на 2-ю зону, питание осуществляется от секций I и II .

При направлении ЭДС, показанном стрелкой, ток идет на нагрузку через регулируемое плечо 1 и от вывода между I и II секциями через плечо 3 (открытое с задержкой по фазе 0з 0 0 ), и возвращается через открытое плечо 6. При обратном направлении ЭДС ток проходит через открытое плечо 5, через нагрузку и затем возвращается через регулируемое плечо 2 и через плечо 4, имеющее задержку по фазе. Напряжение на нагрузке повышается от 350 до 700 В .

В 3-й зоне регулирования питание осуществляется от секций II и III. При направлении ЭДС, показанном стрелкой, ток идет на нагрузку через регулируемое плечо 3 и от вывода между II и III секциями через плечо 5 (открытое с задержкой по фазе 0з), и возвращается через открытое плечо 8. При обратном направлении ЭДС ток проходит через открытое плечо 7, через нагрузку и затем возвращается через регулируемое плечо 4 и через плечо 6, имеющее задержку по фазе. Напряжение на нагрузке повышается от 700 до 1050 В .

В 4-й зоне регулирования питание осуществляется от всех трех секций. При направлении ЭДС, показанном стрелкой, ток идет на нагрузку через регулируемое плечо 1 и от отпайки между I и II секциями через плечо 3 (открытое с задержкой по фазе 0з), и возвращается через открытое плечо 8. При обратном направлении ЭДС ток проходит через открытое плечо 7, через нагрузку и затем возвращается через регулируемое плечо 2 и через плечо 4, имеющее задержку по фазе. Напряжение на нагрузке повышается от 1050 до 1400 В .

На рис. 18 показано изменение напряжения на ТЭД в зависимости от угла отпирания тиристоров р по зонам регулирования .

Рис. 18. Изменение напряжения на ТЭД в зависимости от угла отпирания тиристоров р по зонам В режиме рекуперации ВИП работает как ведомый сетью инвертор, он преобразует постоянное напряжение на выводах ТЭД, работающих в генераторном режиме, в однофазное переменное напряжение частоты 50 Гц, которое затем повышается трансформатором ТР и отдается обратно в контактную сеть .

Выпускаемые в настоящее время электровозы переменного тока (семейство «Ермак», ЭП1) оснащены многоуровневыми микропроцессорными системами управления .

5 Тепловозы с электрической передачей переменно-постоянного тока

Выпуск тепловозов, оснащенных ЭПМ переменно-постоянного тока, был начат в конце 60-х годов ХХ века практически одновременно с электровозами переменного тока. ЭПМ переменно-постоянного тока имеет в своем составе синхронный тяговый генератор СТГ, выпрямительную установку ВУ и коллекторные ТЭД постоянного тока последовательного возбуждения (рис. 19). Такой передачей оснащены грузовые тепловозы 2ТЭ116 и 2ТЭ25к «Пересвет», пассажирский ТЭП70, маневровый ТЭМ7 и другие .

Тепловозы 2ТЭ25к «Пересвет» и 2ТЭ116У имеют индивидуальное (каждый от своего управляемого выпрямителя) питание ТЭД и систему поосного регулирования силы тяги .

В приемлемых для тепловоза габаритах синхронный тяговый генератор может быть выполнен мощностью более 7000 кВт .

Основные преимущества синхронного генератора перед генератором постоянного тока заключаются в:

- отсутствии коллекторно-щеточного узла, что повышает надежность генератора и тем самым позволяет существенно уменьшить эксплуатационные расходы;

- отсутствии ограничения по частоте вращения ротора;

- снижении массы на единицу мощности в два раза;

- уменьшении расхода меди и электротехнической стали .

Рис. 19. Принципиальная схема ЭПМ переменно-постоянного тока: СТГ – синхронный тяговый генератор; ОВГ – обмотка возбуждения генератора; ВУ – выпрямительная установка; ТЭД – тяговый электродвигатель; ОВ – обмотка возбуждения; Rш – резисторы Необходимость применения выпрямительной установки несколько снижает преимущества синхронного генератора. Кроме того, в ЭПМ переменно-постоянного тока применяются коллекторные ТЭД постоянного тока, параметры которых, так же как и в ЭПМ постоянного тока, приближаются к предельным по использованию электромагнитных свойств материалов и коммутации .

Технические характеристики электрических машин и выпрямительной установки, применяемых в ЭПМ переменно-постоянного тока, приведены в табл. 6 – 8 .

Синхронный тяговый генератор. В отличие от генератора постоянного тока, магнитное поле которого создается полюсами, размещенными на статоре, и располагается в пространстве неподвижно, магнитное поле синхронного генератора вращается вместе с ротором. Регулируемое напряжение возбуждения подводится к полюсам, находящимся на роторе, через контактные кольца .

Синхронный генератор имеет две статорные трехфазные обмотки, соединенные по схеме «звезда» .

–  –  –

Примечания. 1. Возбуждение независимое для всех типов генераторов .

2. Линейное напряжение равно фазному, умноженному на 3 .

3. Звездочкой (*) отмечены показатели тягового агрегата (общая масса и суммарная мощность тягового и вспомогательного генераторов)

–  –  –

Он питается от трехфазной обмотки, фазы А, В, С которой соединены в звезду, и состоит из двух групп диодов: анодной и катодной, каждая из которых имеет по три диода. Ток одновременно проводят два диода: один в анодной группе, потенциал катода которого минимален, другой в катодной группе, потенциал анода которого максимален относительно нулевой точки обмотки источника напряжения. В результате на выходе формируется выпрямленное напряжение U d, мгновенные значения которого равны на соответствующих интервалах линейным напряжениям U ab, U bc, U ac, U ba и т.д .

На рис. 21, а показаны напряжения фаз А, В, С, на рис. 21, б – кривая выпрямленного напряжения U d, она имеет шесть пульсаций за один период питающего напряжения, откуда и происходит термин «шестипульсовая схема» .

Среднее значение выпрямленного напряжения /6 U MЛ cos d U MЛ U dсред 2U Л 1,35 U Л, (15) / 3 / 6 где U МЛ, U Л – соответственно амплитудное и действующее значения линейного напряжения .

Например, для диаграммы рис. 21 амплитудное значение фазового напряжения U A U B U C 400 В, действующее значение фазового напряжения равно 400 / 2 282,8 В. Действующее значение линейного напряжения U Л 282,8 3 489,9 В. Тогда среднее значение выпрямленного напряжения, согласно (15), равно U dсред 1,35U Л 661,4 В .

Качество выпрямленного напряжения в такой схеме высокое. Коэффициент пульсаций k q = 0,057 (напомним, что для выпрямителя однофазного тока, установленного на электровозах, k q = 0,66) .

–  –  –

Рис. 21. Диаграммы работы трехфазного мостового выпрямителя: напряжения фаз (а) и выпрямленное напряжение (б) Двенадцатипульсовые схемы выпрямления используются для дальнейшего уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения и снижения высших гармонических составляющих, они строятся на основе параллельного соединения двух трехфазных выпрямителей (см. рис. 19) и широко применяются на тепловозах с ЭПМ переменно-постоянного тока. Такая схема используется в выпрямительной установке УВКТ-5 (табл. 8) .

Значение коэффициента пульсаций k q при использовании двенадцатипульсовой схемы уменьшается до 0,03. Как следствие, не требуется применения дополнительных устройств (типа сглаживающих реакторов на электровозах), нет необходимости и в разработке тяговых двигателей специальной конструкции .

Средние значения выпрямленного напряжения одинаковы и равны общему выпрямленному напряжению U d 1 U d 2 U d. Общий ток нагрузки I d распределяется поровну между обеими трехфазными обмотками .

Система управления. Управление ЭПМ переменно-постоянного тока осуществляется изменением частоты вращения вала дизель-генератора по позициям контроллера машиниста и регулированием магнитного потока генератора в пределах каждой позиции, что обеспечивает постоянство мощности UdId = const .

ЭПМ переменно-постоянного тока оборудуется автоматической системой регулирования напряжения Ud, которая построена на принципах регулирования по отклонению напряжения генератора и по возмущениям (силе тока и положению органов топливоподачи дизеля), структурная схема которой показана на рис. 22. Принцип работы системы аналогичен рассмотренному в п. 2 .

Рис. 22. Структурная схема комбинированной автоматической системы регулирования напряжения: СТГ – синхронный тяговый генератор; ВУ – выпрямительная установка;

ДТ – датчик тока; ДН – датчик напряжения; СУ – селективный узел; БУВ – блок управления возбуждением; УВВ – управляемый выпрямитель возбуждения;

СВ – синхронный возбудитель; РЧВ – регулятор частоты вращения; ДП – индуктивный датчик положения; ДЧВ – датчик частоты вращения; ДС – датчик скорости изменения тока возбуждения Регулирование частоты вращения ТЭД. В режиме тяги все ТЭД соединены параллельно и получают питание от выпрямительной установки. Поэтому напряжение на зажимах ТЭД равно Ud, а сила тока в якорной цепи равна Id, делённому на число двигателей .

Для расширения диапазона скоростей движения применяется, так же как и на тепловозах с ЭПМ постоянного тока, ступенчатое ослабление поля путем шунтирования обмотки возбуждения ТЭД. Как правило, используются две ступени ослабления поля .

–  –  –

6.1. Структура системы регулирования дизеля и электрической передачи Как следует из материала пп. 3 и 5, системы регулирования электрической передачи тепловозов можно разделить по двум признакам:

1) по элементной базе: электромашинные, аппаратные и микропроцессорные. В тепловозах типа ТЭМ2 и ЧМЭЗ применена электромашинная система регулирования тяговой электрической передачи, основой которой является возбудитель специальной конструкции .

В тепловозах 2ТЭ10, М62, 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7 и других используется аппаратная система регулирования, когда система строится из отдельных узлов и аппаратов как общего назначения, так и специального исполнения .

В последнее время тепловозы оборудуются микропроцессорными системами регулирования, которые нашли применение на перспективных тепловозах серии 2ТЭ25К «Пересвет», 2ТЭ25А «Витязь» (разработка ВНИКТИ, производство Брянского машиностроительного завода). От аппаратных систем автоматического регулирования микропроцессорные системы отличаются тем, что алгоритм регулирования выполняется программой .

2) по принципу действия: разомкнутые системы и системы с обратной связью .

Разомкнутые системы регулирования электрической передачи в тепловозах не применяются, однако в аварийном режиме систему регулирования электрической передачи тепловозов в упрощенном виде можно считать разомкнутой .

Тепловозные системы регулирования по своей сути являются системами с обратной связью по возмущающему воздействию, которое определяется током нагрузки тягового генератора. Для полной реализации возможностей дизеля и тягового электрооборудования, упрощения управления тепловозом, на всех современных тепловозах применяются только замкнутые системы регулирования с обратной связью .

Рассмотрим принципы построения замкнутой системы регулирования тяговой электрической передачи, когда необходимо точное согласование мощности тягового генератора со свободной мощностью дизеля (так называемое объединённое регулирование дизель-генератора). При этом обеспечивается оптимальное нагружение дизеля, тепловоз работает в экономичном режиме, повышается ресурс дизеля .

На рис. 23 показана универсальная характеристика дизеля 16ЧН 26/26 тепловоза 2ТЭ116 и нанесённые на неё изолинии удельного расхода топлива .

Для работы дизеля в наиболее экономичном режиме требуется обеспечить нахождение нагрузки дизеля в соответствии с рабочей зоной I или, что то же самое, выдерживать заданное положение реек топливного насоса высокого давления в зависимости от частоты вращения коленвала дизеля .

Рис. 23. Универсальная характеристика дизеля 16ЧН 26/26;

1 – рабочая зона; NД – мощность дизеля; – угловая скорость вращения коленчатого вала дизеля ( = 2n/60) В общем случае принцип объединённого регулирования д изельгенератора можно представить следующим образом .

Контроллером машиниста (КМ) задаётся угловая скорость вращения коленвала дизеля диз изменением затяжки всережимной пружины (ВП), реализованная аппаратным способом .

В соответствии с рассогласованием заданной величины диз и фактического измеренного значения частоты вращения ос (по вращающимся грузам) регулятор частоты вращения (РЧВ) коленвала дизеля увеличивает или уменьшает подачу топлива hр реечным механизмом, изменяя тем самым вращающий момент дизеля Мдиз .

В моменте сопротивления дизеля МСОПР (рис. 24) первые две составляющие (Мconst и Mvar) обусловлены самой природой дизеля и необходимостью обеспечения его нормальных режимов работы и работы различного вспомогательного оборудования тепловоза. Это расходы на вспомогательные нагрузки, обеспечивающие охлаждение дизеля, расходы на преодоление трения в подшипниковых узлах, расходы на вентиляцию электрических машин, на привод тормозного компрессора и др. Отсюда следует, что единственным способом удержания рабочей точки дизеля на оптимальной нагрузочной характеристике, в рабочей зоне, является изменение мощности (момента сопротивления) генератора МГЕН .

В штатной схеме объединённого регулирования (см. рис. 24) можно выделить два основных элемента: блок задания селективной мощности (селективный узел СУ, датчики тока и напряжения Дт и Дн, множительное устройство У, тахометрический блок ТБ и другие вспомогательные узлы, не показанные на этом рисунке); блок коррекции, состоящий из узла суммирования, и индуктивный датчик ИД, конструктивно расположенный в регуляторе дизеля .

Будем считать, что система находится в равновесии, т.е. Мдиз = Мсопр. При увеличении момента сопротивления дизеля (например, при включении привода тормозного компрессора) частота вращения вала дизеля уменьшается. Появление рассогласования () на входе регулятора частоты вращения РЧВ побуждает его устранить снижение частоты. Это может быть осуществлено только перемещением рейки топливных насосов высокого давления hр. Таким образом, подача топлива растёт, увеличивая тем самым вращающий момент дизеля .

Однако увеличение подачи топлива hp и соответственно момента дизеля вызывает рассогласование заданного положения реек hр.з, выбранного из условия оптимальной нагрузочной характеристики. Появление этого рассогласования на входе сервомотора индуктивного датчика (СМ ИД) вызывает передвижение его поршня и соответственно стержня индуктивного датчика (ИД) в сторону уменьшения сигнала Uид. Этот сигнал, входя в состав общего сигнала задания мощности тягового генератора, тем самым снижает мощность тягового генератора .

Момент сопротивления тягового генератора снижается до тех пор, пока в объединённой системе регулирования не установится равновесие по всем каналам, т.е. диз = о.с и hp = hр.з .

Так же происходят процессы при уменьшении момента сопротивления. Зона действия индуктивного датчика выбирается таким образом, чтобы соответствующим изменением мощности тягового генератора можно было перекрыть все величины колебаний вспомогательных и других нагрузок .

Рис. 24.

Упрощённая структурная схема системы объединённого регулирования дизель-генератора:

КМ – контроллер машиниста; МР1-МР4 – электромагниты регулятора дизеля;

ВП – всережимная пружина; РЧВ–регулятор частоты вращения; НЭ – нелинейный элемент корректора по наддуву; ГУ – гидроусилитель корректора по наддуву;

МП – передаточный механизм; Диз – дизель; НЭЗ – нелинейный элемент объединенного регулятора мощности; СМ ИД – сервомотор индуктивного датчика;

В – возбудитель; Г – генератор; СУ – селективный узел; Дт, Дн – датчики тока и напряжения тягового генератора; Мдиз – момент дизеля; Мсопр – момент сопротивления; Mconst – постоянные нагрузки; Mvar – переменные нагрузки;

Мген – момент генератора; Iгос, Uгос, Ргос – сигналы обратной связи по току, напряжению и мощности генератора; У – множительное устройство; – регулировочный параметр; ТБ – тахометрический блок; Рк – давление воздуха; ДЧВ – датчик частоты вращения коленвала; Iг – ток генератора; Uг – напряжение генератора;

hр.з –заданные положения реек; h p – фактическое положение реек; h –отклонение от заданного положения реек; Uид – сигнал индуктивного датчика; д – заданная частота вращения коленвала; диз – частота вращения коленвала; ос – обратная связь по частоте вращения коленвала; 1 – узел сравнения; 2 – сумматор; 1/IP – коэффициент учета инерционности вращающихся масс дизеля; 3 – корректор подачи топлива по наддуву; 4 – умножитель Итак, в штатной схеме объединённого регулирования дизель-генератора осуществляется поддержание заданного положения рейки топливных насосов в соответствии с оптимальной характеристикой нагружения дизеля (согласно универсальной характеристике) .

Недостатки такого регулирования:

1. Большое количество настроек и регулировок (показаны значком на рис. 24), откуда необходимость проведения периодических реостатных испытаний;

2. Эксплуатационная неустойчивость настроек из-за изменения геометрических размеров, качества и наличия рабочей жидкости; взаимозависимости регулировок; засорения каналов гидравлической системы;

3. Сложность настройки в эксплуатации, требующая высокой квалификации обслуживающего персонала;

4. Нарушение настройки канала ограничения подачи топлива по наддуву приводит к неработоспособности тепловоза в целом или снижению качества его работы;

5. В основу системы регулирования положен принцип полного использования свободной мощности дизеля в любых режимах, т.е. система очень быстродействующая, так как срабатывает в темпе изменения внешних нагрузок. Иногда, например, при боксовании это свойство наносит прямой вред, и любое боксование переходит в разносное .

Поэтому для защиты от этого явления требуется принятие дополнительных мер (жёсткие динамические характеристики, уравнители, динамический регулятор напряжения и т.д.) .

6.2 Реостатные испытания Реостатные испытания – это заключительный этап капитального или текущего ремонта тепловоза. На заводе кроме реостатных испытаний проводят стендовые испытания дизель-генераторных установок (ДГУ). В локомотивных депо реостатные испытания подразделяются на полные и контрольные. Полные реостатные испытания проводят при выпуске из текущих ремонтов ТР-2 и ТР-3, которые состоят из обкаточных (в течение четырех часов) и сдаточных (в пределах одного часа) испытаний .

Цель обкаточных испытаний – окончательная регулировка параметров ДГУ и аппаратов электрооборудования, а также приработка деталей ДГУ, компрессора, электрических машин, вспомогательного оборудования. В процессе обкаточных испытаний предусматриваются кратковременные остановки работы дизеля, связанные с проверкой ряда узлов, регулировкой и устранением неисправностей, не требующих разборки .

Цель сдаточных испытаний – сдача всего силового оборудования тепловоза и проведение качественной настройки ДГУ.

При сдаточном цикле не допускаются:

-дополнительная регулировка узлов ДГУ и электрооборудования;

- остановка и последующий пуск дизель-генератора, за исключением аварийных случаев .

Результаты реостатных испытаний обязательно фиксируют в журнале реостатных испытаний при выпуске из плановых ремонтов и в книге технического состояния при выпуске из неплановых ремонтов .

Перед постановкой тепловоза на реостатные испытания выполняют ряд подготовительных операций, которые включают в себя экипировку тепловоза, проверку герметичности соединений трубопроводов, измерение сопротивления изоляции цепей электрооборудования и подключение тепловоза к нагружающему устройству .

Для подключения тепловоза к реостатной установке предварительно (со стороны цепей ТЭД), отсоединяют кабели от поездных контакторов и шунта амперметра и вместо них подсоединяют плюсовые и минусовые кабели от пластин реостата. Далее переводят реле заземления в отключенное состояние и посредством штепсельной розетки подключают пульт управления реостата с цепями управления тепловозом (секции) .

Перед началом испытаний прогревают системы дизеля, контролируют работу цепей управления и полярность подключения измерительных приборов. Все работы, связанные с подготовительными операциями – пуском дизеля, регулировкой и настройкой сборочных узлов тепловоза, а также их функционированием, выполняются в соответствии с правилами ремонта и руководства по эксплуатации и обслуживанию тепловоза соответствующей серии .

Для нагрузки ДГУ в основном используют водяные реостатные установки с баками 20–30 м3. Такие нагружающие устройства позволяют плавно изменять нагрузку тепловозных ДГУ до 4000 кВт. Типовой водяной реостат состоит из металлического бака, в котором смонтирована группа неподвижных пластин (электродов), а между ними расположены подвижные пластины трапецеидальном формы толщиной 6–10 мм .

При этом пластины каждой группы изолированы между собой и относительно корпуса бака .

Изменение нагрузки тягового генератора достигается за счет вертикального перемещения подвижных пластин в среде электролита посредством подъемного устройства, состоящего из электродвигателя, редуктора, полиспаста и тросовой связи с траверсой подвижных пластин. В качестве электролита используют проточную воду с добавлением поваренной соли из расчета 0,3–0,5 кг на 1 м3. Вместимость бака, размеры и число пластин реостата зависят от мощности ДГУ тепловоза .

Для обеспечения стабильности нагрузки тягового генератора рекомендуется при проведении реостатных испытаний поддерживать температуру воды в пределах 70–80 °С. Такое условие объясняется тем, что общее электрическое сопротивление водяного реостата значительно зависит от температуры воды и содержания в ней естественных солей. Практически температуру воды в баке поддерживают за счет изменения циркуляции проточной воды .

Преимущества жидкостных реостатов заключаются в том, что и них отсутствуют коммутирующие аппараты и они обеспечивают плавное изменение нагрузки при любых режимах работы дизеля. Однако наряду с указанными преимуществами, жидкостные реостаты требуют значительных эксплуатационных затрат, связанных с расходом воды, периодической очисткой бака и заменой электродов (стальных пластин), а также с дополнительными расходами в холодное время года и, главное, жидкостные реостаты практически не позволяют утилизировать тепловую энергию .

На рис. 25 показана расчетная схема модели «дизель – синхронный генератор – выпрямительная установка», работающая на активное сопротивление (водяной бак), а на рис. 26 – схема замещения, которая имеет следующие параметры: ЕA1, ЕB1, ЕC1, ЕA2, ЕB2, ЕC2 = 410 В; Lf = 40 мкГн; Rf = 0,00115 Ом; Ldc = 1 мГн .

Были использованы протоколы реостатных испытаний тепловоза серии 2ТЭ116 №945А от 12.09.2010, проведенных в ТЧР-9 Морозовская СКЖД. В табл. 9 приводятся результаты реостатных испытаний при наборе позиций с первой до пятнадцатой .

Рис. 25.

Расчетная схема модели «дизель – синхронный генератор – выпрямительная установка» применительно к реостатным испытаниям:

КМ – контроллер машиниста; Д – дизельный двигатель; СГ – синхронный тяговый генератор; ВУ – выпрямительная установка; Uв – напряжение возбуждения генератора;

Мд, д – момент и угловая частота дизеля; Ud, Id, Rd – напряжение, ток, сопротивление в звене постоянного тока .

–  –  –

На рис. 27 приведено сравнение результатов реостатных испытаний и расчетов по компьютерной модели, где 1 () – зависимость момента нагрузки от позиции контроллера при реостатных испытаниях; 2 – то же при компьютерном моделировании; 3 () – зависимость мощности от позиции контроллера при реостатных испытаниях; 4 – то же при компьютерном моделировании .

Отметим, что зависимость мощности от позиции контроллера 3 () на рис. 27 соответствует рабочей зоне дизеля I на рис. 23 за вычетом потребления собственных нужд .

–  –  –

На рис. 28 показана внешняя характеристика синхронного генератора при работе на 15-й позиции контроллера машиниста, где обозначено: 1 () – результаты реостатных испытаний согласно табл. 10; 3 (штрих-пунктирная линия) – результаты моделирования; 2 и 4 – верхняя и нижняя границы зоны допустимых значений .

Рис. 28. Внешняя характеристика тягового генератора на 15-й позиции

Различие между результатами реостатных испытаний и компьютерного моделирования не превышает 7,5 % .

Таким образом, можно сделать вывод, что разработанная компьютерная модель адекватно отображает процессы регулирования в подсистеме «дизель – синхронный генератор – выпрямительная установка» .

7 Локомотивные микропроцессорные системы управления и диагностики В аппаратных системах автоматического регулирования применяется так называемый аналоговый метод обработки информации. При этом между переменными значениями величин, участвующими в обработке, осуществляется связь в виде линейных и нелинейных зависимостей, причём эти операции проводятся всеми элементами системы непрерывно и параллельно .

Применение микропроцессорной техники при построении систем регулирования подразумевает использование цифрового метода обработки информации, в котором все физические величины, участвующие в процессе регулирования, преобразуются в цифровой формат, а непрерывный и параллельный процесс вычисления той или иной величины заменяется совокупностью последовательных операций, осуществляемых прерывисто во времени .

Микропроцессорная система автоматического регулирования (МП САР) включает в себя три основные составные части (подсистемы): вычислительную часть, интерфейсную часть и подсистему электропитания .

Аппаратура микропроцессорных систем автоматического регулирования осуществляет ввод информации от датчиков или командных устройств, логическую обработку этой информации в заданной последовательности и вывод полученных результатов в исполнительные устройства. Задачи, решаемые каждым конкретным устройством, определяются алгоритмом его работы, т.е. упорядоченной последовательностью действий с конечным числом операций, что приводит к получению определённого результата. Последовательность выполнения операций (программа работы) закладывается в структуру электрической схемы и в связи между программными и аппаратными средствами: электронными и электромеханическими элементами, входящими в состав системы .

Практика создания микропроцессорных автоматических систем подтвердила целесообразность их изготовления в виде специализированных модулей, проблемно и функционально ориентированных в рамках определённых задач, алгоритмов и функций. Под модулем в данном случае понимается конструктивно законченное устройство, решающее вычислительные или управляющие задачи заданного класса самостоятельно или в совокупности с другими модулями. Характерной особенностью такого построения систем является то, что независимо от решаемых задач электрическая схема и набор функциональных модулей могут оставаться постоянными. Различие сводится к осуществлению заданных алгоритмов управления .

Рассмотрим внедряемую на всех тепловозах унифицированную систему тепловозной автоматики (УСТА), которая выполняет автоматическое регулирование напряжения тягового генератора тепловоза (рис. 29). В данной системе нашли воплощение все передовые отечественные разработки в области электронной техники, исследования динамики работы отдельных узлов и агрегатов тепловозов и учтен весь предыдущий положительный опыт создания подобных систем .

Рис. 29. Функциональная схема системы УСТА .

Управляющая программа, которая хранится на специальной энергонезависимой интегральной микросхеме, производит анализ сигналов датчиков: напряжения тягового генератора (Uтг), тока тягового генератора (Iтг), напряжения цепей управления (Uвг), частоты вращения коленчатого вала дизеля (n) и положения рейки топливных насосов высокого давления (h), а также дискретных сигналов: положения рукоятки контроллера (МР1 – МР4), состояния реле РУ5, контактора КВ, КДК, ВШ1 и ВШ2 и тумблера управления переходами ТУП. В результате этого анализа вырабатывается управляющее воздействие на изменение тока обмотки возбуждения синхронного возбудителя (тепловоз 2ТЭ116, ТЭП70) или возбудителя (тепловозы 2ТЭ10, 2М62, ТЭМ2 и ЧМЭ3), а также стартер-генератора (тепловоз 2ТЭ116, ТЭП70) или вспомогательного генератора (тепловозы 2ТЭ10, 2М62, ТЭМ2 и ЧМЭ3). Ток обмоток возбуждения изменяется с помощью двух широтно-импульсных модуляторов (ШИМ1 и ШИМ2) .

Система УСТА осуществляет включение нескольких электрических аппаратов в схеме тепловоза. Это контакторы ослабления возбуждения ВШ1 и ВШ2, реле РУ16 – переход на электронную или штатную систему регулирования напряжения цепей управления и защитного реле РМ1 .

При проектировании системы УСТА отказались от применения многофункциональных блоков и модулей промышленной автоматики, создав специализированное микропроцессорное устройство, предназначенное для эксплуатации на всех сериях тепловозов железных дорог страны. Так был решен вопрос полной унификации аппаратной части системы автоматического регулирования напряжения тягового генератора. Различие между управляющими устройствами всех серий тепловозов сводится к особенностям работы управляющей программы .

В микропроцессорной автоматической системе необходимы средства обмена данными с разнообразными внешними устройствами. В зависимости от условий конкретного применения и характеристик периферийного оборудования данные передаются в параллельном или последовательном виде. Общность функций ввода-вывода стимулировала разработку интегральных микросхем периферийных адаптеров, представляющих собой гибкие программируемые приборы, предназначенные только на ввод-вывод информации. Это вызвано тем, что в большинстве случаев к микропроцессорной системе требуется подключить немалое количество внешних устройств (работающих по очереди или одновременно), особенно нестандартных. Многоразрядный контроллер параллельного обмена с двунаправленными линиями изменением управляющего слова можно приспособить для одновременного сопряжения разнообразными внешними устройствами .

В рассматриваемой автоматической системе функции ввода-вывода выполняют программируемые контроллеры параллельного обмена типа КМ 1821РУ55. Каждый из них образует по три восьмиразрядных порта обмена данными, которые могут работать вместе, раздельно или побитно .

Передача информации от блока регулирования к удалённым объектам (до 15 м без специальной обработки) и обратно осуществляется последовательным кодом, получаемым преобразованием параллельных кодовых комбинаций в последовательные специальными буферными схемами или внутри микроЭВМ (например, последовательный порт RS-232). Для применения интерфейса RS-232 необходимы условия: относительная удалённость объекта обмена информацией от компьютера при наличии общего контура заземления, сравнительно невысокая скорость обмена данными (максимально возможная скорость передачи данных стандартного последовательного порта равна 115200 бит/с), а применение стандартного интерфейса для подключения к управляющему устройству упрощает процесс выбора внешних соединений и повышает оперативность в работе. Далее преобразованные серии импульсов поступают в двухпроводные линии связи. В микроЭВМ осуществляется распознавание начала и конца посылки кода, синхронизация приёма-передачи битов, преобразование последовательных кодовых комбинаций в параллельные, слежение за наличием ошибок и сообщение о готовности к выполнению операций .

В простейшем случае для приёма-передачи данных последовательного порта не требуется никаких дополнительных устройств, кроме входных ограничителей уровня сигналов. Такая схема может оказаться неработоспособной из-за потерь и затухания сигналов по длине магистрали. Наиболее рациональным решением оказывается использование специализированных микросхем преобразователей уровня. Каждое периферийное устройство может посылать в процессор сигнал о том, что оно готово к передаче или приёму информации в случае, когда нежелательно организовывать программный опрос его готовности .

Такой сигнал называется прерыванием INT. Получив этот сигнал, процессор приостанавливает выполнение основной программы и переходит к выполнению подпрограммы обработки прерывания .

Прерывание следует рассматривать как некоторый сигнал, заставляющий вычислительное устройство остановить выполнение текущей программы и переключиться на другую, более важную или срочную программу, называемую подпрограммой обслуживания прерывания. Главным условием правильной реакции вычислительного устройства на прерывание является возобновление прежней программы так, как будто прерывания не было вообще. Прерывание может появиться в произвольный момент времени. Следовательно, реагируя на него, вычислительное устройство должно временно запомнить место в программе. Когда обслуживание прерывания завершается, запомненные значения возвращаются и программа выполняется из того состояния, в котором она была прервана .

Основным требованием к любой автоматической системе является непрерывность управления, т.е. исключение режимов, когда управляющее устройство не в состоянии контролировать режимы работы объекта управления. Такое может произойти при остановке выполнения программы или сбое её выполнения из-за внешних воздействий или помех .

Исходная информация, поступающая из внешних устройств, может поступать не только в дискретном, но и в аналоговом виде в некотором диапазоне напряжений постоянного тока .

Процесс сбора и обработки сигналов постоянного тока включает в себя несколько этапов, начиная с процедуры согласования сигналов и заканчивая преобразованием их в цифровой код. Операции обработки сигналов постоянного напряжения определяются требованием обеспечения заданного качества регулирования .

Входные сигналы в виде напряжения постоянного тока поступают на входы модуля. Обеспечение требуемого качества регулирования тесно связано с качеством входных сигналов, которые в условиях действия помех проходят предварительную фильтрацию посредством RC-фильтров, назначение которых – подавление помех на входе. При этом предполагается, что у полезного сигнала датчика и сигнала помехи разные диапазоны частот .

Диапазон частот, в котором полезный сигнал проходит через фильтр, называют полосой пропускания, а в котором подавляется сигнал помехи, – полосой подавления .

Отфильтрованные входные сигналы подключаются к соответствующим входам интегральных коммутаторов и далее на микросхему десятиразрядного аналого-цифрового преобразователя АЦП. Выходная кодовая десятиразрядная комбинация подключается к шине данных процессора .

Для формирования временных сигналов управления работой широтноимпульсного модулятора служат два программируемых таймера .

Модуль ввода дискретных сигналов включает 16 одинаковых каналов ввода дискретных сигналов и предназначен для обеспечения передачи сигналов из электрической схемы локомотива с относительно высоким напряжением питания и вычислительной части микропроцессорной системы с напряжением 5 В. Для согласования сигналов необходимо предусмотреть устройства гальванической развязки (разделения цепей), т.е. исключения непосредственного контакта между высоковольтными и низковольтными цепями .

Задачу, обратную модулю ввода дискретных сигналов, выполняет десятиканальный модуль выходных ключей: выдачу управляющих сигналов на включение электрических аппаратов в электрической схеме локомотива .

Кроме унификации и сокращения номенклатуры электрического оборудования тепловозов система УСТА дает возможность существенно повысить эффективность тепловозной тяги .

8 Электродинамическое торможение

С увеличением скорости движения поезда эффективность колодочных тормозов снижается в силу ряда причин, известных из курса автотормозов. Отсюда и постоянный интерес к применению электродинамического торможения, суть которого – перевод тяговых электродвигателей из моторного режима в генераторный, что не вызывает технических трудностей в связи с обратимостью электрических машин. Работая в генераторном режиме, ТЭД превращают кинетическую энергию поезда в электрическую, которая в зависимости от ее дальнейшего использования определяет вид торможения – реостатное или рекуперативное .

Независимо от вида электрического торможения, его применение дает экономический эффект за счет экономии тормозных колодок, сокращения износа тормозн ых приборов, рычажных передач, уменьшения расхода песка. Все в сумме дает около 12% экономии эксплуатационных расходов. При рекуперативном торможении ЭПС сюда добавляется экономия за счет возвращенной в сеть электроэнергии .

Применение электродинамического торможения на некоторых видах электроподвижного состава, например, метрополитена, просто необходимо, так как применение колодочных тормозов в тоннелях метро недопустимо из-за возникающих пылевых загрязнений .

Области применения электродинамического торможения условно можно подразделить следующим образом: реостатное торможение – для низких скоростей движения ЭПС, так как им можно тормозить до полной остановки, и для тепловозов, не использующих на сегодняшний день полученную электрическую энергию .

Рекуперативное торможение – торможение высоких скоростей в основном для электроподвижного состава. Для пассажирского транспорта, с целью повышения безопасности движения, применяют комбинированное рекуперативно-реостатное торможение, дающее возможность применить электрический тормоз от начала торможения при высокой скорости до полной остановки поезда .

К системе электрического торможения предъявляется ряд требований:

эффективное действие тормоза в заданном диапазоне скоростей, гибкость управления и автоматическое регулирование по заданным характеристикам, минимальное время подготовки к торможению, устойчивость режимов торможения, минимальное усложнение электрической передачи и высокая надежность .

Все эти требования довольно полно выполняются на отечественных машинах, таких как тепловозы 2ТЭ116 и ТЭП70, оборудованных автоматизированными системами реостатного тормоза, а так же практически на всех сериях электроподвижного состава, где применяются как реостатный, так и рекуперативный тормоз .

Наряду с несомненными достоинствами электродинамических тормозов, они имеют и существенные недостатки, сдерживающие их применение и в ряде случаев снижающих к ним доверие. Основная принципиальная особенность электродинамического тормоза – торможение одним локомотивом. Учитывая, что тормозная сила при таком же токе машин больше, чем сила тяги (к тормозной силе нужно отнести и механические потери, которые при тяговом режиме вычитались), продольная динамика поезда резко ухудшается и требует от машиниста локомотива большей осторожности при управлении тормозом .

Рекуперативное торможение для успешного эффективного применения требует выполнения ряда условий:

- применяться в качестве экстренного оно не может, так как требует довольно длительного времени на подготовку и начало торможения, поэтому применяется как служебное и дает результаты только на длительных уклонах;

- рекуперированная электроэнергия должна быть использована в контактной сети без возвращения на тяговую подстанцию, поэтому на данном участке энергоснабжения должен находиться поезд, локомотив которого работает в моторном режиме. Это возможно, но вызывает осложнения в организации движения;

- превышение напряжения рекуперирующего локомотива не должно вредно сказываться на работе электрооборудования локомотива, эту энергию потребляющего .

При переводе тяговых электродвигателей тепловоза в тормозной режим необходимо отключить их от тягового генератора и замкнуть на тормозное сопротивление. Независимое возбуждение ТЭД производится от тягового генератора с подключением к каждой машине своего тормозного сопротивления (принципиальные схемы электрической передачи в режимах тяги и электрического торможения показаны на рис. 30 и 31) .

В тяговом режиме (рис. 30) переменное шестифазное напряжение тягового генератора СГ выпрямляется установкой ВУ и подается на шесть параллельно включенных тяговых электродвигателей 1 – 6 последовательного возбуждения, приводящих тепловоз в движение. К тяговому генератору электродвигатели подключаются с помощью шести электропневматических поездных контакторов П1 – П6. Контактор П7 разомкнут. Скорость тепловоза и тяговое усилие регулируются изменением возбуждения тягового генератора и частоты вращения вала дизеля, задаваемой контроллером машиниста .

В режиме электродинамического торможения (рис. 31) тяговые двигатели работают как генераторы, якоря приводятся во вращение от колесных пар, а возбуждение осуществляется от СГ-ВУ .

Якорь каждого тягового электродвигателя подключается к отдельной группе резисторов тормозного блока RТ1 – RТ6 через один из поездных контакторов П1 – П6. При этом кинетическая энергия поезда преобразуется в электрическую, рассеиваемую в тормозных резисторах. Обмотки возбуждения 1 – 6 тяговых электродвигателей соединяются последовательно и подключаются к выпрямительной установке ВУ с помощью контактора П7, получая питание от тягового генератора .

Для обдува тормозных резисторов используются мотор-вентиляторы МВ1, МВ2 с электродвигателями постоянного тока, имеющими последовательное возбуждение .

Секции тормозных резисторов, с которых снимается напряжение для питания этих электродвигателей, включены параллельно с помощью уравнительных соединений .

–  –  –

Рис. 31. Схема электрической передачи в режиме электрического торможения Введение реостатного тормоза на тепловозах усложняет их устройство, снижая общую надежность. Особенно это относится к тормозным резисторам и системам их охлаждения .

Конструктивно блок тормозных резисторов тепловоза представляет собой автономный агрегат, включающийся в работу только во время электрического торможения. Двигатель вентилятора, охлаждающего резисторы, получает питание от тяговых электродвигателей, работающих в генераторном режиме, поэтому количество подаваемого воздуха зависит от тормозного тока. В качестве тормозных резисторов применяются резисторы большей мощности типа ЛСО (ленточные сопротивления обдуваемые), выполненные из фехралевой ленты с выштампованными на ней турбулизаторами. Лента изогнута зигзагообразно и закреплена с помощью держателей между изоляторами .

Использование на тепловозах тягового генератора в качестве возбудителя дает возможность осуществить независимое возбуждение двигателей при электрическом торможении. Это обеспечивает непрерывность регулирования скорости движения при плавном изменении тормозной силы во всем диапазоне. Такой способ регулирования нашел применение в современных системах электрического торможения тепловозов .

Тормозная сила регулируется изменением магнитного потока ТЭД, которое может быть осуществлено за счет:

1) изменения тока возбуждения тягового генератора при постоянной частоте вращения вала дизель-генератора;

2) изменения частоты вращения вала дизель-генератора при постоянном токе возбуждения тягового генератора .

Изменение тормозной силы при nДГ = const обеспечивает плавное изменение тормозной силы, работу дизеля при электрическом торможении на экономичной по расходу топлива позиции контроллера машиниста и нормальное охлаждение тяговых электродвигателей. Для осуществления управления устанавливается тормозной контроллер .

Второй способ управления проще, но имеет недостатки: дизель работает на неопределенной позиции контроллера машиниста. На низших позициях ухудшается вентиляция электродвигателей, работающих в режиме торможения .

Построим тормозные характеристики тяговых двигателей .

Электромагнитный момент, развиваемый на валу двигателя в тормозном режиме М Т сМ IT Ф, где IТ – тормозной ток .

Для цепи тормозного тока можно написать уравнение равновесия э.д.с .

ceФn I Т RT, '

–  –  –

Максимальный тормозной ток IЯmax (продолжительный или кратковременный), определяет предельную тормозную характеристику АД по условиям нагревания обмотки якоря и тормозных резисторов. Этот ток рекомендуется принимать меньше продолжительного тока электродвигателя в тяговом режиме с тем, чтобы использовать промежуточную ступень частоты вращения вала дизель-генератора для обеспечения требуемого охлаждения тяговых двигателей .

При высоких скоростях движения в момент начала торможения тормозная сила ограничивается коммутационными и потенциальными условиями на коллекторе (линия СЕ) .

Максимальное значение реактивной э.д.с. в секции обмотки якоря. Критерием удовлетворительной коммутации является допустимая реактивная э.д.с. едоп в секции обмотки якоря, которая не должна превышать 8 В. Этот параметр может быть выражен как произведение тока якоря тягового двигателя на его частоту вращения (кривая НС) .

Наряду с ограничением по коммутации имеется ограничение по потенциальным условиям на коллекторе, которое проверяется по значению максимального напряжения между соседними коллекторными пластинами:

u K m ax 35 40 В .

Для тепловозных тяговых двигателей, лимитирующим ограничением является реактивная э.д.с .

Предельная зависимость тормозного момента по условиям сцепления повторяет зависимость коэффициента сцепления К от скорости (кривая ВН) .

Тормозные характеристики тепловоза (рис.

33) получаем переходом от тормозного момента МТ на валу ТЭД к тормозной силе В:

2М Т m D n В VT 0.188 K ;, DK где µ – передаточное число тягового редуктора;

m – число тяговых двигателей локомотива .

Рис. 33. Тормозные характеристики тепловоза:

ПТ – предварительное торможение; 1п – 12п – позиции тормозного контроллера

–  –  –

9.1 Конструкция тяговых генераторов тепловозов По конструкции тяговые электрические машины тепловозов и электровозов значительно отличаются от обычных стационарных машин. Это объясняется тем, что в эксплуатации они должны обеспечивать в условиях жестко ограниченного габарита широкий диапазон изменения частоты вращения вала, значительные вращающие моменты, надежно работать в условиях многократных и одиночных ударов, вибрации (неизбежных при движении локомотива) и изменения температуры окружающей среды в широком диапазоне. Внутрь тяговых электрических машин через неплотности и выходные отверстия для охлаждающего воздуха может попадать снег (особенно на стоянках), песок и пыль, поэтому конструкция всех узлов должна обеспечивать их герметичность. Все машины тока имеют независимую воздушную систему охлаждения нагнетательного осевого типа .

Тяговые электрические машины должны быть работоспособными на высоте до 1200 м над уровнем моря при температуре окружающего воздуха от минус 50 до плюс 40°С для умеренного исполнения У, а для особо холодных районов (исполнение УХЛ)

– от минус 60 до плюс 40°С при резких изменениях температуры (на 20 – 30°С в течение 2 – 3 ч), выпадении росы, в запыленном, влажном воздухе и др .

Электрические машины должны развивать большую мощность на единицу массы и объема по сравнению с машинами общего назначения. Конструкция, технология изготовления, используемые материалы должны обеспечивать продолжительную безотказную работу при больших перегрузках, различных загрязнениях и попадании влаги, снега внутрь их в определенных количествах. Они должны быть ремонтопригодными в эксплуатации. Поэтому основные детали тяговых электрических машин при исполнении имеют ряд особенностей. Обмотки выполняют с классами нагревостойкости изоляции Н и F (более раннего изготовления класса В), обеспечивающими высокую нагревостойкость и влагостойкость. С целью повышения электрической и механической прочности, долговечности и монолитности изолированные обмотки машин, расположенные на сердечниках, пропитывают в термореактивном лаке и запекают. Открытые поверхности обмоток и других деталей машин покрывают электроизоляционной эмалью и сушат при высокой температуре .

Для усиления корпусной изоляции в пазах сердечников якорей и статоров производят выстилку пазов пленочной стеклотканью. Лобовые части обмоток якорей в большинстве случаев закрепляют бандажами, выполненными из высокопрочной и теплостойкой стеклобандажной ленты, пропитанной термореактивным лаком .

Все тяговые машины имеют воздушное охлаждение, используя в основном независимую нагнетательную вентиляцию .

Сердечники якорей и статоров набирают из листов электротехнической стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью. Для предохранения в эксплуатации от «распушения» и излома крайних листов сердечники имеют сварные по зубцам концевые пакеты или нажимные пальцы .

Для обеспечения надежного токосъема коллекторы изготовляют с высокой точностью расположения пластин по окружности и вдоль оси. Пластины изготовляют из меди, легированной кадмием или серебром, они имеют повышенную твердость и точность профиля. Петушки коллектора тяговых генераторов могут быть жесткими и гибкими. Жесткие петушки выполняют из профиля пластины и припаивают к ней твердым (медно-фосфористым) припоем. При большой разности диаметров якоря и коллектора применяют гибкие петушки, которые изготовляют из медной ленты. Петушки коллектора тяговых электродвигателей вырубают заодно с пластиной .

Щеткодержатели размещают точно относительно оси и рабочей поверхности коллекторных пластин и надежно прикрепляют к кронштейнам или бракетам. Постоянное нажатие на щетки обеспечивается использованием рулонных пружин из специальной ленты .

Предупреждение излома выводов катушек и межкатушечных соединений в эксплуатации обеспечивается изготовлением выводов катушек главных полюсов из уголкового медного профиля, а у добавочных полюсов подпором (усилением) выводов стальными пластинами. В синхронных тяговых генераторах используют многослойные гибкие выводы. Межкатушечные соединения выполняют из гибких кабелей или шинной меди в несколько слоев .

Для создания хороших, стабильных контактных соединений токоведущих частей используют тугоплавкие и вибростойкие серебросодержащие и латунные припои, луженые поверхности. В ответственных соединениях применяют болты из легированной стали, пружинные стопорные шайбы и др .

Несущие детали, сборочные литые и сварные единицы изготовляют из высококачественной стали с улучшенной термической и механической обработкой. Соединение деталей путем посадок производят с повышенными натягами .

Подшипники качения выполняют по специальным техническим условиям для железнодорожного подвижного состава и смазывают консистентной смазкой, сохраняющей смазывающие свойства при длительной работе подшипников с изменением температуры от – 60 до +120 °С .

Тяговые генераторы постоянного тока На тепловозах тяговый генератор соединен с дизелем одним из двух возможных способов. При первом способе станина генератора жестко соединена с картером дизеля, а корпус якоря – с коленчатым валом. Кроме того, станина имеет лапы, которыми опирается на поддизельную раму. Вследствие того что магнитная система и якорь закреплены независимо и жестко, для получения минимальных биений цилиндрической поверхности коллектора по отношению к щеткодержателям вал центрируется в щите сферическим подшипником. Нагрузка на этот роликоподшипник определяется несоосностью якоря и магнитной системы с щеткодержателями. Так соединены тяговые генераторы с дизелями типов Д50, ПД1М на тепловозах серий ТЭ1, ТЭ2, ТЭМ1, ТЭМ2 .

Второй способ предусматривает соединение вала якоря тягового генератора через полужесткую муфту с коленчатым валом дизеля. Станина тягового генератора опирается лапами на поддизельную раму. На тепловозах ТЭЗ, ТЭ7, ТЭ10 (всех модификаций), с дизелями типа Д100, 2М62 (с дизелем 14Д40), ТЭ40 (с дизелем Д70), ТЭП60 (с дизелем 11Д45), ТЭ109, V300, 2ТЭ116, 2ТЭ121 (с дизелем Д49) используется этот способ соединения .

Конструкция. Устройство тяговых генераторов различных типов имеет свои особенности, хотя здесь можно выделить и общие технические решения. Наиболее типичным по конструкции является тяговый генератор ГП311Б (рис. 34) .

Рис. 34. Тяговый генератор ГП311Б

Якорь тягового генератора состоит из вала 1, корпуса 19, сердечника 13, обмотки 16, коллектора 4 и деталей крепления. Якоря тепловозных тяговых генераторов изготовляют с укороченным валом, т. е. применяют так называемую “безвальную конструкцию”, что позволяет снизить температуру нагревания обмотки, трудоемкость изготовления и ремонта, а также массу тягового генератора. Так как у генератора ГП311Б применена радиально-осевая система охлаждения якоря, при которой необходим свободный подвод воздуха в центральную его часть (для входа в радиальные каналы), корпус имеет ребристую конструкцию и состоит из сварно-литого барабана, к которому приварены литые фланцы: задний используется для соединения с валом дизеля, передний – для напрессовки коллектора .

К барабану корпуса 19 приварены диски 18 продольных ребер. Сердечник якоря 13 состоит из пяти штампованных сегментов, которые собирают на продольные шпильки, проходящие через отверстия в сегментах .

Мощные тяговые генераторы ГП311, МПТ 120/49, МПТ120/55А имеют диаметр якоря 1200 мм. Их сердечники собраны из сегментов, так как наибольший размер листа электротехнической стали 1000 x 2000 мм. Собранный и спрессованный сердечник удерживается на корпусе двумя стальными обмоткодержателями 17, стянутыми шпильками и прикрепленными к корпусу болтами и призонными штифтами, которые предотвращают обмоткодержатели от смещения под действием угловых ускорений при пуске и работе дизеля .

Для крепления сердечника применены встречные клиновые шпонки, закладываемые в пазы сегментов и ребер. Радиальный натяг между сердечником и корпусом создается расклиниванием шпонок при нагретом сердечнике. Каждый лист сердечника якоря имеет 155 пазов. Для создания радиальных каналов сердечник разделяют на пакеты и между ними прокладывают листы с распорками (вентиляционные) .

Коллекторы являются одним из наиболее сложных узлов по количеству деталей, технологии изготовления и ремонта. В тяговых машинах применяют коллекторы арочного типа .

Материал коллекторных пластин должен обладать высокой электропроводностью, механической прочностью, сопротивлением ползучести, достаточной способностью к механической обработке и др. Коллектор генератора ГП311Б собран из 465 пластин твердотянутой коллекторной меди с присадкой серебра от 0,07 до 0,14% или кадмия. Легирующие присадки примерно вдвое увеличивают износоустойчивость коллектора. Коллекторные пластины имеют повышенную твердость (до 100 НВ) и трапециевидную форму .

В тяговых генераторах мощностью 2000 кВт с диаметром якоря 1200 мм применяют коллекторные пластины с ленточными (гибкими) петушками, изготовленными из медной ленты сечением 220 мм. Ленточный петушок нижней частью припаян твердым припоем к коллекторной пластине, а к верхней его части приклепана и припаяна полоска, в которую впаивают припоем ПОС-61 концы катушек обмотки якоря и уравнительные соединения .

В тяговых генераторах меньшей мощности МПТ84/39, ГПЗ00Б, МПТ99/47А петушки выполнены из коллекторной меди и припаяны к пластинам твердым меднофосфористым припоем. Для облегчения коллектора и уменьшения боковой площади пластин в них сделаны отверстия .

Пластины изолированы друг от друга коллекторным миканитом толщиной 1 мм .

Коллекторный миканит – это материал, состоящий из листочков щипаной слюды, склеенных связующим веществом – естественной смолой (шеллак), искусственной глифталевой и кремнийорганической смолами .

Для изоляции коллекторных пластин друг от друга используют коллекторный миканит марок КФГ и КФШ толщиной (0,8 – 1,2±0,04) мм, здесь К означает коллекторный, Ф – флогопит, Г или Ш – тип связующего (глифталевая смола или шеллак) .

Флогопит – это калиево-магниево-алюминиевая слюда, не содержащая железа .

Коллекторный миканит является более твердым материалом, чем медь, и изнашивается медленнее. В связи с этим в эксплуатации изоляцию между пластинами периодически углубляют до 0,7 – 1 мм путем фрезерования (продороживания), наименьшая глубина в эксплуатации 0,5 мм .

В коллекторе арочного типа пластины имеют выточки в форме «ласточкина хвоста», в которые входят конусные части корпуса с одной стороны и нажимной шайбы с другой. Пластины стянуты стальными конусами 22 шпильками из легированной стали марки 12ХН2, термически обработанными для достижения высокой прочности и вязкости. Пластины изолированы от корпуса манжетами 3 толщиной 2 мм из формовочного миканита марок ФМГ и ФФГА на термореактивной глифталевой смоле (здесь буква Ф означает формовочный, М – мусковит (слюда калиево-алюминиевая, не содержащая железа), вторая буква Ф – флогопит, А указывает на содержание связующего вещества в пределах 8 – 14%). Качество манжет тем выше, чем ниже содержание связующего в формовочном миканите. Выступающую часть манжеты предохраняют от повреждения бандажом и покрывают, как и торцовые части пластин, изоляционной эмалью. Чтобы внутренние части коллектора не увлажнялись, необходимо уплотнять (герметизировать) места посадки нажимной шайбы на корпус коллектора с помощью пропитанного шнура и промазки стыка снаружи густыми цинковыми белилами. Коллектор обтачивают, продороживают и шлифуют после сборки с якорем .

Для правильной работы щеточного аппарата центр окружности коллектора должен точно совпадать с осью его вращения биение поверхности не более 0,03 мм .

Обмотка якоря для получения большего числа параллельных ветвей без увеличения числа полюсов может быть использована многоходовая петлевая или лягушачья (параллельно-последовательная). С увеличением мощности и частоты вращения невозможно одновременно выдержать допустимые значения линейной скорости и линейной нагрузки якоря, а также среднее напряжение между соседними пластинами коллектора, которое многоходовые обмотки якоря снижают среднее минимальное напряжение обратно пропорционально кратности обмотки. Тяговые генераторы мощностью 1350 кВт и выше выполняют с двухходовой петлевой (ГП300Б) или лягушачьей обмоткой якоря (генераторы МПТ99/47А). Секции волновой обмотки, помимо своих основных функций, выполняют роль уравнительных соединений для петлевой обмотки .

В каждом пазу якоря уложены 12 стержней (4 ряда по 3 стержня) из шинной меди размером 2,835,5 мм (рис. 35). Верхний и нижний ряды представляют собой стороны катушек волновой обмотки, два средних ряда – стороны катушек петлевой обмотки .

Катушка состоит из трех элементарных одновитковых секций 3 и изолируется на полное рабочее напряжение. Следовательно, в прорезь петушки коллектора впаивают четыре проводника, расположенных по вертикали. Каждый стержень изолирован одним слоем (вполуперекрышу) микаленты толщиной 0,1 мм. Три стержня полукатушки изолированы тремя слоями микаленты 7 толщиной 0,13 мм (вполуперекрышу) и скреплены одним слоем встык стеклянной ленты толщиной 0,1 мм. В головках катушек стержни изолированы одним слоем микаленты вполуперекрышу, а между слоями обмотки кладут миканитовую изоляцию толщиной не менее 1 мм. Концы пазов якоря дополнительно изолированы картоном и миканитом. На дно паза уложена миканитовая прокладка. Для защиты изоляции от загрязнения охлаждающим воздухом, непосредственно омывающим части катушки, проходящим через радиальные вентиляционные каналы сердечника, катушку дополнительно изолируют коробочкой из электрокартона 5 толщиной 0,3 мм .

Рис. 35. Разрез паза генератора ГП311В Обмотка якоря удерживается в пазах текстолитовыми клиньями 1, под которые кладут электроизоляционный картон 2. Лобовые части обмотки укреплены двухслойными проволочными бандажами из немагнитной проволоки для уменьшения реактивности рассеяния лобовых частей, так как частота вращения тягового генератора сравнительно большая (850 об/мин), и коммутация осложняется. Проволочные бандажи по кругу пропаяны сплошным слоем припоя ПОС-40 .

Тяговые генераторы ГП311Б, изготовляемые с 1971 г., выполнены с петлевой ступенчатой двухходовой обмоткой якоря с полным числом уравнительных соединений первого рода, уложенных со стороны коллектора. Они работают более устойчиво, чем тяговые генераторы с лягушачьей обмоткой. Кроме того, ступенчатая двухходовая обмотка позволяет применять стеклобандаж для крепления лобовых частей без ухудшения коммутации. Опыт эксплуатации показал, что использование стеклобандажей на якорях повышает надежность работы тяговых генераторов .

Из курса электрических машин известно, что для получения симметричной двухходовой обмотки якоря уравнительные соединения должны соединять коллекторные пластины одного хода с головками обмоток другого хода. Такие уравнители конструктивно выполнить трудно, кроме того, они требуют большого количества паяных соединений, что снизит надежность работы обмотки якоря в эксплуатации. Принята несимметричная двухходовая обмотка, позволяющая разместить уравнительные соединения на одной стороне якоря, но для этого необходимо выдержать соотношения: z/р – целое нечетное число и, k/р – целое нечетное число, т. е. u – нечетное число, где z – число пазов якоря; р – число пар полюсов; k – число коллекторных пластин; и–число коллекторных пластин на паз .

Получается совокупность двух отдельных обмоток, совмещенных на якоре и работающих параллельно. Число щеток ставится равным числу полюсов, но ширина каждой щетки должна быть такой, чтобы одновременно могли работать две обмотки .

Катушка петлевой двухходовой обмотки состоит из трех элементарных одновитковых секций, выполненных из провода ПЭТВСД 2,86,3. Изоляция катушки якорной обмотки от корпуса выполнена тремя слоями стеклослюдинитовой ленты и одним слоем стеклянной ленты ЛЭС (вполуперекрышу), кроме того, производится выстилка паза пленочной стеклотканью .

Уравнительные соединения выполнены из меди ПММ размером 1,326,3 мм .

Каждый проводник изолирован одним слоем слюдинитовой ленты ЛС (вполуперекрышу), а все пять проводников изолированы стеклянной лентой ЛЭС, пропитанной в лаке КО-916К .

После укладки в якорь обмотку пропитывают в изоляционном лаке вакуумнагнетательным способом (сушат в вакууме, а пропитывают под давлением) и запекают с целью обеспечения монолитности конструкции .

Секции с петушками коллектора и разрезные головки ступенчатых секций обмотки соединяют пайкой припоем с содержанием серебра. Динамически балансируют якорь закреплением грузов на конусе коллектора и задней нажимной шайбе сердечника якоря .

Крепление лобовых частей обмотки осуществляется бандажами из стеклобандажной ленты, пропитанной термореактивным лаком. Ленту накладывают с высоким натяжением силой до 400 кН, которое, как и режим термообработки (запечки) ленты после наложения, контролируется. Обмотка якоря имеет изоляцию класса F .

Передний подшипниковый щит тяговых генераторов воспринимает большие усилия. Чтобы не допускать вибрации и смещения щеткодержателей, щит имеет сварную конструкцию, состоящую из ребер и колец. Ребра наклонены к оси машины, что обеспечивает жесткость и легкость конструкции, в центральной части щита вставлена и закреплена болтами съемная ступица. Такая конструкция позволяет заменить подшипник без снятия тягового генератора с тепловоза и разборки его. В щите размещена поворотная траверса 7, представляющая сварное кольцо с посадочным и зубчатым венцами и десятью U-образными накладками, к которым через изоляторы прикрепляются дюралюминиевые бракеты (кронштейны) 6. На каждом бракете укреплено по 9 держателей со щетками и токособирательные шины. Траверсу в положении, соответствующем нейтрали, фиксируют стопорными болтами .

При обслуживании нижних щеток и щеткодержателей траверсу поворачивают вручную с помощью шестерни .

Для расположения щеток на геометрической нейтрали подшипниковые щиты других тяговых генераторов без поворотной траверсы имеют овальные отверстия под болты крепления, позволяющие поворачивать щит .

Задний сварной патрубок (щит) защищает тяговый генератор от загрязнения .

Для присоединения напорного воздухопровода он имеет два люка .

Щеткодержатели должны обеспечивать постоянное нажатие на щетки по мере их износа, обеспечивать большой ресурс и условия для хорошего отвода тепла от щеток. Целесообразно производить раздельное нажатие на каждую половину разрезной щетки, предусматривать меры по демпфированию вибрации щетки .

На тяговых генераторах применяли щеткодержатели наклонного (реактивного) типа (рис. 36). С 1979 г. на тяговых генераторах ГП311Б устанавливают радиальные щеткодержатели с постоянным давлением на разрезную щетку. Корпус щеткодержателя наклонного типа отлит из кремнистой латуни и имеет две прорези: с наклоном 30° к радиусу коллектора (для набегающей щетки) и 10° (для сбегающей щетки) .

Рис. 36. Щеткодержатель

Бракет отлит из алюминиевого сплава и крепится к щиту или поворотной траверсе двумя изоляционными подвесками 1, изготовленными из микалекса, армированного специальным болтом с одной стороны и гайкой с другой. Нажатие на щетки марки ЭГ-74 размером 12,53265/60 мм осуществляется спиральными пружинами через курки 8. Силу нажатия регулируют изменением затяжки пружины путем перестановки ее конца из одного зубца храповика в другой. Нажатие на щетку должно быть 8–12 Н. Щетки, используемые в тяжелых условиях, армированы токоведущим проводом (медным шунтом) 6. Армирование уменьшает нагрев щетки, особенно в верхней части, повышает стабильность протекания тока между щеткой и коллектором, улучшает коммутацию. На тяговых генераторах устанавливают армированные щетки в основном с открытыми наконечниками, которые прикрепляются винтами к бракету. Положение щеткодержателей относительно поверхности коллектора в корпусе щеткодержателя регулируют прорезью под болтом .

Расстояние от коллектора до щеткодержателя должно быть 2–3 мм. Установка на тяговый генератор щеток разных марок недопустима, так как это приводит к неравномерному распределению тока в щетках .

Бракеты расположены так, что оси щеткодержателей находятся на нейтрали .

Надежность крепления щеткодержателей, точность размещения щеток и постоянство нажатия на них достигается использованием привалочных поверхностей щеткодержателя и бракета гребенчатыми (рифлеными), а также применением ленточных рулонных пружин .

Корпус щеткодержателя имеет одно гнездо, в которое устанавливается разрезная щетка с резиновым амортизатором (накладкой) толщиной 12 мм, имеющим 4 отверстия для токоведущих проводов и прямоугольный выступ, входящий в соответствующий паз на верхнем торце щетки. Амортизаторы увеличивают срок службы щеток, улучшают коммутацию и ликвидируют отколы щеток. Использование радиальных щеткодержателей на генераторах ГП311Б уменьшило расход щеток в 2 раза .

На станине тягового генератора расположены главные и добавочные полюсы с катушками, составляющие его магнитную систему, которая имеет большее число полюсов, чем магнитная система обычных машин одинаковой мощности и угловой скорости. Тяговые генераторы с DЯ = 1000–1200 мм имеют 2р = 10 или 12, а общепромышленные машины – 2р = 6 или 8. Повышенное число полюсов снижает массу тягового генератора, так как площадь сечения магнитопровода станины обратно пропорциональна числу полюсов. Повышение числа полюсов влечет за собой увеличение числа коллекторных пластин, что ограничивается малым значением коллекторного деления и резким повышением потенциальных градиентов по окружности коллектора .

Станина состоит из кольцевого магнитопровода, изготовленного из толстолистового стального проката гибкой в холодном состоянии и сваркой, и приваренных двух лап, которыми она опирается на поддизельную раму .

Главные полюсы состоят из сердечников и катушек (рис. 37). Сердечники главных полюсов набирают из листов холоднокатаной электротехнической стали Э310 толщиной 1 мм (для уменьшения потерь от вихревых токов). Листы покрыты лаком с обеих сторон, спрессованы под давлением 29 МПа и стянуты заклепками. Сталь Э310 обладает повышенной магнитной проницаемостью вдоль проката, что приводит к уменьшению требуемой м. д. с. полюсов, т. е. снижению габаритов катушек. В каждом листе сердечника выштамповано прямоугольное отверстие, куда закладывается стальной стержень с резьбовыми отверстиями для крепления полюса к станине .

Рис. 37. Главный полюс генератора ГП311В На главных полюсах размещены катушки обмоток независимого возбуждения 5 и пусковой 6. Катушки намотаны на каркас, выполненный из листовой стали толщиной 1 мм. Каркас имеет бурты, удерживающие рамки 3, изготовленные из прочной и теплостойкой пластмассы. На каркас наложена изоляция 4 из четырех слоев гибкого стекломиканита на кремнийорганическом лаке и одного слоя стеклоленты. Пусковая обмотка выполнена в виде отдельной шайбы и расположена у полюсного башмака, затем установлена стеклотекстолитовая изоляционная шайба 2, выше которой намотана обмотка независимого возбуждения. Такое расположение катушек обеспечивает хороший отвод тепла. В процессе намотки каждый слой катушки независимого возбуждения промазывают кремнийорганическим лаком КО-916К или компаундом. Пустоты заполняют замазкой. Готовую катушку пропитывают в лаке КО-916К, запекают и покрывают электроизоляционной эмалью. Из 10 главных полюсов генератора 5 имеют перекрещенные выводы, а 5 – открытые. Это сделано для чередования полярности полюсов и упрощения конструкции соединительных шин .

В генераторах ГП300Б (ТЭМ2), МПТ84/39 (ТЭМ1) и др. обмотки независимого возбуждения и пусковую наматывают на общий каркас. Пусковую обмотку наматывают из широкой медной полосы непосредственно на изолированный каркас, а обмотку независимого возбуждения – на пусковую. Между катушками укладывают миканитовую изоляцию .

Добавочные полюсы так же, как и главные, состоят из сердечника 1 и катушки 4 (рис. 38). Сердечники изготовлены из толстолистовой стали СтЗ. Они сужены в части, обращенной к якорю, внизу к сердечнику приклепаны латунные или дюралюминиевые угольники 2. Сердечник полюса изолирован от катушки спрессованным и спеченным миканитом или стеклотканью на эпоксидной смоле. Катушка опирается на угольники и фиксируется накладкой и пружиной .

Рис. 38. Добавочный полюс генератора ГП311В .

Катушка полюса 4 состоит из шести витков шинной меди. Крайние витки изолированы двумя слоями микаленты и одним слоем стеклоленты. Между витками уложены стеклотекстолитовые прокладки толщиной 2 мм. Готовую катушку покрывают электроизоляционной эмалью. Между накладкой и полюсом помещена немагнитная прокладка 6, создающая второй воздушный зазор. Полюс в сборе пропитывают в термореактивном лаке и запекают. Для предотвращения перемещения катушки на сердечнике из-за усыхания изоляции и других деформаций укладывают пружинную рамку из ленточной стали. Между сердечником полюса и станиной помещен набор из шести стальных прокладок общей толщиной 3 мм, служащих для регулирования зазора под добавочным полюсом при настройке коммутации .

Синхронные тяговые генераторы В приемлемых для локомотива габаритах тяговый синхронный генератор может быть выполнен для тепловозов секционной мощностью до 7500 кВт .

Синхронный генератор более надежен из-за отсутствия коллекторно-щеточного аппарата и сложной, легкоуязвимой изоляции на вращающейся части машины .

Мощность, передаваемая на ротор, составляет не более 1,5 % мощности генератора;

резко уменьшается трудоемкость при ремонтах .

Увеличиваются электромагнитные нагрузки вследствие исключения проблемы коммутации. Снижается масса генератора в основном за счет уменьшения расходов особо дорогостоящих материалов: электротехнической стали и меди .

Стоимость тягового генератора снижается потому, что уменьшается расход цветного металла и электротехнической стали, снижается трудоемкость вследствие упрощения конструкции. Частота вращения вала синхронного генератора может быть более высокой, чем у генератора постоянного тока, что позволяет снизить массу дизель-генератора .

Тяговый синхронный генератор ГС501А (рис. 39) представляет собой явнополюсную машину с двумя трехфазными обмотками 7 на статоре, сдвинутыми на 30° эл .

В генераторе применена независимая осевая система охлаждения с поступлением воздуха извне и очисткой его специальными фильтрами. Подача воздуха осуществляется сверху со стороны привода, а выброс – через боковые патрубки щита. Расход охлаждающего воздуха 4,45 м3/с при напоре не более 1,5 кПа .

Рис. 39. Тяговый синхронный генератор ГС501А Корпус ротора 14 синхронного генератора сварной, выполнен по типу корпуса якоря тягового генератора ГП311Б, т. е. имеет безвальную конструкцию. С одного конца в цилиндрическую часть корпуса (бочку) вварена литая стальная втулка, на которой монтируют токосъемные кольца 3 и подшипник 2, с другого вварен фланец для соединений с коленчатым валом дизеля призонными болтами. На корпусе ротора расположен индуктор (магнитопроводное ярмо) из листовой стали со штампованными пазами для крепления полюсов. Листы обода стянуты нажимными шайбами. Сердечники полюсов 10 набраны из отдельных листов электротехнической стали толщиной 1,4 мм марки 0,8кп, стянутых между собой при помощи нажимных шайб, шпилек и гаек .

Тяговый генератор имеет 12 полюсов, прикрепляемых к индуктору ротора при помощи клиновидных шпонок в трапецеидальных пазах (крепление типа «ласточкина хвоста»). Катушки полюсов 6 выполнены из шинной меди 1,3525 мм, намотанной на узкое ребро, и закреплены на полюсе при помощи заливки эпоксидным компаундом, который служит также изоляцией катушки от корпуса. Класс изоляции F, типа «Монолит-2», число витков на полюс 66. Сопротивление обмотки при температуре 20 °С 0,458 Ом. Все катушки соединены последовательно. Начало и конец обмотки возбуждения выведены на стальные контактные кольца и присоединены к ним шпильками с гайками. Полюсы имеют успокоительную (демпферную) обмотку 15, выполненную из восьми медных или стальных стержней диаметром 12 мм, соединенных по концам дугами с помощью пайки латунью. Стержни вложены в специальные пазы, расположенные в полюсном башмаке. Успокоительная обмотка предназначена для уменьшения потерь и перенапряжений, возникающих при аварийных режимах .

Щетки марки ЭГ-4 (размер 253264 мм), помещенные в латунные щеткодержатели 5, подводят ток от возбудителя (или специальной обмотки) к обмотке возбуждения .

Генератор имеет один сферический радиальный роликовый подшипник 2, расположенный в торцовом щите сварной конструкции. В подшипниковом щите имеется выемная ступица (капсула) 18, обеспечивающая замену подшипника без снятия генератора. Станина 8 сварная, выполнена так, чтобы при заданном внешнем диаметре статора получить максимальный момент инерции и минимальную массу .

В станине собирается сердечник статора 11 из сегментов электротехнической стали, которые стягиваются при помощи шпилек и нажимных шайб. Нажимные шайбы и обмоткодержатели изготовлены из стального проката. Сердечник статора набран из листов электротехнической стали 1513 толщиной 0,5 мм; имеет 144 паза и 120 вентиляционных отверстий диаметром 27 мм. От «распушения» зубцы сердечника статора предохраняются нажимными пальцами. Обмотка статора двухслойная, волновая, стержневая. Шаг по пазам 1 – 13 – 25. Сопротивление одной фазы при 20 °С составляет 0,0011 Ом. Обмотка выполнена из медного изолированного провода размером 2,19,3 мм и уложена в пазы. Изоляция обмотки класса Н. Пайка катушек между собой и к выводным шинам производится серебряным припоем. Концы катушек обмотки соединены медными гильзами (хомутами) и закрыты от попадания грязи, пыли прессованными изоляционными коробочками .

Обмотки в пазах закреплены пластмассовыми клиньями, лобовые части – специальными колодками, притянутыми к изолированным кольцам, укрепленным на ребрах нажимных шайб. Генератор имеет шесть выводов фаз 17, два вывода от нулевых точек обмоток статора и два вывода от обмотки полюсов ротора Синхронный генератор допускает превышение частоты вращения в аварийных режимах до 19 с–1. Срок службы изоляции до полной замены устанавливается для статора 1,2 млн км, для ротора – 1,5 млн км, в перспективе для статора и ротора – до 2,5 млн км. Срок службы синхронного тягового генератора 25 лет .

9.2 Конструкция тяговых электродвигателей На тепловозах и электровозах применяют тяговые двигатели с последовательным возбуждением. Их узлы и элементы во многом подобны. Все двигатели имеют независимую воздушную систему охлаждения нагнетательного осевого типа с подачей воздуха со стороны коллектора .

Тяговые электродвигатели грузовых тепловозов и электровозов выполняют с опорно-осевой подвеской (тяговый привод первого класса) .

Тяговые двигатели пассажирских электровозов серии ЧС, ЭП1, ЭП2к, пассажирских тепловозов ТЭП60, ТЭП70 и электропоездов имеют опорно-рамную подвеску (тяговый привод второго и третьего класса) .

Тяговые электродвигатели тепловозов. По конструкции все коллекторные тяговые электродвигатели тепловозов аналогичны. В технической литературе можно найти описание достаточно широко распространенных двигателей серии ЭД: 107, 108, 118 (А, Б) и других. Ниже приводится описание современного ТЭД ЭДУ-133 универсального назначения .

Тяговый электродвигатель ЭДУ-133 предназначен для привода колесных пар грузовых, пассажирских и маневровых тепловозов с электрической передачей постоянного и переменно-постоянного тока и является комплектующим изделием, обеспечивающим взаимозаменяемость с электродвигателями других типов .

Варианты исполнения ТЭД ЭДУ-133 отличаются только конструкцией станины и моторно-осевых подшипников, обусловленных подвешиванием их на тепловозе. В зависимости от способа и класса подвески тяговый электродвигатель ЭДУ-133 имеет исполнения ЭДУ-133Ц, ЭДУ-133П и ЭДУ-133Р .

Тяговые электродвигатели с опорно-осевым подвешиванием с циркуляционной и польстерной системой смазки (ЭДУ-133П) оборудованы моторно-осевыми подшипниками скольжения с вкладышами из бронзы .

Вариант ЭДУ-133Ц имеет моторно-осевые подшипники качения вместо подшипников скольжения .

Тяговый электродвигатель с опорно-рамным подвешиванием (ЭДУ-133Р) моторно-осевых подшипников не имеет .

Технические характеристики тягового электродвигателя ЭДУ-133 представлены в табл. 11 .

Таблица 11 Технические характеристики тягового электродвигателя ЭДУ-133 № Наименование показателя Значение п/п 1 Режим работы часовой продолжительный Мощность, кВт Напряжение на коллекторе, В Ток якоря, А Частота вращения якоря наибольшая, об/мин Расход вентилирующего воздуха не менее, м3/мин КПД, % 7 92,0 94,5 Степень возбуждения, % Окончание табл. 11

Класс изоляции:

- обмоток главного полюса F

- обмоток добавочного полюса F

- обмотки якоря F

- компенсационной обмотки F 10 Сопротивление обмоток постоянному току при температуре 20 °С, Ом

- якоря 0,033

- главных полюсов (без шунта) 0,018

- компенсационной и добавочных полюсов 0,0285 11 Напряжение изоляции относительно корпуса, В 4000 12 Масса, кг 2950 Для наиболее полного использования тележечного пространства форма корпуса тягового электродвигателя принята восьмигранной с одним конусным концом вала для насадки ведущей шестерни тягового редуктора .

Тяговые электродвигатели являются реверсивными, и разница частот вращения валов в разные стороны при одной и той же нагрузке не должна превышать 4 % (ГОСТ 2582-81). Этим обусловлены жесткие требования к установке щеток по нейтрали .

Остов 14 тягового электродвигателя отлит из мягкой литой стали с высокой магнитной проницаемостью марки Ст25ЛК20 или сварной – из низкоуглеродистой низколегированной стали 09Г2С (рис. 40) .

Рис. 40. Разрез тягового электродвигателя ЭДУ-133:

1 – коллектор; 2, 22 – подшипник; 3 – упорное кольцо; 4, 23 – крышка подшипника;

5 – изоляция коллектора; 6 – нажимной конус; 7 – малый подшипниковый щит; 8 – изолятор; 9 – щеткодержатель; 10 – нажимная втулка; 11 – передняя нажимная шайба;

12 – обмотка добавочного полюса; 13 – сердечник добавочного полюса; 14 – станина;

15 – планка; 16 – сердечник якоря; 17 – сердечник главного полюса; 18 – обмотка главного полюса; 19 – задняя нажимная шайба; 20 – обмотка якоря; 21 – большой подшипниковый щит; 24 – лабиринтное кольцо; 25 – вал; 26 – переходная втулка Остовы машин, у которых 2р = 4, обычно восьмигранные с широкими горизонтальными и вертикальными гранями, в которых располагаются главные полюсы 17, и узкими гранями, ориентированными под 45° к горизонтали и вертикали, в которых размещают добавочные полюсы 13. В торцовых частях остов имеет расточки (горловины) для посадки подшипниковых щитов 7 и 21 .

Остов имеет два опорных прилива («носика»), предназначенных для закрепления электродвигателя на тележке тепловоза. На корпусе имеются также приливы с резьбой (бонки) для крепления кожуха зубчатой передачи. К торцовой стенке остова со стороны коллектора приварены кронштейны для крепления щеткодержателей 9. В верхней части корпуса со стороны коллектора имеется вентиляционное отверстие, соединенное брезентовой гармошкой (рукавом) с каналом, через который нагнетается воздух для охлаждения электродвигателей. Выход воздуха осуществляется с противоположной стороны через 3 отверстия в корпусе тягового электродвигателя, защищенных сетками и щитками .

Электродвигатель имеет пять выводных концов: начало и конец обмотки возбуждения D1 и D2; начало и конец якорной цепи Al, В2; промежуточный вывод с якорной цепи A3 (рис. 41). К силовой схеме тепловоза тяговый электродвигатель подключается четырьмя гибкими кабелями, которые выводятся из остова через специальные отверстия в его верхней части. Кабельные выводы крепятся к остову зажимами из древесно-слоистого пластика, называемыми клицами .

Рис. 41. Схема соединения полюсов тягового электродвигателя ЭДУ-133

Подшипниковые щиты. Якорь опирается на два роликовых подшипника (8Н9241711М) и (8Н32330М), установленных в стальных подшипниковых щитах – малом 7 (со стороны коллектора) и большом 21 (с стороны шестерни) (см. рис.1.31) .

Смазка подшипников – ЖРО или ЖРО-М. Смазку (ЖРО ТУ32 ЦТ 520 – 73) для роликовых подшипников тяговых электродвигателей запрессовывают шприц-прессом через масленку .

Выточки в щитах под роликовые подшипники и посадочные поверхности щитов должны быть строго концентричны. Биение этих поверхностей допускается не более 0,1 мм. С внутренней стороны каждого подшипникового щита расположено кольцо с лабиринтными канавками. В подшипниковом щите со стороны коллектора установлен опорно-упорный подшипник 2, наружное кольцо которого имеет буртики с двух сторон, а внутреннее – только с одной. К торцу вала якоря шайбой и болтами прикреплено упорное кольцо 3. Подшипник воспринимает усилия, направленные вдоль вала якоря .

Продольный разбег якоря составляет 0,08 … 0,5 мм .

Перед насадкой внутреннего кольца подшипника 2 на вал надевают переднее лабиринтное кольцо с канавками. Эти канавки и лабиринтное кольцо подшипникового щита образуют уплотнение, препятствующее проникновению смазки в полость тягового электродвигателя. Снаружи полость подшипника закрыта крышкой 4. Крышка прикреплена к щиту болтами, а так как она должна закреплять наружное кольцо подшипника, то между ней и щитом имеется зазор (0,2 … 0,7 мм) .

В подшипниковом щите со стороны шестерни, находится опорный подшипник 22, внутреннее кольцо которого насажено на вал якоря в нагретом состоянии вслед за лабиринтным кольцом. Крышка подшипника 23 имеет снаружи лабиринтные канавки, в которые входят выступы посаженного на вал лабиринтного кольца 24. Оно предотвращает вытекание смазки из подшипника. Для предохранения от проникновения смазки внутрь тягового электродвигателя служит воздушный канал (дренажное отверстие) в щите с комбинированными уплотнениями. В период эксплуатации смазку в подшипники добавляют шприц-насосом через масленки .

Подшипниковые щиты плотно пригнаны к остову и прикреплены к нему болтами, под головки которых подложены пружинные шайбы, предохраняющие болты от самоотворачивания. Для выпрессовки подшипниковых щитов из остова электродвигателя используются просверленные в них специальные отверстия с резьбой, в которые заворачиваются технологические болты .

Остов тяговых электродвигателей всех модификаций имеет четыре кронштейна, в которые установлены щеткодержатели, удерживающие щетки в специальных гнездах, и обеспечивающие постоянный контакт щеток с поверхностью коллектора. Допуск на отклонение расположения кронштейнов щеткодержателей после приварки их к корпусу не превышает ±0,5 мм .

Главные полюсы представляют собой моноблок, пропитанный эпоксидным компаундом, состоящий из сердечника и катушки. Сердечник набран из штампованных листов малоуглеродистой стали Ст2 толщиной 2 мм. Листы сердечников спрессованы и стянуты четырьмя заклепками с потайными головками. Чтобы головки заклепок уместились и равномерно распределилось усилие, крайние листы изготовлены более толстыми .

В середине каждого листа сердечника выштамповано отверстие, куда после сборки запрессовывают стальной стержень. Три болта М30, крепящих сердечник к остову, ввертывают в стержень, при этом усилие от стержня равномерно передается на листы сердечника. Стержень может заменяться без нарушения целостности моноблока .

Головки болтов заливают кварцкомпаундом, препятствующим просачиванию влаги внутрь остова .

Катушка главного полюса (рис. 42) намотана из шинной меди сечением x28 мм на широкое ребро (плашмя) в два слоя. Витки катушки главных полюсов изолированы друг от друга непропитанной стеклослюдинитовой лентой ЛСКН-160-ТТ и пропитанной стеклянной тканью 4. Катушка состоит из двух полукатушек с числом витков 11 и 8, соединенных между собой последовательно. Различное число витков полукатушек дает лучшее заполнение междукатушечного пространства и определяется условиями размещения главных полюсов внутри остова .

Рис. 42. Катушка главного полюса тягового электродвигателя ЭДУ-133:

1 – вывод; 2 – прокладка; 3 – проводник; 4 – витковая изоляция; 5 – корпусная изоляция; 6 – заполнение Снаружи катушка (изоляция от корпуса) имеет четыре слоя непропитанной стеклослюдинитовой ленты ЛСКН-160-ТТ 5. В местах соприкосновения катушки с остовом дополнительно устанавливают прокладки из стеклоткани и стеклотекстолита СТЭФ-1-0,5. Между слоями катушки также укладывают прокладки из стеклотекстолита

2. Каждый слой изоляции промазан компаундом; катушку с изоляцией запекают и спрессовывают. После этого ее покрывают эмалью .

По другой технологии витковая изоляция катушек главных полюсов выполнена из асбестовой бумаги, слои катушки изолированы один от другого стеклотекстолитовой прокладкой. Для обеспечения закрепления катушки на сердечнике зазоры между ними заполняют асбестовой лентой ЛАЭ и затем пропитывают в компаунде «Монолит-2» .

Изоляция класса нагревостойкости F .

Две катушки главных полюсов имеют открытые, две – перекрещенные выводы (см. рис. 41). Соединения главных полюсов между собой выполнены гибкими наборными медными шинами. Между катушкой и остовом установлена стальная прокладка толщиной 1 мм для предохранения изоляции катушки от грубо обработанной поверхности остова. Чтобы предупредить перемещение катушки по сердечнику при ударах и вибрациях, при уменьшении высоты ее вследствие усыхания изоляции, между катушкой и башмаком полюса проложена двухслойная пружинная рамка, создающая после затяжки болтов давление на катушку. Во избежание повреждения изоляции катушка отделена от башмака предохранительной рамкой из тонколистовой стали .

Добавочные полюсы предназначены для улучшения процесса коммутации тягового электродвигателя. Устанавливают их между главными полюсами и крепят к станине болтали. Они, так же как и главные полюсы, представляют собой моноблок, пропитанный эпоксидным компаундом, и состоят из сердечников и катушек (рис. 43) .

Воздушный зазор под добавочными полюсами 9 мм. Сердечники добавочных полюсов 9 изготовлены сплошными из толстолистовой, литой или прокатанной стали, так как их размеры и поток, проходящий через них, невелики и, следовательно, потери, вызываемые вихревыми токами, незначительны. В данном электродвигателе сердечники изготовлены из проката Ст3 .

Башмак сердечника 9 уже, чем основное его тело, и для удержания катушки с двух сторон башмака приклепаны немагнитные полюсные наконечники 1 из латуни или дюралюминия. Для надежности крепления полюсные наконечники посажены на зуб .

Чтобы предупредить перемещение катушки вдоль сердечника (при усыхании изоляции), между ней и остовом установлена пружинная рамка. Между сердечником и остовом поставлены дюралюминиевые немагнитные прокладки 12, увеличивающие воздушный зазор в магнитной цепи с целью уменьшения рассеивания магнитного потока и влияния на коммутацию вихревых токов. Катушка 5 добавочного полюса выполнена из шинной меди сечением 635 мм, намотанной на узкое ребро .

Рис. 43. Разрез добавочного полюса тягового электродвигателя ЭДУ-133 1 – полюсной наконечник; 2 – корпусная изоляция; 3, 4, 8, 10 – изоляционная прокладка; 5 – проводник; 6 – защитная стеклолента; 7 – каркас; 9 – сердечник полюса;

11, 12 – металлическая прокладка Между витками катушки установлены прокладки 4 из ткани стеклянной пропитанной. Полностью изолируют от корпуса только три-четыре витка с каждой стороны – непропитанной стеклослюдинитовой лентой и стеклянной лентой .

Со стороны остова и наконечника располагают прокладки из стеклотекстолита

10. Для повышения теплоотдачи наружную поверхность средних витков катушки не изолируют, а от корпуса они изолированы пятью прокладками из асбестовой электроизоляционной бумаги 8. Класс нагревостойкости изоляции F. Катушка надета на стальной каркас 7. Для изоляции от корпуса ее вместе с каркасом пропитывают в компаунде и затем покрывают электроизоляционной эмалью .

Катушки добавочных полюсов соединяются последовательно между собой и с обмоткой якоря и питаются током якоря .

Межкатушечные соединения, выполненные шинами или гибкими кабелями, при неудовлетворительном креплении вибрируют, что приводит к изломам как самих соединений, так и выводов катушек. Предпочтение отдают шинным межкатушечным соединениям, выполненным из двух голых медных лент и закрепленных к корпусу бандажом с резиновыми прокладками, гасящими высокочастотные вибрации .

Якорь тягового электродвигателя предназначен для преобразования электрической энергии, поступающей от тягового генератора на его обмотку, в механическую энергию, передаваемую через вал и редуктор колесной паре и состоит из вала 25, переходной втулки 26, на которую монтируются все детали якоря, сердечника 16, обмотки 20 с уравнительными соединениями первого рода и коллектора 1. Наличие втулки позволяет производить смену вала без нарушения всех остальных узлов .

Вал якоря изготовлен из проката, сталь 30ХМА с термообработкой. Один его конец обработан на конус 1:10 для насадки ведущей шестерни. Сопряжения участков вала 25 разных диаметров выполнены с плавными переходами .

Сердечник якоря 16 набран из штампованных листов электротехнической легированной стали марки 2211, 2212 (толщиной 0,5 мм), покрытых тонким слоем лака с обеих сторон. Листы набираются по массе (363 кг). Толщина крайних листов составляет 1 мм. В каждом листе выштамповано 54 паза и два ряда вентиляционных отверстий (32 шт.) диаметром 27 мм. Середина каждого паза должна совпадать с серединой коллекторной пластины .

Со стороны шестерни на валу установлена задняя нажимная шайба 19 (открытого типа), со стороны коллектора – передняя 11. Нажимные шайбы 11 и 19, одновременно являющиеся обмоткодержателями, отлиты из стали. Открытая шайба улучшает охлаждение задних лобовых частей обмотки 20 .

Собранный сердечник без обмотки покрывают эмалью (коричневым грунтом) ФЛ-03К и запекают для повышения коррозионной устойчивости. Нажимные шайбы 11 и 19 перед укладкой обмотки якоря покрывают стеклотканью, пропитанной в эпоксидном лаке, опрессовывают и запекают. Это создает монолитный слой изоляции .

Обмотка якоря петлевая, уложена в прямоугольные пазы сердечника и закреплена в них изоляционными клиньями, лобовые части обмотки закреплены бандажами из стеклобандажной ленты класса нагревостойкости Н. Концы обмотки перед входом в шлицы коллектора расплющены .

Уравнительная обмотка предназначена для равномерного распределения тока между параллельными ветвями и жесткого фиксирования напряжения между соседними коллекторными пластинами .

Уравнительная обмотка уложена на нажимную шайбу 11 под лобовыми частями обмотки якоря, выводные концы – в коллекторные пластины .

Коллектор тягового электродвигателя состоит из нажимных втулки, конусов 10 и 6, пластин, двух изоляционных манжет и изоляционного цилиндра 5. Диаметр коллектора 400 мм. Пластины коллектора (их всего 216 шт.) изготовлены из твердотянутой профильной меди, легированной кадмием или серебром. Пластины штампуют за одно целое с петушками. В нижней части они имеют форму «ласточкина хвоста», позволяющего прочно скрепить коллектор. Втулка и нажимной конус коллектора, конусные выступы которых входят в выточки пластин, сжаты под прессом и стянуты гайкой через пружинное кольцо. Так как коллектор тепловозных электродвигателей работает в напряженных условиях в механическом и тепловом отношении, все детали коллектора изготовляют из высокопрочных материалов .

Пластины изолированы друг от друга коллекторным миканитом КФШ толщиной 1,2 мм, а от корпуса – миканитовым цилиндром и манжетами ФФГА толщиной 2 мм 5 .

Выступающий конец миканитовой манжеты защищен от внешних воздействий бандажом из стеклянной ленты, покрытым сверху эмалью .

В прорези петушков впаивают концы секций обмотки якоря. Каждая четвертая пластина имеет более глубокую прорезь, в которую дополнительно впаивают концы уравнительных соединений. Коллектор балансируют статически при помощи грузов 7, закрепляемых в специальных канавках в нажимном конусе и втулке. Радиальное биение коллектора не должно превышать 0,05 мм .

В якорях электродвигателей применена петлевая обмотка 20 с уравнительными соединениями первого рода. Она состоит из 54 катушек и имеет изоляцию класса F .

Обмотка якоря имеет шаг по пазам 1–14, шаг по коллектору 1–2. Катушка обмотки якоря состоит из четырех элементарных одновитковых секций. Каждая секция в свою очередь состоит из трех параллельных проводников, расположенных по высоте паза, а четыре витка, входящих в катушки, располагаются по ширине паза, т, е. осуществлена горизонтальная укладка .

Виток разделен по высоте на три параллельных провода для уменьшения потерь от вихревых токов, наводимых магнитным потоком рассеяния .

В пазовой части (рис. 44) катушка изолирована тремя слоями 5 стеклослюдянитовой ленты ЛС-ЭП толщиной 0,1 мм в половину нахлеста и одним слоем 6 стеклянной ленты ЛЭС толщиной 0,1 мм вполовину нахлеста. Каждый проводник 3 покрывается изоляцией 4 из одного слоя стеклянной ленты толщиной 0,1 мм .

В задних лобовых частях дополнительно между элементарными секциями устанавливают прокладки из стеклоленты. Передние лобовые части дополнительно имеют между витками секции прокладки из слюды, чтобы избежать витковых замыканий при осадке и бандажировке обмотки. Концы катушек в изгибах дополнительно изолируются одним слоем полиамидной пленки ПМА толщиной 0,04 мм .

На дне паза и под клин устанавливают прокладки 2 из стеклотекстолита 0,35 мм .

Обмотка якоря удерживаемся, в пазах стеклотекстолитовыми, клиньями 1 толщиной 6 мм, в лобовых частях – стеклобандажами. В электродвигателе применяют стеклобандаж, который наматывается с натяжением не менее 1,4 кН. Стеклобандаж изготовляют из специальной стеклоленты ЛСБ-F размером 0,220 мм (стеклянные волокна расположены только в продольном направлении и склеены эпоксидным связующим компаундом). Бандажи в процессе сушки запекают, и они становятся монолитными. Преимущество стеклобандажа в том, что он не разрушается при круговом огне на коллекторе .

Рис. 44. Разрез паза тягового электродвигателя ЭДУ-133:

1 – клин; 2 – прокладка под клин; 3 – проводник; 4 – изоляция проводника;

5 – корпусная изоляция; 6 – защитная стеклолента Под передними лобовыми частями обмотки якоря находятся уравнительные соединения, выполненные из меди МГМ размером 1,685,1 мм (с изоляцией 2,236,87 мм). Шаг уравнительных соединений по коллектору 1 – 109, 5 – 113, т. е. уравнительное соединение делается одно на паз .

Для крепления балансировочных грузов в конусе коллектора и на задней нажимной шайбе предусмотрены специальные канавки .

Щеткодержатель отлит из латуни имеет гнезда для установки трех разрезных щеток ЭГ-61 (212,5)4064 с резиновыми амортизаторами для защиты от ударной и вибрационной нагрузки (рис. 45) .

При разрезных щетках в случае неровности коллектора или выпучивании одной из коллекторных пластин подскакивает сначала одна, а затем вторая из половинок щетки контакт щетки и коллектора сохраняется постоянно, поэтому коллектор почти не подгорает. Кроме того, разрезные щетки создают хорошую политуру коллектора и тем самым улучшают условия коммутации. Резиновые амортизаторы поглощают небольшие толчки и удары, не допуская отрыва щеток от коллектора .

Рис. 45. Щеткодержатель тягового электродвигателя ЭДУ-133:

1 – корпус; 2 – спиральная пружина; 3, 6 – изолятор; 4 – палец; 5 – щетка На электродвигателе должны быть установлены щетки одной и той же марки .

Это особенно важно при петлевой обмотке, так как различие в сортах щеток может вызвать протекание больших токов по уравнительным соединениям .

Щеткодержатель имеет литой латунный корпус 1. Корпус укреплен в кронштейне, вваренном в торцовую стенку остова. В корпус запрессованы два стальных пальца 4, служащих для крепления щеткодержателей в кронштейне. Пальцы изолированы от корпуса прессматериалом АГ-4С или твердым изоляционным слоем из эпоксидного компаунда, на который надеты изоляторы 3 из прессматериала К-78-51. Такое выполнение пальцев щеткодержателей дало возможность повысить их изоляционные свойства и тем самым избежать снижения сопротивления изоляции в эксплуатации, которое наблюдалось при использовании фарфоровых изоляторов .

В корпусе щеткодержателя имеются два гнезда для щеток. В одно гнездо вставлена одна пара щеток 5, в другое – две пары. Нажатие щеток на коллектор осуществляется спиральными пружинами 2. Нажатие (4,2…4,8 Н) регулируется поворотом втулки, находящейся в центре пружины. Характеристики спиральных пружин подобраны так, чтобы регулировка давления до полного износа щетки не требовалась. Щетки снабжены гибкими шунтами, прикрепленными болтами к корпусу щеткодержателя. Для удобства замены и осмотра щеток на щеткодержателях установлены стойки с заплечиками, позволяющие фиксировать пружины в приподнятом состоянии .

Вентиляция электродвигателей типа ЭДУ-133 параллельная, независимая .

Охлаждающий воздух нагнетается вентиляторами, установленными в кузове тепловоза .

Воздух от вентилятора поступает в полость электродвигателя через вентиляционное отверстие, расположенное в верхней части остова над коллектором, и дальше движется двумя параллельными потоками подобно тому, как это описано для тягового генератора. Нагретый воздух выбрасывается через отверстия в остове, защищенные сетками и щитками. Щиток у нижнего отверстия направляет поток нагретого воздуха параллельно рельсовому пути .

14 «МОДЕЛИРОВАНИЕ И ДИНАМИКА СИСТЕМ ПОДВИЖНОГО

СОСТАВА» («МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ

ПОДВИЖНОГО СОСТАВА»)

14.1 Методические указания к практическим занятиям

Введение. Подвижной состав (ПС) железных дорог – современные локомотивы, электропоезда, вагоны – это управляемые электромеханические системы, сложные по конструкции и весьма дорогостоящие .

Проектирование подвижного состава включает этап компьютерного моделирования, благодаря чему значительно сокращаются сроки разработок и снижаются материальные затраты (на примере ЭП20) .

В настоящей главе излагаются основы современных методов математического и компьютерного моделирования применительно к задачам динамики подвижного состава .

3.1 Математическое моделирование динамики подвижного состава 3.1.1 Современные методы компьютерного моделирования задач динамики подвижного состава (Лекция 1) Формальный метод Ньютона-Эйлера Механическая часть локомотивов, электропоездов, вагонов т.д., состоит из кузова и тележек. Число тележек может быть равно двум или трем, каждая тележка включает две, три и, в некоторых конструкциях, четыре оси .

Тяговый привод локомотивов, предназначенный для передачи активного момента от вала двигателя на ось колесной пары, имеет все более сложную конструкцию по мере увеличения конструкционной скорости. Так, если у грузовых локомотивов корпус тягового электродвигателя (ТЭД) опирается непосредственно на ось колесной пары и тяговый привод состоит из цилиндрической зубчатой передачи, то у скоростных пассажирских локомотивов корпус ТЭД крепится к раме тележки или к кузову, и для передачи вращения применяется трансмиссия, состоящая из нескольких элементов .

Примем расчетную схему механической части единицы подвижного состава (ЕПС) в виде системы взаимосвязанных твердых тел (СТТ), к числу которых отнесем кузов, рамы тележек, корпуса двигателей и редукторов, якоря двигателей, колесные пары и т.д. Всего в состав расчетной схемы входят десятки тел, она имеет многие десятки степеней свободы. Эффекты, связанные с деформативностью перечисленных элементов конструкции, ниже во внимание не принимаются. Отметим, что в самое последнее время разработаны модели, которые позволяют учесть упругую податливость кузовов длиннобазных вагонов и т.п .

После того, как расчетная схема механической части выбрана в виде СТТ, осуществляется переход к следующему этапу – получению математической модели, т.е. к выводу системы дифференциальных уравнений (ДУ) движения .

Традиционно для этого применяются уравнения Лагранжа второго рода либо общее уравнение динамики (принцип д’Аламбера-Лагранжа), при выводе которых большое число преобразований, выполняемых вручную «карандашом на бумаге», поглощает огромное время и ведет к неизбежным ошибкам. Вся предварительная работа должна выполняться в значительной степени заново в случае внесения каких-либо изменений в расчетную схему, а на стадии проектирования рассматриваются, как правило, несколько ее вариантов. Как видим, проблема сокращения объема ручной подготовительной работы выдвигается на первое место. С этой точки зрения, наиболее подходящими представляются современные методы, где требуется задание только минимально необходимой исходной информации об изучаемой СТТ, а ДУ движения могут быть затем сформированы в автоматическом режиме с использованием средств компьютерной алгебры .

В настоящей работе к решению задачи применен формальный метод НьютонаЭйлера. Изложение далее ведется в следующей последовательности:

- описание структуры;

- кинематика;

- массо-инерционные характеристики;

- силовые факторы;

- синтез ДУ движения;

- применение методов компьютерной алгебры;

- численное интегрирование ДУ движения и анимация полученных результатов .

Изложение сопровождается достаточно простыми примерами иллюстративного характера .

Выбор расчетной схемы. Описание структуры, кинематики, массо-инерционных характеристик, силового взаимодействия Для описания структуры СТТ, выбранной в качестве расчетной схемы ЕПС, воспользуемся понятиями теории графов. Графом называют объект, состоящий из совокупности вершин (узлов) и соединяющих их ребер .

Твердым телам, входящим в состав расчетной схемы ЕПС – кузову, рамам тележек, колесным парам и т.д. – присвоим в определенном порядке, о котором будет сказано ниже, номера от 1 до N, где N – число тел. Использование нумерации для обозначения тел позволяет легко распознавать элементы механической системы, кроме того, оно очень компактно и удобно для занесения в память компьютера. Телу i соответствует единственным образом вершина графа Si (i =1,..., N). Неподвижному базису (телу отсчета) поставим в соответствие вершину S0 .

Примеры построения графов будут даны во время практических занятий .

Кинематика. При изучении движения локомотива оси неподвижной системы координат Ox0 y0 z0 (базиса e ( 0 ) ) выбираются следующим образом. Ось Ox0 горизонтальна и направлена по оси симметрии колеи в сторону движения. Она находится на уровне, соответствующем положению центра масс кузова при статическом равновесии, в предположении, что рельсовая колея горизонтальная идеально ровная, а колеса неизношенные, идеально круглые. Ось Oz0 направлена вертикально вверх, ось Oy0 – поперек направления движения .

Число степеней свободы. Выбор обобщенных координат. Декартовы координаты xi, y i,zi центров масс тел, входящих в состав расчетной схемы механической части локомотива, и углы Кардано 1( i ), 2i ), 3i ), определяющие пространственную ориента

–  –  –

Выбор расчетной схемы механической части электровоза с осевой формулой 2о-2о В состав модели входят кузов и две двухосных тележки. Описание структуры расчетной схемы мехчасти электровоза с осевой формулой 2о-2о задается следующим ориентированным графом (рис.

3.1):

–  –  –

Работа с пакетом «Универсальный механизм»

Тележка состоит из рамы и двух колесномоторных блоков (КМБ) с опорноосевой подвеской ТЭД и двухъярусным упругим рессорным подвешиванием. Каждый КМБ состоит из корпуса, якоря ТЭД и колесной пары .

В пакете УМ-Локо создается модель тележки (рис. 3.2) .

–  –  –

В пакете УМ-Локо изучается движение с постоянной скоростью в прямой и в кривых различного радиуса. Определяются статические и динамические нагрузки .

Находятся усилия в контакте «колесо-рельс» .

3.1.3 Построение компьютерной модели механической части тепловоза с осевой формулой 3о-3о (Лекция 3) Выбор расчетной схемы механической части тепловоза с осевой формулой 3о-3о В состав модели входят кузов и две трехосных тележки. Описание структуры расчетной схемы механической части тепловоза с осевой формулой 2о-2о задается ориентированным графом (3.4) .

–  –  –

Работа с пакетом «Универсальный механизм»

Тележка состоит из рамы и трех колесномоторных блоков (КМБ) с опорноосевой подвеской ТЭД и двухъярусным упругим рессорным подвешиванием. Каждый КМБ состоит из корпуса, якоря ТЭД и колесной пары .

В пакете УМ-Локо создается модель тележки (рис. 3.5) .

–  –  –

Основные режимы движения В пакете УМ-Локо изучается движение с постоянной скоростью в прямой и в кривых различного радиуса. Определяются статические и динамические нагрузки .

Находятся усилия в контакте «колесо-рельс» .

3.1.4 Построение компьютерной модели ходовой части пассажирского вагона (Лекция 4) Выбор расчетной схемы ходовой части пассажирского вагона В состав модели входят кузов и две двухосных тележки. Тележка состоит из рамы и двух колесных пар .

–  –  –

3.2 Математическое моделирование электрической части подвижного состава 3.2.1 Современные методы компьютерного моделирования процессов в электрических цепях (Лекция 5) Основные задачи компьютерного моделирования При разработке схем и конструкций перспективных типов подвижного состава используется много новых технических решений, что требует наличия, на стадии проектных проработок, эффективных инструментов исследования. Чтобы добиться совместимости основных элементов конструкции в рабочих и аварийных режимах, необходимо выполнить прогнозирование возможных ситуаций, возникающих при движении локомотива, учесть состояние пути, контактной сети (для электровозов), систем управления и сигнализации. Для решения этих задач целесообразно применять комплексное компьютерное моделирование .

В настоящее время в области создания компьютерных моделей для исследования электромеханических процессов в тяговом приводе локомотивов накоплен определенный опыт. В большинстве известных компьютерных моделей механическая часть локомотива представляется в виде системы твердых тел, соединенных упругими и диссипативными элементами (о чем говорилось в первых четырех лекциях настоящего курса) .

Процессы в электрической части представляются, как правило, с использованием методов теории цепей, в режимах, требующих подробного изучения, применяются полевые расчеты .

Известны модели, созданные с использованием пакета MatLab Simulink. Применение исключительно Simulink накладывает существенные ограничения на создание полноразмерной модели механической части. Поэтому в качестве среды для создания модели механической части целесообразно использовать пакет «Универсальный механизм», а процессы в электрооборудовании моделировать с использованием Simulink .

Дифференциальные уравнения переходных процессов в электрических цепях Основные соотношения, необходимые для построения математических моделей электрической части подвижного состава, изложены в курсе «Теоретические основы электротехники». На лекции дается только сводка основных формул с кратким комментарием .

Работа с пакетом «Матлаб-Симулинк»

Библиотека блоков SimPowerSystems является одной из множества дополнительных библиотек Simulink, ориентированных на моделирование конкретных устройств. SimPowerSystems содержит набор блоков для имитационного моделирования электротехнических устройств. В состав библиотеки входят модели пассивных и активных электротехнических элементов, источников энергии, электродвигателей, трансформаторов, линий электропередачи и т.п. оборудования. Имеется также раздел, содержащий блоки для моделирования устройств силовой электроники, включая системы управления для них. Используя специальные возможности Simulink и SimPowerSystems, пользователь может не только имитировать работу устройств во временной области, но и выполнять различные виды анализа таких устройств. В частности, пользователь имеет возможность рассчитать установившийся режим работы системы на переменном токе, выполнить расчет импеданса (полного сопротивления) участка цепи, получить частотные характеристики, проанализировать устойчивость, а также выполнить гармонический анализ токов и напряжений .

Несомненным достоинством SimPowerSystems является то, что сложные электротехнические системы можно моделировать, сочетая методы имитационного и структурного моделирования. Например, силовую часть полупроводникового преобразователя электрической энергии можно выполнить с использованием имитационных блоков SimPowerSystems, а систему управления с помощью обычных блоков Simulink, отражающих лишь алгоритм ее работы, а не ее электрическую схему. Такой подход, в отличие от пакетов схемотехнического моделирования, позволяет значительно упростить всю модель, а значит повысить ее работоспособность и скорость работы. Кроме того, в модели с использованием блоков SimPowerSystems (в дальнейшем SPS-модели) можно использовать блоки и остальных библиотек Simulink, а также функции самого MATLAB, что дает практически не ограниченные возможности для моделирования электротехнических систем .

Библиотека SimPowerSystems достаточно обширна. В том случае, если все же нужного блока в библиотеке нет, пользователь имеет возможность создать свой собственный блок как с помощью уже имеющихся в библиотеке блоков, реализуя возможности Simulink по созданию подсистем, так и на основе блоков основной библиотеки Simulink и управляемых источников тока или напряжения .

Таким образом, SimPowerSystems в составе Simulink в настоящее время может считаться одним из лучших пакетов для моделирования электротехнических устройств и систем .

3.2.2 Построение компьютерной модели силовых цепей электровоза постоянного тока с коллекторными тяговыми двигателями (Лекция 6) Схема силовых цепей электровоза постоянного тока с коллекторными тяговыми двигателями На двухсекционном восьмиосном электровозе ВЛ10 применяется последовательное (С) соединение всех восьми ТЭД, последовательно-параллельное (СП) соединение двумя параллельными группами по четыре двигателя и параллельное (П) соединение четырех групп по два двигателя (рис. 3.9) .

Рис. 3.9. Последовательное (С), последовательно-параллельное (СП) и параллельное (П) соединение ТЭД: ОВ – обмотка возбуждения; КС – контактная сеть; РЦ – рельсовая цепь; R – реостат При соединении С напряжение U на каждом двигателе составляет 1/8 напряжения контактной сети, то есть U= Uкс / 8 = 375 В, и через каждый двигатель протекает полный ток, потребляемый электровозом из контактной сети: Iа = Iкс. В результате на малой скорости движения создается большой тяговый момент, см. (1) .

При соединении СП напряжение U на каждом двигателе составляет 1/4 напряжения контактной сети, то есть U = Uкс / 4 = 750 В, а через каждый двигатель протекает половина тока, потребляемого электровозом из контактной сети: Iа = Iкс. В результате скорость движения возрастает, а тяга уменьшается .

При соединении П напряжение U на каждом двигателе составляет напряжения контактной сети, то есть U = Uкс / 2 = 1500 В, а через каждый двигатель протекает четверть тока, потребляемого электровозом из контактной сети: Iа = Iкс. В результате скорость движения еще более возрастает, а тяга становится минимальной .

–  –  –

Схема модели машины постоянного тока представлена на рис. 3.11 .

Рис. 3.11. Схема модели машины постоянного тока Цепь якоря машины представлена последовательно включенными элементами Ra – активное сопротивление якорной цепи, La – индуктивность якорной цепи и E_FCEM – ЭДС обмотки якоря (управляемый источник напряжения) .

Основные режимы На практических занятиях в соответствии со схемой собрать три варианта модели соединения тяговых двигателей: последовательного (С), последовательнопараллельного (СП) и параллельного (П) .

3.2.3 Построение компьютерной модели силовых цепей электрической передачи постоянного тока грузового тепловоза (Лекция 7)

–  –  –

Принципиальная схема электрической передачи мощности постоянного тока приведена на рис. 3.12 .

Рис.

3.12/ Принципиальная схема электрической передачи постоянного тока (параллельное соединение ТЭД):

ТГ – тяговый генератор; ТЭД – тяговый электродвигатель; ОВГ – обмотка возбуждения генератора; ОВ – обмотки возбуждения ТЭД

Ее основными элементами являются:

- тяговый генератор постоянного тока (ТГ) с независимым возбуждением, вал которого приводится во вращение от вала дизеля. При заданной позиции контроллера машиниста, генератор подает на тяговые электродвигатели постоянную электрическую мощность при переменных значениях тока и напряжения согласно (8), что позволяет гибко приспосабливаться к условиям ведения поезда, варьируя силу тяги и скорость движения;

- коллекторные ТЭД постоянного тока с последовательным возбуждением, приводящие во вращение колесные пары локомотива. Они также позволяют изменять силу тяги и скорость – за счет ослабления поля возбуждения .

Работа с пакетом «Матлаб-Симулинк»

На практических занятиях собирается модель, состоящая из генератора (электрическая машина постоянного тока) и шести параллельно запитанных от генератора ТЭД .

Основные режимы Режимы работы электрической передачи мощности постоянного тока определяются мощностью дизель-генераторной установки, током обмотки возбуждения генератора, ослаблением поля возбуждения ТЭД и нагрузкой (условиями движения) .

Режимы работы изучаются на лабораторных занятиях .

3.2.4 Построение компьютерной модели силовых цепей пассажирского вагона с подвагонным вентильно-индукторным генератором (ВИГ) Составление схемы силовых цепей пассажирского вагона с подвагонным ВИГ Приведено описание объекта исследования – трехфазного ВИГ конфигурации 18/12 разработки РГУПС (рис. 3.13). Расчетные параметры генератора: мощность – 16 кВт; диапазон частоты вращения 380…2400 об/мин; вырабатываемое напряжение – 53720 В; род тока – постоянный; КПД – не менее 90 % .

–  –  –

Механическая часть вагона, представленная как система твердых тел, состоит из кузова, двух рам тележек и четырех колесных пар, связанных между собой силовыми элементами и сочленениями, имеющими конкретные кинематические свойства .

Подвагонный генератор пассажирского вагона приводится во вращение от колесной пары при помощи зубчатого редуктора и крепится непосредственно к кузову (рис. 3.15) .

Рис. 3.15. Компьютерная модель «вагон – подвагонный ВИГ»

–  –  –

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 Зарифьян А.А., Бондарев А.П., Бузало Г.А. Математическое моделирование и системы автоматизированного проектирования транспортных средств: учеб. пособие .

Часть 2. – Ростов н/Д: Рост .

гос. ун-т путей сообщения, 2003 .

2 Зарифьян А.А., Бондарев А.П., Кашников В.Н. Математическое моделирование и системы автоматизированного проектирования транспортных средств. Часть 1: учеб .

пособие. – Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2002 .

3 Бахвалов, Ю.А., Бузало Г.А., Зарифьян А.А. и др. Динамические процессы в асинхронном тяговом приводе магистральных электровозов / под ред. А.А. Зарифьяна .

– М.: Транспорт, 2006 .

4 Бахвалов Ю.А., Зарифьян А.А., Кашников В.Н. и др. Моделирование электромеханической системы электровоза с асинхронным тяговым приводом / под ред. Е.М .

Плохова. – М.: Транспорт, 2001 .

5 Научно-периодическое издание «Локомотив» (ежемесячно) .

6 Научно-периодическое издание «Железнодорожный транспорт» (ежемесячно) .

7 Научно-периодическое издание «Железные дороги мира» (ежемесячно) .

8 Методическое обеспечение с самостоятельной работы студентов по дисциплинам кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство»: учебно-методический комплекс / под ред. А.С. Шапшала; Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, 2010. – 152 с .

–  –  –

Редакционно-издательский центр ФГБОУ ВО РГУПС .

Адрес университета: 344038, г. Ростов н/Д, пл. Ростовского Стрелкового

Pages:     | 1 ||



Похожие работы:

«АГЕНТСТВО 12 НОЯБРЯ МАКСИМОВ–КОНСАЛТИНГ 2015 ГОДА www.maksimov.info АНАЛИТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ "НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ НОВЫХ ПАРТИЙ" ВВЕДЕНИЕ В предыдущем докладе "Шансы и Техники" мы оценили потенциал непарламентских партий России для достижения...»

«Вестник Томского государственного университета. Экономика. 2016. №2 (34) УДК 351.778.52 DOI: 10.17223/19988648/34/16 Т.Я. Филиппова, В.В. Прокопенкова ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ ЖИЛИЩНОСТРОИТЕЛЬНОГО КЛАСТЕРА ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРА...»

«НАУЧНЫЙ ЦЕНТР "АЭТЕРНА" АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК: ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ И ПРАКТИЧЕСКИЙ АСПЕКТЫ КОЛЛЕКТИВНАЯ МОНОГРАФИЯ ВЫПУСК 4 Уфа АЭТЕРНА УДК 00(082) ББК 65.26 А 38 Рецензенты: 1. Прошин И.А., д.т.н., проф.2. Шлахов С.М., д.ф-м.н., проф. А 38 Актуальные вопросы тех...»

«174 Вестник СамГУ. 2014. № 2 (113) МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ЭКОНОМИКИ УДК 658.15 Л.М. Альбитер, О.С. Чечина* ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ ФОНДООТДАЧИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ОСНОВНЫХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ Рассматрив...»

«АКАДЕМИЯ НАУКУ'Ю"! ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИТФ-83-56Р май 1983 Н.В.Кравчук К ХАРАКТЕРИСТИКЕ СОСТОЯНИЙ РАВНОВЕСИЯ В КВАНТОЮЙ СТАТИСТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ г i t?l" **?* Т М Академия наук Украинской ССР Институт теоретической физики Препри...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Новотроицкий филиал ОТЧЕТ О САМООБСЛЕДОВАНИИ НОВОТРОИЦКОГО ФИЛИАЛА федерального государственного авто...»

«АНДРЕЕВ Дмитрий Евгеньевич СХОДНЫЕ ЧЕРТЫ В МЕХАНИЗМАХ ИНИЦИАЦИИ ТРАНСЛЯЦИИ У ПРОКАРИОТ И ЭУКАРИОТ 02.00.10 Биоорганическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Мо...»

«Терехов С.В. K ij (r r ' ) n j (r ' ) d V ' n i (r ) d V r r' МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ И КИНЕТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЕАЛЬНЫХ СИСТЕМ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ С.В.Терехов Моделирование тепло...»

«Приложение к свидетельству № 55739 Лист № 1 об утверждении типа средств измерений Всего листов 4 ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Прессы электрогидравлические испытательные ПИ Назначение средства измерений Прессы электрогидравлические испытательные ПИ предназна...»

«Недавний Игорь Олегович РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ ГАММА-КОНТРОЛЬ БИНАРНЫХ ОБЪЕКТОВ" 05.11.13 приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Томск-2006 РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ТОМСКОМ ПОЛИТЕХНИЧЕСК...»

«ПЕРВОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПИСЬМО ФГАОУ ВО "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" Технический институт (филиал) в г. Нерюнгри ФГАОУ ВО "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" Южно-Якутский научно-исследовательский центр Академии наук Республики Саха (Якутия) Приглашают принять...»

«МУЛЯВИН СЕМЕН ФЕДОРОВИЧ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ С ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМЫМИ ЗАПАСАМИ Специальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических нау...»

«Н Т Ц М е х а н о т р о н и к а код продукции при поставке на экспорт Утвержден ДИВГ.648228.070-38 РЭ ЛУ БЛОК МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ БМРЗ-ФКС Руководство по эксплуатации ДИВГ.648228.070-38 РЭ Дата разработки 08.08.2016 Содержание Лист 1 Назначение 2 Технические характеристики 2.1 Характеристики входов и выходов 2.2 Характеристики функ...»

«1 Наймушин И.Н.Морское инженерное училище императора Николая I: проблемы комплектования и продолжительность службы выпускников во флоте в конце XIX – начале XX века. Командный состав русского военно-морского...»

«ГJIЛ:SА4 НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ,ТЕХНОЛОГИИ В У'ПРАВЛ:ЕНИИ ВУЗОМ. УДК 681.518:378.095(470.315-25) С.В. Федосов Ивановская государственная архитектурно-строительная академия РАЗВИТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЫ ИГАСА в 200\ г. в ИГАСА сотрудниками ЦНИТ разработана схема корпоративной сети вуза. Ее техническая и программная р...»

«1 Планируемые результаты освоения ООП 21.05.02 "Прикладная геология" Требования ФГОС ВО, СУОС, критериев Код Результат обучения* АИОР, и/или заинтересованных сторон Общие по специальности подготовки (универсальные) Применять базовые и специальные...»

«Ultima ratio Вестник Академии ДНК-генеалогии Proceedings of the Academy of DNA Genealogy Boston-Moscow-Tsukuba Volume 11, No. 5 May 2018 Академия ДНК-генеалогии Boston-Moscow-Tsukuba ISSN 1942-7484...»

«ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТИВЫ, РЕАГЕНТЫ И ПРОЦЕССЫ МАЛОТОННАЖНОЙ ХИМИИ ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ XXVII МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ "РЕАКТИВ–2013" Иркутск, 21-25 октября 2013 г. Иркутск Организаторы конференции: Российская академия наук Сибирское отделение Российской академии наук Иркутский институт хим...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности Направление подготовки 20.04.01 Те...»

«AMIT 4(45) 2018 ИССЛЕДОВАНИЕ И ПОИСК ПУТЕЙ РЕШЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ АЗЕРБАЙДЖАНА УДК 711.2(479.29) ББК 85.118(5Азе) Р. Агазаде Азербайджанский Архитектурно-Строительный Университет, Баку, Азе...»

«ГОСТ 1 1 7 3 9.1 3 -9 8 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СПЛАВЫ А Л Ю М И Н И ЕВЫ Е Л И ТЕИ Н Ы Е И ДЕФ О РМ И РУЕМ Ы Е Методы определения меди Издание официальное МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ с о в е т ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ Минск блузки фото ГОСТ 11739....»

«ФГБОУ ВПО "Госуниверсите т – УНПК" Орловский региональный центр энергосбережения ЭНЕРГОИ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ XXI ВЕК март – июнь E N E R G Y AN D R E S O U R S E S S AV I N G XXI CENTURY March – June ёл Орёл 2012 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРАВИТЕЛЬСТВО ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ АДМИНИСТРАЦИЯ г. ОРЛА ООО...»

«Скоростной проход PERCo-ST-02 и двусторонняя секция PERCo-STD-02 РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ Скоростной проход PERCo-ST-02 и двусторонняя секция PERCo-STD-02 Руководство по эксплуатации СОДЕРЖАНИЕ 1 Назначение 2 Условия эксп...»

«Томское научно-производственное и внедренческое общество СИАМ Уровнемер СУДОС – автомат 2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОМСК СОДЕРЖАНИЕ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗДЕЛИИ 2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 3. СОСТАВ И КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ 4. ИНСТРУКЦИЯ ПО БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ 4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ (НОРМАТИВНАЯ БАЗА)...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.