ПЗ (Кукуренчук Д. А.) (1231325)
Текст из файла
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Локомотивы»
К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ
Заведующий кафедрой
__________А.К. Пляскин
«___»__________2016 г.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВАНИЯ ЧАСТЕЙ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ
Пояснительная записка к дипломному проекту
ДП 23.05.03.12.153.ПЗ
Студент гр.153 Д.А. Кукуренчук
Руководитель
(профессор, д.т.н., профессор) Ю.А. Давыдов
Консультант по безопасности
жизнедеятельности
(профессор, д.т.н., профессор) В.Д. Катин
Консультант по экономике
(доцент, к.э.н., доцент) О.Б. Лазарева
Нормоконтроль
(доцент, к.т.н.) Ю.С. Кабалык
Хабаровск – 2016
ABSTRACT
In this diploma project will be represented the development of technology of control of temperature of heating of parts of traction electric motors. The insulation temperature was elected as measured quantity, because the determinant of implications is overheating, which leads to reliability weakness of insulation costruction. The technology is noncontact in relation to insulation and meets all requirements of operation. The developmen could allow to prevent expensive repairs of electrical machines and would give the chance to proofread the modes of train-guiding, that would be followed by increasing of between-repairs run.
СОДЕРЖАНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………...... | 7 |
| 1 АНАЛИЗ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТЭД В ЭКСПЛУАТАЦИИ...……………….. | 8 |
| 1.1 Анализ надежности тяговых электродвигателей электровозов серии «ЕРМАК»……………………………………………………………………..... | 8 |
| 1.2 Основные факторы и причины выхода из строя изоляции обмоток тяговых электродвигателей электровозов…..……………………………….. | 16 |
| 2 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.………… | 20 |
| 2.1 Конструкция и описание работы тяговых двигателей пульсирующего тока НБ-514……………………………………………………………………. | 20 |
| 2.2 Материалы применяемые в изоляции……………………………………. | 28 |
| 3 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СРЕДСТВ И МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ИЗОЛЯЦИИ.……………………………………………………………………… | 34 |
| 3.1 Стационарные железнодорожные методы диагностики изоляции……. | 34 |
| 3.1.1 Контроль изоляции по ее сопротивлению……………………….... | 34 |
| 3.1.2 Испытание изоляции с помощью повышенного напряжения….... | 35 |
| 3.1.3 Определение влажности изоляции……………………………….... | 36 |
| 3.1.4 Нахождение места пробоя изоляции полюсных катушек на корпус…………………………………………………………………….... | 38 |
| 3.1.5 Использование комплексной системы контроля качества электромашинного цеха (КСК-ЭМЦ)……………………………………. | 40 |
| 3.2 Методы применяемые на трансформаторах, производственных и транспортных электрических машинах……………………………………... | 42 |
| 3.3 Бортовые железнодорожные методы контроля………………................ | 47 |
| 4 ТЕХНОЛОГИЯ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИЗОЛЯЦИИ ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ НБ-514…………………………………………………………….. | 50 |
| 4.1 Компоненты устройства и их характеристики………………………….. | 51 |
| 4.1.1 Инфракрасные стационарные термометры (пирометры)……….. | 52 |
| 4.1.2 Измерительный контроллер (аналого-цифровой преобразователь)……………………………………..……………………. | 54 |
| 4.1.3 Блок питания……………………………………………………….. | 56 |
| 4.1.4 Остальные компоненты……………………………………………. | 57 |
| 4.2 Компоновка устройства…………………………………………………... | 57 |
| 4.3 Электрическая схема устройства контроля температуры …………….. | 62 |
| 5 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ………………………………………….. | 66 |
| 5.1 Среда программирования LabVIEW……………………………………. | 66 |
| 5.2 Алгоритм работы программы …………………………………………... | 67 |
| 6 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ВНЕДРЕНИИ ТЕХНОЛОГИИ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИЗОЛЯЦИИ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ………………………………………………………….. | 74 |
| 6.1 Понятие экономического эффекта……..................................................... | 74 |
| 6.2 Методика расчета экономической эффективности …………………….. | 75 |
| 6.3 Основные показатели экономической эффективности внедрения новой техники………………………………………………………………… | 76 |
| 6.4 Расчет расходов на изготовление устройства…………………………… | 77 |
| 6.5 Расчет экономической эффективности от внедрения нового устройства……………………………………………………………………... | 83 |
| 7 БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА ПРИ ДИАГНОСТИКЕ ИЗОЛЯЦИИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ………………………………………………………… | 87 |
| 7.1 Обеспечение безопасности труда при диагностике изоляции тяговых электродвигателей……………………………………………......................... | 87 |
| 7.2 Критерии электробезопасности…………………………………………. | 94 |
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………... | 98 |
| Список использованных источников…………………………………................ | 100 |
| Уменьшенные копии демонстрационных листов……………..…………….…. | 102 |
ВВЕДЕНИЕ
Статистические данные по надежности узлов и деталей оборудования электровозов показывают, что большая часть отказов приходится на тяговые электродвигатели.
Наиболее важным и уязвимым звеном тяговых электрических машин, особенно в отношении перегревов, являются их обмотки. Трудоемкость текущего, среднего и капитального ремонта обмоток составляет от 30 до 70 % общего объема работы. В свою очередь, в обмотках наиболее ненадежным элементом является изоляция. Системный анализ причин отказов тяговых электродвигателей указывает на совокупность факторов, приводящих к снижению надежности, обусловленных в основном перегревом обмоток полюсов, якоря, тепловым и электрическим пробоем изоляции, вызванным, как следствие, и отсутствием многомерных систем температурного контроля.
Целью данной квалификационной работы является разработка технологии контроля температуры нагревания частей тягового электродвигателя в эксплуатации, где основным контролируемым узлом двигателя будет изоляция обмоток. Данная технология является бесконтактной по отношению к изоляции и удовлетворяет требованиям эксплуатации. Сохранение и визуализация значений температур даст обслуживающему персоналу четкое представление о тепловом состоянии обмотки возбуждения, коллектора и части обмотки якоря, а в случае возникновения перегрева персонал будет иметь возможность принять срочные меры по устранению неисправности, предупредив тем самым дорогостоящий ремонт электрической машины. Так же по этим данным в дальнейшем можно будет корректировать режимы ведения поезда. Визуальная сигнализация даст возможность исключить аварийные режимы работы тяговых электродвигателей и увеличить межремонтные пробеги.
1 АНАЛИЗ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТЭД В ЭКСПЛУАТАЦИИ
В данном разделе будет произведен анализ неисправностей, а так же приведены основные факторы и причины выхода из строя изоляции
1.1 Анализ надежности тяговых электродвигателей электровозов
серии «ЕРМАК»
Качество тяговых электродвигателей представляет собой набор свойств, определяющих их пригодность для эксплуатации. Надежность является важнейшим технико-экономическим показателем качества любого агрегата, в том числе тягового электродвигателя, определяющим его способность безотказно работать с неизменными техническими характеристиками в течение заданного промежутка времени при определенных условиях эксплуатации. Нынешнее экономическое положение, в котором работает железнодорожный транспорт, ставит первоочередной задачей эффективное использование локомотивного парка и поддержание необходимого уровня его эксплуатационной надежности [11]. Отказы тяговых электродвигателей причиняют достаточно большой материальный убыток. Наиболее уязвимой частью тяговых электродвигателей являются их обмотки. Трудоемкость текущего, среднего и капитального ремонта обмоток составляет от 30 до 70 % общего объема работы [6]. В свою очередь, в обмотках наиболее ненадежным элементом является их изоляция.
В соответствии с ГОСТ Р 27.002-2009 [11] «ресурс» трактуется как суммарная наработка ТЭД от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние. Предельное состояние электродвигателя соответствует состоянию, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима. Критерий предельного состояния определяется совокупностью признаков, устанавливаемых нормативной и технической документацией. Выход за допустимые значения любого из признаков подразумевает предельное состояние, потерю работоспособности, исчерпывание ресурса и создает угрозу безопасности. Ресурс двигателя может быть определен только после того, как наступил отказ или достигнуто предельное состояние. Пока эти события не произошли, можно говорить только о прогнозировании этих величин с большей или меньшей вероятностью. ТР или ТО позволяют частично или полностью восстанавливать ресурс, вернуть ТЭД в работоспособное состояние. Поэтому для прогнозирования ресурса нужно иметь значения во времени, определяющие предельное состояние параметров тягового электродвигателя.
Оценка технического состояния и определение надежности локомотивов в эксплуатации возможны исключительно на основе анализа надёжности электровозов, который показывает, что одним из самых повреждаемых узлов являются тяговые электродвигатели.
По итогам 1 квартала 2016 года (ООО «ТМХ-Сервис») на ДВЖД количество неисправностей с тяговыми двигателями составило 376 случаев в сравнении с аналогичным периодом 2015 года 257 случаев, увеличение на 119 случаев или 46 %, что отражено в таблице 1.1 и показано на рисунке 1.1.
Таблица 1.1 – Распределение неисправностей ТЭД по узлам за 1 квартал 2015 и 2016 года
| Узел | 2016 | 2015 |
| Щеточный аппарат тягового двигателя пульсирующего тока | 218 | 164 |
| Коллектор тягового двигателя пульсирующего тока | 86 | 42 |
| Якорь тягового двигателя пульсирующего тока | 4 | 29 |
| Остов тягового двигателя пульсирующего тока | 8 | 0 |
| Дополнительные полюса тягового двигателя пульсирующего тока | 11 | 2 |
| Главные полюса тягового двигателя пульсирующего тока | 15 | 2 |
| Моторно-якорный якорный подшипник тягового двигателя пульсирующего тока | 3 | 1 |
| Якорь тягового двигателя постоянного тока | 12 | 4 |
| Компенсационная обмотка тягового двигателя пульсирующего тока | 3 | 1 |
Окончание таблицы 1.1
| Щеточный аппарат тягового двигателя постоянного тока | 2 | 2 |
| Дополнительные полюса тягового двигателя постоянного тока | 8 | 2 |
| Выводная коробка тягового двигателя постоянного тока | 2 | 0 |
| Коллектор тягового двигателя постоянного тока | 2 | 0 |
| Кран главного резервуара | 1 | 0 |
| Выводная коробка тягового двигателя пульсирующего тока | 1 | 0 |
| Остов тягового двигателя | 0 | 4 |
| Удерживающая катушка выключателя быстродействующего | 0 | 1 |
| Главные полюса тягового двигателя постоянного тока | 0 | 1 |
| Круговой огонь по коллектору (ст.кл.) | 0 | 1 |
| Силовые контакты электропневматического контактора силовой цепи | 0 | 1 |
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}
