Введение к работе
Актуальность темы. Совершенствование техники железнодорожного транспорта Республики Камерун связывается с применением на локомотивах тягового асинхронного привода. Применение асинхронных двигателей в качестве тяговых позволяет повысить мощность, приходящуюся на колесную пару, снизить, стоимость оборудования уменьшить расходы на ремонт локомотива, повысить его надежность. При проектировании тяговых асинхронных двигателей учитываются условия их работы на подвижном составе; В процессе работы локомотива изоляция тяговых двигателей подвергается увлажнению, загрязнению, воздействию тепловых и механических перегрузок, старению, Бездействию перенапряжений. Статистические данные свидетельствуют о том, что более 90% отказов асинхронных.двигателей в эксплуатации происходит по причине пробоя электрической изоляции обмоток. В технической литературе . широко освещены результаты исследований воздействия на электрооборудование импульсных перенапряжений, вызванных атмосферными и коммутационными явлениями. Эти исследования в основном выполнены применительно к электрическому подвижному.составу и автономным локомотивам с тяговыми двигателями постоянного 'тока. Для разработки и создания современных надежных тяговых асинхронных двигателей подвижного состава необходимо иметь данные о.импульсном электромагнитном процессе в силовой цепи локомотива, воздействии импульсных напряжений на изоляцию двигателей и зозможных методах ее защиты. Этта определяется актуальность темы диссертации и выполненной работы, в которой изложены результаты экспериментальных и теоретических исследований автора.
Цель работы - повышение надежности тяговых асинхронных двигателей подвижного состава железных дорог путем совершенствования методики расчета импульсных напряжений на изоляции обмоток и методов ее заииты.
Поставленная цель достигается решением следующих задач:
обзор и анализ существующих методов экспериментальных и теоретических исследований воздействия импульсных напряжений на электрооборудование электрического подвижного состава и автономных ЛОКОМОТИВОВ;
выбор объектов исследования я разработка аппаратуры л методики экспериментальных исследований;
проведение экспериментальных исследований импульсных электромагнитных процессов на модели тягового асинхронного двигателя в лабораторных условиях и на тяговых асинхронных двигателей электропоезда метрополитена в условиях депо;
проведение теоретических исследований, включающих решение задачи синтеза схемы замещения тягового асинхронного двигателя в импульсном режиме;
расчет импульсных' напряжений на корпусной и нежвитковой изоляции тяговых асинхронных двигателей с составлением программ и ее реализация на'персональном компьютере;
выбор методов и схем защиты изоляции тягобых асинхронных двигателей от импульсных перенапряжений.
Методика исследования. В работе; использованы экспериментальные и теоретические ыетоды исследований. Экспериментальные исследования выполнялись в. условиях лаборатории университета и условиях электродепо Петербургского метрополитена с использованием современной.электронной аппаратуры. При решении теоретичес-
- г -
ких задач синтеза схемы замещения тягового асинхронного двигателя в импульсном режиме применен новый метод непрерывного эквивалентного преобразования параметров. Расчеты выполнялись на современной ПГ-'БМ типа IBM.
Научная новизна. Работа включает комплекс экспериментальных и теоретических исследований импульсных электромагнитных процессов в тяговых асинхронных двигателях, результаты которых составляют научно-методические основы определения напряжений на изоляции обмоток и выбора методов защиты изоляции при импульсных воздействиях ;
установлен характер импульсного электромагнитного процесса в обмотках тяговых асинхронкых двигателей при воздействии волн, длительность которых находится в диапазоне десятков микросекунд;
разработана и реализована методика синтеза схемы замещения тягового асинхронного двигателя в импульсном режиме;
разработана методика расчета импульсных напряжений на корпусной и мехвитковой изоляции обмоток двигателей;
составлены программы расчета импульсных напряжений на изоляции тяговых асинхронных двигателей для ПЭВМ типа IBM.
Практическое значение работы состоит в следующем:
полученные результаты могут быть использованы при проектировании новых .типов тяговых асинхронных двигателей и выборе методов их защиты от импульсных перенапряжений;
выполнение расчетов с использованием синтезированных схем замещения сокращает время и расходы на проведение импульсных исследований тяговых асинхронных двигателей;
установлены величины импульсных напряжений в тяговых
асинхронных двигателях, что позволяет выбрать необходимый уровень изоляции обмоток и определить методы для повышения надежности двигателей.' '"..-
Достоверность. Достоверность результатов расчета импульсных напряжений на изоляции тяговых асинхронных двигателей с помощью синтезированных схем замещения подтверждается удовлетворительной сходимостью с результатами экспериментальных измерений.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ПГУПСа - "Неделя науки-93" и "неделя науки-94" и заседании кафедры "Электрические машины" ПГУПСа, 1994 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатных работы. , .-..." ( -
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пятиглав, заключения, списка литературы /103 наименования/, приложений. Изложена на '160 страницах, включая рисунки и таблицы.
