Диплом Сыч (1222744)
Текст из файла
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………...7
1 Методы испытаний электрических машин………………..8
1.1 Методы испытаний тяговых электрических машин………………………..8
1.2 Принципы построения схем испытания ТЭМ методом взаимного нагружения…………………………………………………………………….....12
1.3 Теоретический анализ работы схемы взаимного нагружения………….....18
2 Проект лабораторного стенда………………………………..….26
2.1. Недостатки существующего стенда……………………………...…..…….26
2.2. Силовая электрическая схема стенда……………………………………...28
2.3. Схема подключения измерительных приборов…………………………...29
2.4 Вид лабораторного стенда……………………………………………..........31
3 Создание лабораторного стенда………………………...……..33
3.1 Приборы и оборудование, используемое в модернизации лабораторного стенда……………………………. ……………………………………………....33
3.2 Подготовка, разборка и чистка составляющих лабораторного стенда…..37
3.2.1 Подготовка трансформаторов……………………………………….37
3.2.2 Подготовка двигателей и конденсаторов…………………………...37
3.3 Процесс создания лабораторного стенда и внесение изменений в его конструкцию……………………………………………………………….…….39
3.3.1 Монтаж оборудования……………………………………………….39
4 Проведение лабораторных работ на разработанном стенде…………………………………………………………………..………45
4.1 Лабораторная работа №1…………………………………………………....45
4.2 Лабораторная работа №2……………………………………………………48
5 Организация безопасности труда при обслуживании учебного лабораторного стенда в лаборатории кафедры «Локомотивы» ………………………………………………..52
5.1 Порядок выполнения работ на лабораторном оборудовании…………….53
5.2 Обеспечение безопасности труда студентов при выполнении работы на лабораторном стенде…………………………………………………………….55
5.3 Защита от возникновения механических травм у студентов……………..56
5.4 Средства автоматического контроля при обслуживании стенда………....57
5.5 Средства индивидуальной и коллективной защиты работников (студентов)……………………………………………………………………….58
5.6 Организация безопасности труда в лаборатории «Локомотивы» на учебном лабораторном стенде……………………………………………….....58
5.7 Расследование несчастных случаев при работе со стендом……………..59
5.8 Источники света и осветительные приборы………………………………61
5.9 Освещение рабочей зоны …………………………………………………...64
5.10 Расчет естественной освещенности ……………………………………....65
6 Расчет расходов на модернизацию лабораторного стенда кафедры «Локомотивы» …………..………………………..68
6.1 Теоретические основы определения экономической эффективности…...68
6.2 Определение затрат на покупку нового лабораторного стенда…………..69
6.3 Определение затрат на модернизацию лабораторного стенда………..…..73
6.4 Итог модернизации лабораторного стенда………………………………...77
Заключение………………………………………………………………….78
Список использованных источников…………………………………………80
Уменьшенные копии демонстрационных листов……………………………82
ВВЕДЕНИЕ
Тяговые электрические машины (ТЭМ) и в первую очередь тяговые электродвигатели (ТЭД) представляют один из наиболее ответственных видов тягового оборудования в конструкции любого электровоза или электропоезда. От их работоспособности в условиях эксплуатации и технических характеристик в определяющей степени зависит общий уровень надежности и использования тяговых возможностей локомотива в целом.
В то же время конструкция современных ТЭД отличается особой сложностью, содержит сотни комплектующих элементов, уровень качества изготовления и точность сборки которых невозможно проконтролировать в ходе каждой технологической операции. Поэтому на современном уровне развития технологии производства наиболее эффективным средством проверки уровня работоспособности всех узлов машины выступают ее комплексные испытания после окончательной сборки.
В зависимости от целей и задач, которые решаются в ходе таких испытаний, а также объема контрольных и измерительных операций испытания классифицируются по видам, образующих понятие системы испытаний ТЭМ. Каждый из установленных видов испытаний характеризуется своим набором проверочных операций, называемых программой испытаний.
Техническая сложность проведения любого вида испытаний современных тяговых электродвигателей связана с их значительной мощностью. Поэтому для таких машин – средней и большой мощности – был разработан особый метод нагружения и экономичного питания, получивший название метода взаимного нагружения. В настоящее время этот метод является общепризнанным и наиболее распространенным на предприятиях железнодорожного транспорта, связанных с изготовлением или ремонтом тяговых электрических машин локомотивов [1].
1 МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
1.1. Методы испытаний тяговых электрических машин
При любых вилах испытаний ТЭМ первоочередной задачей является проверка работоспособности машины под нагрузкой. Для машин, работающих в двигательном режиме, это предполагает создание на их валу механического момента сопротивления, имитирующего уровень эксплуатационных нагружений. Однако техническая сложность воспроизведения механической нагрузки, особенно ее регулирования в требуемом для испытаний диапазоне, существенно возрастает с ростом мощности испытуемого двигателя.
Типовое решение этой проблемы для двигателей средней и большой мощности основывается на использовании принципа обратимости электрических машин. Для механического нагружения вал испытуемого двигателя соединяют с валом нагрузочного генератора. который при работе потребляет механическую энергию, создавая встречный вращению механический момент сопротивления. Вырабатываемая при этом электрическая энергия должна реализовываться каким-нибудь электропотребителем, например нагрузочным реостатом. Принципиальная схема такой установки приведена на рисунке 1.1 и носит название схемы испытания методом непосредственного погружения.
Электромагнитный момент любой электрической машины индукторного типа определяется выражением
, (1.1)
где 
– электромагнитный момент якоря, Н∙м;
– конструкционная постоянная машины, которая определяется по формуле
; (1.2)
– основной магнитный поток, Вб;
– ток якоря, А.
Рисунок 1.1 – Схема испытания методом непосредственного нагружения
Из выражения (1.1) видно, что регулирование нагрузочного момента на валу испытуемого двигателя может производиться как за счет изменения тока в цепи якоря генератора при регулировании нагрузочного реостата (RН), так и за счет изменения величины основного магнитного потока при регулировании тока в цепи независимого возбуждения генератора (RВ
).
Описанная схема отличается предельной простотой в построении и удобством управления, однако имеет существенный недостаток, ограничивающий его широкое распространение на практике. Он заключается в том, что вся потребляемая из сети для питания двигателя электрическая энергия за вычетом энергетических потерь в испытуемом двигателе и нагрузочном генераторе рассеивается на нагрузочном реостате в виде бесполезной тепловой энергии. Таким образом, проведение испытаний современных тяговых двигателей, мощность которых постепенно приближается к 1000 кВт, методом непосредственного нагружения приводило бы к значительным и неоправданным расходам электроэнергии [1].
Поэтому метод непосредственного нагружения нашел практическое применение только для машин малой мощности, а для машин средней и большой мощности был разработан более экономичный метод испытания.
Суть предлагаемого метода состоит в том. что вырабатываемая нагрузочным генератором электрическая энергия направляется не в нагрузочный реостат, где она безвозвратно теряется, а возвращается на питание испытуемого двигателя. При этом возникает система замкнутых друг на друга машин, взаимообразным образом обращающих между собой электрическую и механическую энергии (рисунок 1.2). При такой схеме каждая из машин выступает по отношению к другой одновременно и как источник питания соответствующего вила энергии, и как «полезная» нагрузка. Поэтому такой метод проверки работоспособности машин получил название – испытание методом взаимного погружения.
Рисунок 1.2 – Схема энергетического обмена при испытании по методу взаимного нагружения
Описанная идея отражает только суть метода, поскольку реальная физическая система замкнутых друг на друга преобразователей автономно работать не сможет в силу наличия внутренних потерь энергии в каждой из испытуемых машин. Для поддержания баланса энергий требуется наличие в схеме дополнительного источника, восполняющего внутренние энергетические потери в системе машин. Обычно в качестве такого внешнего источника выступает электрическая сеть (рисунок 1.2).
Из сравнения двух описанных методов видно, что каждый из них включает в себя одинаковый перечень функциональных элементов – испытуемый двигатель, нагрузочный генератор и питающую сеть.
Однако при методе непосредственного нагружения параметры питающей сети должны рассчитываться на полную мощность испытуемого двигателя, а с учетом проверки машин в режиме максимальной мощности – даже с двукратным запасом мощности.
В схеме взаимного нагружения основная мощность испытуемых машин обращается внутри замкнутой системы «ДВИГАТЕЛЬ – ГЕНЕРАТОР», а роль внешней сети сводится только к восполнению внутренних энергетических потерь в системе. Если принять средний КПД электрических машин на уровне 0,9, то нетрудно подсчитать, что метод взаимного нагружения позволяет экономить до 80 % общего расхода электроэнергии на испытание двигателей в сравнении с методом непосредственного нагружения [2].
Другим преимуществом метода взаимного нагружения является то. что для реализации принципа взаимного питания и нагружения должны использоваться машины с абсолютно равными параметрами и характеристиками. Поэтому, исходя из принципа обратимости электрических машин, в качестве нагрузочного генератора в условиях реального производства выгодно использовать другой, аналогичный испытуемому, двигатель из проверяемой партии. Это позволяет вдвое повысить пропускную способность испытательных станций, поскольку за один испытательный цикл проходят проверку сразу две собранные машины.
Немаловажным преимуществом метода взаимного нагружения является и то, что современные магистральные локомотивы оснащаются одним из видов электрического торможения. Поэтому использование при испытаниях генераторного режима позволяет одновременно проверять работу тягового двигателя для условий рекуперативного или реостатного торможений.
Реальная процедура испытаний тяговых электрических машин строится исходя из максимального использования вышеназванных преимуществ метода взаимного нагружения – два подлежащих испытанию двигателя в течение получаса заставляют работать в противоположных режимах в часовом режиме мощности в одну из сторон вращения. Затем путем схемных переключений производится реверсирование направления вращения системы с одновременным изменением и ролей испытуемых машин. Таким образом, за одно испытание проверяется сразу две машины в обоих направлениях вращения и во всех возможных режимах их работы.
1.2. Принципы построения схем испытания ТЭМ методом взаимного нагружения
Известно несколько вариантов схем испытаний методом взаимного нагружения для коллекторных ТЭМ постоянного тока. Поэтому важно понимать, что за внешними схемными отличиями принципы, заложенные в методе взаимного нагружения остаются неизменными. Рассмотрим их на примере наиболее распространенного варианта схемы взаимного нагружения, используемой на испытательных станциях большинства локомотивных депо и заводов железнодорожного транспорта.
Как следует из основополагающей идеи метода, в схеме задействованы две одинаковые машины. Их валы соединяются съемной муфтой для передачи механической мощности. Электрические цепи этих машин также объединены для возможности обращения между ними электрической энергии. Задача состоит в том, чтобы найти такое схемное решение, которое обеспечивало бы работу одной из машин в заданном режиме двигателя, а другой – в режиме генератора. Поскольку для каждого режима характерны свои отличительные признаки. то задача сводится к созданию условий, при которых каждая из машин реализовывала бы признаки заданного ей режима работы.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
