1. Полный текст ВКР (1228452), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Отказы тяговых электрических машин допущено - 67 случаев.
- основными причинами явились неисправности ТЭД –79,1%или 53 случая. Причиной выхода из строя электрических машин являются: Выводная коробка тягового двигателя, коллектор тягового двигателя, коллектор электродвигателя, моторно-якорный подшипник, обмотка возбуждения тягового двигателя и щеточный аппарат тягового двигателя;
- по неисправности вспомогательных машин – 14 случаев или 20,9% от общего количества отказов тяговых электрических машин.Причиной выхода из строя вспомогательных машин являются: залипание контакторов КМ в следствии чего происходит подключение вспомогательных машин к ОСН без напряжения в генераторной фазе, заклинивание осевого подшипника, пробой изоляции в обмотке статора в следствии перегрева двигателя.
Отказы по неисправностям тормозного и пневматического оборудования – 84 случая.Причиной выхода из строя тормозного оборудования являются: Регулятор давления, кран машиниста, клапан песочницы, предохранительный клапан, тормозная магистраль, соединительные рукава, компрессор поездной и кран двойной тяги.
Отказы по системе автоматического управления режимами тяги и торможения, электронное оборудование локомотива допущено – 23 случая. Основной причиной неисправности явились: Блок управления ВИП, Микропроцессорная система управления и диагностики (МСУД) и электронная система управления тягой, неисправность блока датчиков скорости БДС-083, блока питания БП-153-2.
Отказы оборудования по видам движения в 2015, 2016 годах представлены на рисунке 1.8.
Рисунок 3.1 – Отказы оборудования по видам движения в 2015, 2016 годах
Рисунок 3.2 – Отказы тяговых электрических машин и вспомогательных машин в 2016 год
4 ВЛИЯНИЕ НАГРЕВА ОБМОТКИ СТАТОРА И ПОДШИПНИКОВ НА СРОК СЛУЖБЫ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ НВА-55С НА ЭЛЕКТРОВОЗАХ 2(3)ЭС5К
Проанализировав отказы видно что 20,9% из всех отказов электрических машин это асинхронные двигатели НВА55С причем большая их часть выходит из строя не проработав и 5 лет. Наименьшей надежностью обладает асинхронный двигатель мотор компрессора, а также двигатель первого мотор вентилятора. Отказы распределились по типу привода механизмов представленных в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Отказы асинхронных двигателей по типу привода
| Привод механизма | МВ-1 | МВ-2 | МВ-3 | МК | ДП | МН |
| % неисправных АД | 32,1 | 26,9 | 4,2 | 34,0 | 2,1 | 0,6 |
Из таблицы 4.1. мы видим что очень низкой надежностью обладает мотор-компрессор, отказы в основном происходят по трём причинам: выплавление ротора, пробой изоляции статора, неисправность подшипниковых щитов. На втором месте по надежности асинхронные двигатели мотор вентилятора МВ-1. Если сравнить условия работы данных асинхронных двигателей то запуск МК происходит гораздо чаще чем запуск других вспомогательных машин, но запуск МК происходит легче так как он, в основном происходит при всех работающих машинах, напротив запуск МВ1 самый сложный по причине запуск происходит при более разрушающих токах.
Наибольшая часть повреждений изоляции вызвана снижением изоляционных свойств из за низкого качества изготовления и плохого обслуживания, повышенную загрязнённость обмоток, влажность, в зимних условиях при перепадах температуры наличие инея, перегревы из-за перегрузок, низкое напряжение в контактной сети при наличии большого количества поездов на участке и плохого охлаждения асинхронных двигателей. Также снижение сопротивления изоляции происходит из-за частых электродинамических ударов при пусках и наличие вибраций. Износ изоляции обмоток асинхронного двигателя в эксплуатации повышает вероятность их повреждение в сравнении с другим электрооборудованием электровозов.
Режим работы асинхронного двигателя так же влияет на срок службы двигателя. К ним относятся три режима эксплуатации.
S1 - длительный режим, двигатель в котором нагревается до установившейся температуры и работает в таких условиях большую часть цикла; к ним относятся МВ-1, МВ-2, ДП и МН.
S2 - кратковременный режим, это режим в котором асинхронный двигатель не достигает установившегося температурного значения, а за время нахождения между работой успевает остыть до температуры окружающей среды; к ним относится МВ-3.
S3 - режим повторно-кратковременный, в котором асинхронный двигатель работает с циклическим характером, и значение температуры в период паузы между включениями не успевает понизится до температуры окружающей среды; к ним относятся МК.
Для любого из режимов характерен свой темп износа изоляции обмотки статора и износу подшипников, но двигатель в процессе ремонта и обслуживания может быть переустановлен с МВ на место МК и жизненный цикл сменить несколько механизмов.
Одной из эксплуатационных особенностей асинхронных двигателей локомотивов переменного тока можно отнести повышенный уровень вибрации, зависящий от несимметрии напряжения и тока, дисбаланс ротора, а также вибрация создаваемая приводимыми в движение или работающими рядом механизмами.
В летний период температура поднимается до +50.....+65°С, это обостряется плотным расположением постоянно греющегося силового оборудования и ведёт к серьёзны изменениям условий охлаждения и скорость нагревания машин до установившихся значений, при этом вероятность перегрева и старение изоляции увеличивается в разы. В зимний же период может увеличиваться вязкость масла картеров компрессоров что может привести к разрушению резинометаллической муфты, затянувшемуся запуску асинхронного двигателя и сокращению срока службы изоляции. Можно также включить процент отказов электрооборудования такие как приваривание силовых контактов контакторов МК-84, МК-9, МК-63, что в большинстве случаев приводит к выплавлению медных трубок ротора и сгоранию обмоток статора. Влияние факторов на срок службы асинхронного двигателя НВА55С электровоза 2(3)ЭС5Кпоказано на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1–Влияние факторов на срок службы асинхронного двигателя НВА55С электровоза 2(3)ЭС5К
5 РАЗРАБОТКА БОРТОВОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ПЕРЕГРЕВА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН ЭЛЕКТРОВОЗОВ 2(3)ЭС5К
5.1Способы диагностирования неисправностей на электровозах 2(3)ЭС5К
Для управления тяговым электроприводом (индивидуально по ВИПам) и электрическими аппаратами, а также диагностирования неисправностей электровоза 2(3)ЭС5К предназначена аппаратура микропроцессорной системы управления и диагностики электрооборудования электровоза МСУД-Н.
МСУД-Н состоит: из блока БУ-193-02 схемный №А55 который устанавливается на каждой секции электровоза и соединяется двумя последовательными каналами RS-485-1 и RS-485-2 с блоком индикации БИ(А78) установленного на пульте машиниста в обеих кабинах, между собой блоки БУ-193-02 соединяются последовательными каналами связи RS-485-2. Секция из которой ведется управление считается ведущей. Её блок А55 (БУ-193-02) выполняет функции ˂˂ ведущего >>(реализует двухконтурную систему автоматического регулирования САР в тяге и трехконтурную - в режиме рекуперативного торможения), а блок управления другой секции выполняет функции ˂˂ ведомого >> - отрабатывает команды, от процессора ˂˂ ведущей >> секции по последовательному каналу связи RS-485-2 объединяющему блоки А55 обеих секций.Структурная схема МСУД-Н электровоза 2ЭС5Кприведена на рисунке 5.1.
К блоку управления БУ-193-02 подключаются цепи контроля и управления оборудования через последовательные каналы CAN, CAN6, CAN5, CAN8, CAN7, такие как УСАВП (система автоматического ведения поезда), СУЛ-РМ (подсистема управления распределенной тягой), УКТОЛ (унифицированный комплекс тормозного оборудования локомотива с краном машиниста 130, ДД (SP27 SP28)(датчики давления в магистрали токоприёмников)
Рисунок 5.1– Структурная схема МСУД-Н электровоза 2ЭС5К
На электровозах 2ЕЛ5 устанавливают блок контроля температуры БКТ-1
По конструкции блок БУ-193-02 выполнен по блочно-модульному принципу, что позволяет заменять неисправные ячейки. Замененные ячейки не требуют регулировки. Блок монтируется в кузове электровоза и состоит из стального корпуса, закрываемого с лицевой и задней сторон съёмными крышками.
В блоке установлены алюминиевые каркасы на которых монтируются направляющие для установки на них съёмных блоков, представляющие собой печатные платы с элементами и передними панелями. К задней стороне каркасов крепятся кросс-платы с ответными частями разъёмов для подключения съёмных блоков. Съёмные блоки на каркасе закрепляются винтами.
Расположение съёмных блоков в шкафу БУ-193-02 показано на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 – Блок БУ-193-02
5.1.1 Устройство блока БУ-193-02
Блок БУ-193-02 состоит из:
- ЦМП- микроконтроллер, осуществляющий диагностику оборудования;
- МКП1 и МКП2 - микроконтроллеры управления тяговым приводом.
Состав съёмных блоков, входящих в состав шкафа БУ-193-02, с разбивкой по принадлежности к микроконтроллерамприведенв таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Состав блока БУ-193-02
| НАИМЕНОВАНИЕ СЪЁМНЫХ БЛОКОВ | ЦМК | МКП1 | МКП2 |
| 1 БЛОК ОБОГРЕВА БО-003 | А1 | ||
| 2 БЛОК ПИТАНИЯ БП-060 | А2 | А3 | А4 |
| 3 БЛОК ВВОДА-ВЫВОДА БВВ-057 | А5-А7 | А8,А10 | А9,А11 |
| 4 БЛОК ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ БПИ-074 | - | А12 | А13 |
| 5 БЛОК МИКРОКОНТРОЛЛЕРА БМК-055 | А14 | А15 | А16 |
| 6 БЛОК ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ БВС-056 | - | А17 | |
| 7 БЛОК ВХОДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ БВУ-047 | - | А18 | А19 |
| 8 БЛОК ИМПУЛЬСНОГО ВЫВОДА БИВ-065 | - | А20 | А21 |
5.1.2 Устройство и назначение блока обогрева БО-003
Блок обогрева БО-003предназначен для обеспечения подогрева аппаратуры блока БУ-193-02 в зимний период(включая при температуре внутри блока ниже минус 25 °С, отключается при температуре выше минус 15 °С), а так же для обеспечения принудительной конвекции воздуха внутри блока БУ-193-02 в летний период (включается при температуре внутри блока выше 45 °С, отключается при температуре ниже 40°С)представлен на рисунке 5.3.
Рисунок 5.3 – Блок обогрева БО-003
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
