Диссертация (792817)
Текст из файла
Федеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение высшего образования«Брянский государственный технический университет»(ФГБОУ ВО БГТУ)На правах рукописиБондаренко Денис АндреевичАВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМАУПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙТЯГОВОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА05.09.03 – Электротехнические комплексы и системыДиссертация на соискание ученой степени кандидата технических наукНаучные руководители:доктор технических наук, профессорМихальченко Георгий Сергеевичкандидат технических наук, доцентВоробьев Владимир ИвановичБрянск 20172СодержаниеВведение ................................................................................................................... 51 Анализ технических решений по автоматизации систем охлаждениятяговых двигателей тепловозов ........................................................................... 111.1 Анализ направлений работ по созданию и совершенствованиютепловозов с ТАД ...............................................................................................
111.2 Влияние температурного режима обмоток тягового асинхронногодвигателя на параметры его работы ................................................................. 131.3 Системы охлаждения тяговых двигателей локомотивов и требования,предъявляемые к ним ......................................................................................... 151.4 Классификация и основные характеристики приводов вентиляторовсистем охлаждения ............................................................................................. 221.5Электроприводы вентиляторов систем охлаждения.............................
281.6Постановка задач исследования .............................................................. 332 Разработка математической модели тепловых процессов тяговогоасинхронного двигателя ....................................................................................... 362.1 Анализ математических моделей тепловых процессов тяговогоасинхронного двигателя .................................................................................... 362.2Эквивалентная тепловая схема двигателя ............................................. 412.3Определение мощности потерь в активных узлах двигателя ..............
582.4 Разработка дифференциальных уравнений теплового состояниядвигателя. Определение теплоемкостей элементов двигателя...................... 622.5 Математическая модель теплового состояния двигателя .................... 68Выводы ................................................................................................................ 743 Автоматическая система управления температурой тяговогоасинхронного двигателя тепловоза .....................................................................
763.1 Общие сведения о автоматических системах управлениятемпературой ...................................................................................................... 763.2 Определение передаточных функций АСУТ......................................... 783.2.1 Задающее устройство ............................................................................ 783.2.2 Устройство сравнения ...........................................................................
783.2.3 Блок ограничения .................................................................................. 793.2.4 Устройство управления ........................................................................ 793.2.5 Исполнительное устройство................................................................. 813.2.6 Объект управления ................................................................................ 863.2.7 Измерительное устройство ................................................................... 903.2.8 Регулятор ................................................................................................
9233.3 Синтез автоматического регулятора температуры, определениеустойчивости и показателей качества АСУТ .................................................. 943.3.1 Методика решения задачи синтеза ...................................................... 943.3.2 Решение задачи синтеза для АСУТ тягового асинхронногодвигателя ..........................................................................................................
973.3.3 Определение критериев качества процесса управлениялинеаризованной АСУТ с комбинированным регулятором ..................... 1103.3.4 Определение критериев качества процесса управления в нелинейнойАСУТ с комбинированным регулятором .................................................... 1133.3.5 Синтез регулятора АСУТ, настроенной на технический оптимум,определение критериев качества процесса управления линеаризованнойсистемы ........................................................................................................... 1233.3.6 Определение критериев качества процесса управления нелинейнойАСУТ, настроенной на технический оптимум ........................................... 126Выводы .............................................................................................................. 1354 Экспериментальные исследования электропривода вентилятора спреобразователем частоты как исполнительного устройства и системыохлаждения тягового асинхронного двигателя ................................................
1374.1 Обоснование и структура физической модели тягового привода ..... 1374.2 Оценка возможности использования серийных машинпромышленного назначения в качестве модели тягового асинхронногодвигателя тепловоза ......................................................................................... 1384.3 Комплексный стенд для исследования автоматической системыуправления температурой тягового асинхронного двигателя ..................... 141Выводы .............................................................................................................. 1525 Расчет технико-экономической эффективности разработанной АСУТ ТАД154Заключение .......................................................................................................... 158Список литературы .............................................................................................
160ПРИЛОЖЕНИЯ ................................................................................................... 1764Список сокращений и условных обозначенийАД – асинхронный двигатель;АДПЧ – асинхронный двигатель с преобразователем частоты;АСУТ – автоматическая система управления температурой;ВО – вентилятор охлаждения;КПД – коэффициент полезного действия;РЭПВ – регулируемый электропривод вентилятора;САУ – система автоматического управления;СО – система охлаждения;ТАД – тяговый асинхронный двигатель.5ВведениеАктуальность темы исследования.
Железнодорожный транспорт представляет собой основной вид транспорта России, его технический уровень исостояние определяют экономическую эффективность и безопасность перевозок. В настоящее время при создании современных тепловозов с электрической передачей наметилась тенденция использовать тяговый асинхронныйдвигатель (ТАД). Применение ТАД с короткозамкнутым ротором, обладающих рядом известных преимуществ в сравнении с тяговыми двигателями постоянного тока, способствует повышению надежности и экономичности тепловозов, улучшает их тяговые качества.
Вместе с этим неисправная работа,либо выход из строя ТАД приводит не только к его ремонту или замене, но ик значительным финансовым расходам в связи с неопределенным временемпростоя тепловоза. Анализ данных различных исследований, позволил сделатьвывод, что существенное число неисправностей двигателей прямым или косвенным образом связано с повышенным нагревом его элементов.Рост температуры в узлах двигателя приводит к увеличению его потерь,тем самым снижая КПД.
КПД уменьшается вплоть до 89…77% при изменениитемпературы в диапазоне 0…160°С. Кроме того изменяется жесткость его механической характеристики, что делает возможным возникновение процессовбоксования, что приводит к изменению тяговых свойств тепловоза. Таким образом возникает необходимость учета влияния температуры ТАД в передачахмощности тепловозов. Кроме того одним из резервов повышения экономичности тепловоза и увеличения его силы тяги является сокращение затрат мощности на вспомогательные нужды.
Так затраты мощности на вспомогательныесистемы тепловоза (насосы, компрессор, вентиляторы охлаждения и т. д.) составляют 8–17% и более от общей мощности тепловоза. В настоящее времяпроблема плавного (непрерывного) управления температурой тяговых электродвигателей подвижного состава, эксплуатируемого в России недостаточно6проработана. Таким образом возникает необходимость разработки автоматической системы управления температурой (АСУТ) ТАД.В диссертации рассмотрены теоретические и экспериментальные исследования АСУТ тепловоза, содержащей частотно-управляемый электроприводвентилятора охлаждения как исполнительное устройство.Степень разработанности темы. Исследованиями систем охлаждения(СО) тягового электрооборудования, автоматических регуляторов и АСУТ вэлектрических передачах локомотивов занимались: А.В.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
