пояснительная записка (1229899), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Работа тяговых электрических машин при существенных перепадах температур обостряется резкими изменениями скоростей движениялокомотивов, вызывающими столь же резкое изменение нагрузок двигателей,их частоты вращения, толчки и вибрацию. Высокие нагрузки, частые пускиприводят к нагреву якорных обмоток и тепловому разрушению изоляции. Неравномерность существующего уменьшенного распределения охлаждающегоколичества воздуха внутри двигателя, различия в нагрузках оси и диаметровбандажей колесных пар, расхождение скоростных характеристик двигателейприводят к неравномерному перегреву обмоток якоря и полюсных катушек.При превышении допустимой температуры обмоток, их изоляция становитсяжесткой и хрупкой, и в большой степени теряет электрическую прочность.При перегреве обмоток, летучие вещества из изоляционных материалов быстро испаряются, что приводит к образованию трещин, расслоений и пористости.
Через некачественные уплотнения коллекторных люков, воздухопроводов,а также через незакрытые вентиляционные отверстия двигателей, конструкциякоторых предусматривает защиту от попадания снега, внутрь двигателей всётаки попадает вода и снег. Также в двигателях конденсируется влага и при постановке холодного локомотива в теплое помещение. Если двигатели не находятся под нагрузкой, то попадающая в них влага поглощается изоляцией.
Проникая в мельчайшие трещины и поры изоляционного материала, она значительно снижает его электрическую и механическую прочность. Похожееувлажнение изоляции происходит особенно интенсивно при повышении влажности с резким увеличением температуры окружающей среды и времени про-ДП 190301.65.К13-Л-427В.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист68стоя локомотива в нерабочем состоянии. Осенне-зимний сезон являетсянаиболее неблагоприятным для тяговых двигателей. Перепады температуры,попадание снега внутрь двигателя через, не плотности коллекторных люков ивоздухопроводов приводят к увлажнению изоляции. Это содействует резкомуснижению ее сопротивления. При повышении температуры воздуха во времясуточных колебаний температуры или оттепелей тяговый электродвигательнагревается медленно.
При соприкосновении воздуха с более холодными частями тяговой электрической машины, воздух охлаждается, его влагоемкостьуменьшается, и избыток водяного пара оседает на обмотках и коллекторе в виде инея, от этого изоляция намокает и начинается ее разрушение. Образованиеинея зависит от скорости изменения температуры и относительной влажностивоздуха. Так при температурах ниже минус 20 °C, иней не образуется из-за малого перепада температуры на 5–6 °C за 6 часов достаточно для инееобразования.Таким образом выше перечисленные факторы приводят к значительнымотказам тяговых электрических машин по причине повреждения изоляции [8].5.1 Метод капсулирования изоляции лобовых частей обмоток тяговыхдвигателейСовременные технологии, используемые при ремонте и восстановленииобмоток, не позволяют обеспечивать эксплуатацию якорей тяговых двигателейболее чем на 1млн.
км пробега, в результате чего есть необходимость применения новой технологии для повышения ресурса якорей тяговых двигателейметодом капсулирования пропитанной изоляции энергией инфракрасного излучения [8].Такой метод более экономичен в затратах на электроэнергию и повремениоперации, чем в сушильной печи. Процесс герметизации компаундом изоляциилобовых частей обмоток представлен схемой на рисунке 5.1.ДП 190301.65.К13-Л-427В.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист69A-А51A234AРисунок 5.1 – Схема процесса герметизации:1 – лобовая часть обмотки; 2 – привод; 3 – ёмкость с компаундом; 4 – инфракрасные излучатели; 5 – инфракрасный облучательОперация по нанесению компаунда методом окунания изоляции лобовойчасти обмотки тяговой электрической машины осуществляются при помощипериодического погружения сегмента изоляции лобовой части вращающейсятяговой электрической машины в емкость с компаундом.
Одновременно пропитанная компаундом изоляция лобовой части обмотки вращающейся тяговойэлектрической машины нагревается до температуры 100–120 °С при помощиинфракрасных излучателей, равномерно расположенных в инфракрасном облучателе по периметру средней окружности лобовой части обмотки тяговойэлектрической машины.Опытно-промышленная установка для реализации эффективной технологии капсулирования изоляции лобовой части обмотки якоря тягового двигателяпоказана на рисунке 5.2.ДП 190301.65.К13-Л-427В.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист70Рисунок 5.2 – Опытно-промышленная установка для реализации эффективной технологиикапсулирования изоляции лобовой части обмотки якоря тягового двигателяВследствие применения локального нагрева инфракрасным излучениемпропитанной компаундом изоляции лобовой части обмотки тяговой электрической машины происходит капсулирование изоляции и существенно повышается надежность тяговой электрической машины методом защиты ее от действиявнешних факторов.
Локальный нагрев инфракрасным излучением позволяетсократить в 7–10 раз расход энергии и в 5–7 раз время на технологическиеоперации по герметизации компаундом изоляции лобовой части обмотки тяговой электрической машины [8].5.2 Прибор для выявления короткозамкнутых витков в обмотках якоря и полюсных катушках тяговых двигателейОсновными дефектами при изготовлении тяговых электродвигателей (ТЭД)ДП 190301.65.К13-Л-427В.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист71и их капитальном ремонте являются межвитковые замыкания (МВЗ) в обмотках якоря и полюсных катушках. Соответствующий контроль за качеством выполнения обмоточных работ должен осуществляться приборами, позволяющими выявить наличие МВЗ и его место в обмотке якоря или полюсной катушке [14].В дипломном проекте был разработан прибор для выявления МВЗ в якорных и полюсных катушках ТЭД.
Схема прибора состоит из 4 резисторов, 7 диодов, простого переключателя, 2 силовых тиристоров КУ 202В. Чувствительность прибора достаточно высока. В качестве индикатора в приборе используется микроамперметр на ток полного отклонения 50-200 мкА.Прибор легко перестраивается на соответствующий тип машины и обмоткипутем подбора емкостей и регулируемых резисторов.Работа прибора основана на введении в обмотку якоря или полюсной катушки импульсного напряжения и измерения разницы между величинами этого напряжения и опорного напряжения, возникающего при наличии в обмоткевиткового замыкания [14].Электрическая схема прибора показана на рисунке 5.3.ДП 190301.65.К13-Л-427В.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист72R1Д1R2-ИМ1Д2С3Д5Д3Д4С1С2R3Д6ЩупыПрС4Л1R4М2Д7В1+И220Рисунок 5.3 – Электрическая схема прибораОна состоит из импульсного генератора, схемы измерения и компенсации иблока питания.Питание элементов схемы осуществляется от трансформатора Тр1 с насыщенной магнитной системой.
Трансформатор имеет следующие параметры:– обмотка 1 (выводы 1-2) 3250 витков, провод ПЭВ-2, d = 0.15 мм;– обмотка 2 (выводы 3-4) 520 витков, провод ПЭВ-2, d = 0.15 мм;– обмотка 3 (выводы 5-6) 520 витков, провод ПЭВ-2, d = 0.15 мм;– обмотка 4 (выводы 7-8) 65 витков, провод ПЭВ-2, d = 0.15 мм;– обмотка 5 (выводы 9-10) 65 витков, провод ПЭВ-2, d = 0.15 мм;– обмотка 6 (выводы 11-12) 100 витков, провод ПЭВ-2, d = 0.15 мм;ДП 190301.65.К13-Л-427В.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист73Сердечник трансформатора имеет следующие размеры: ширина пластинненасыщенного сердечника – 20 мм, ширина пластин насыщенного сердечника– 10 мм.
Окно: ширина – 25 мм, высота – 50 мм, толщина набора – 40 мм.Генератор импульсного напряжения собран на тиристорах КУ 202В и работает на принципе заряд-разряд конденсаторов С1 и С2.Питание генератора импульсов осуществляется от обмотки 2 (выводы 3-4)трансформатора Тр1. Выпрямляющими элементами схемы являются диодыД3-Д4, через которые происходит заряд конденсаторов С1 и С2 до амплитудного значения напряжения обмотки 2.В качестве разрядных элементов схемы применены управляемые диоды Д5и Д6, напряжение с которых поступает на нагрузку (через специальные щупына коллектор якоря или катушку полюсов).Напряжение управления на тиристоры Д5 и Д6 снимается с обмоток 4 и 5через диоды Д1 и Д2. Эти обмотки включены в противофазе с обмоткой 2 так,что положительное напряжение на управляющие электроды тиристоров Д5 иД6 поступает в момент окончания заряда конденсаторов С1 и С2.
РезисторыR1 и R2 ограничивают ток управления тиристоров.Напряжение компенсации снимается с выпрямителя М2, представляющегособой выпрямительный мост типа КЦ 402 и питаемого от обмотки 3 трансформатора Тр1.Для выпрямления напряжения, снимаемого с нагрузки, применяется выпрямительный мост М1. Выпрямленное напряжение с нагрузки и напряжениекомпенсации сравнивается, и разница подается на индикатор, представляющийсобой микроамперметр магнитоэлектрической системы.Диод Д7 ограничивает ток обратной полярности на головке индикатора приотсутствии нагрузки на выходе генератора импульсного напряжения.Конструктивно все элементы схемы прибора размещены в одном корпусе.Схема смонтирована на гетинаксовой панели, жестко связанной с лицевой панелью, вдвигаемой в металлический кожух.ДП 190301.65.К13-Л-427В.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист74Прибор приведен на рисунке 5.4.Рисунок 5.4 – Прибор для выявления межвитковых замыканийНа лицевую панель вынесены:– тумблер включения питания «Сеть»;– сигнальная лампочка;– стрелочный индикатор – микроамперметр;– щупы подключения.Применение прибора позволяет выявить витковые замыкания в обмоткахякорей и полюсных катушках возбуждения на различных стадиях их изготовления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
