ПЕРЕВІРКА НАГРІВАННЯ ОБМОТОК ТЯГОВИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН ПРИ РУСІ ПОЇЗДА ПО ДІЛЯНЦІ.

Робота електричних машин неминуче супроводжується їх нагріванням. Нагрівання залежить від величини навантаження (струму), часу роботи під навантаженням і інтенсивності охолодження. В особливо несприятливих умовах з точки зору нагрівання працюють на локомотивах тягові електродвигуни та генератори. Від величини і тривалості нагріву залежить термін служби ізоляції. Розраховуючи і оцінюючи нагрівання електричних машин, зазвичай користуються не температурою машини або її частин t°С, а величиною перевищення цієї температури над температурою навколишнього середовища t°С. Гранично допустимі значення t°С обмоток електричної машини, які зазвичай лімітують нагрівання, встановлюється в залежності від класу ізоляції. У таблиці 6.1 наведено найбільші значення t°С при максимальної температурі зовнішнього повітря t_{НВ МАХ}, не перевищує 40 t°С.

Таблиця 6.1 Допустимі перевищення температури обмоток електричних машин

Клас ізоляції В мають тягові електричні машини тепловозів ВМЕ1, ЧМЕ2, ЧМЕЗ, ТЕМ2, ТЕ1, ТЕМ1, ТЕ2, ТЕЗ, М62, 2М62, ТЕ7, ТЕ10, ТЕП10, 2ТЕ10Л, ТЕП60, 2ТЕП60.

Максимальну температуру зовнішнього повітря приймають по даним метеорологічних станцій як середню за період не менше 5 років окремо для літнього періоду (за замірами в червні, липні і серпні, але не нижче +15°С) і для зимового періоду (по вимірах в грудні, січні і лютому, але не нижче О°С).

Розрахунок нагрівання електричної машини - досить важлива експлуатаційна задача. Її рішення в значній мірі залежить від особливостей конструкції і характеристик конкретної машини. На практиці зазвичай розраховують нагрівання не всієї машини, а перевіряють найбільш небезпечні по нагріванню її частини - обмотки. При цьому робиться припущення, що нагрівання обмоток відповідає закону нагріванню однорідного тіла, тобто температура обмотки змінюється, як це показано на рис. 6.22.

Рисунок 6.22 – Графіки теплових характеристик електричної машини у відповідності до закону нагрівання однорідного тіла

Рівняння нагрівання однорідного тіла має вигляд

(6.1)

де - усталена температура перегріву, яка досягається при досить довгій дії даної навантаження, ° С; е - основа натуральних логарифмів (е ~ 2,718); - розглянутий проміжок часу, хв; Т-теплова постійна часу, представляюща час за який обмотка нагрілася б до температури перегріву при відсутності тепловіддачі, хв; - початковий перегрів, тобто температура перегріву на початку розглянутого проміжку часу, °С.

Величини і Т називаються тепловими характеристиками електричної машини. Їх встановлюють в результаті експериментальних досліджень на стенді і приводять у вигляді графічної залежності від струму (рис. 6.23) в ПТР.

Рисунок 6.23 Теплові характеристики ТЕД ЭД107, ЭД107А, ЭД 118А

При відключенні електричних машин (рух на вибігу, механічне гальмування, стоянка) струм дорівнює нулю, а отже, відбувається охолодження електричної машини. Температура обмоток наближається до температури навколишнього середовища, тобто = 0. Підставляючи це значення в формулу (6.1), отримуємо вираз для процесу охолодження електричної машини:

(6.2)

Використовуючи розкладання функції в ряд Маклорена, можна для

перших двох членів ряду записати

(6.3)

Підставляючи (6.3) в (6.1) і (6.2), отримуємо для нагрівання

(6.4)

і для охолодження при = 0

(6.5)

Вирази (6.4) і (6.5) забезпечують достатню для практики точність обчислень за умови, що обрані інтервали вимірювання часу задовольняють умові

(6.6)

У розрахунках нагрівання тягових електричних машин початкове значення перегріву приймають +15 ° С при відправленні поїзда після стоянки, що тривала більше 2 год. При тривалості стоянки до двох годин початковий перегрів приймають за значенням перегріву в момент прибуття на станцію з урахуванням зниження температури за час стоянки.

Перевірку нагрівання тягових електродвигунів електровозів виконують окремо для літніх і зимових умов руху.

Перевірку нагрівання тягових електричних машин тепловозів в обов'язковому порядку необхідно виконувати в тих випадках, коли вводять обмеження швидкості нижче розрахункової при русі на важчих підйомах. Розрахунок нагрівання тягових електричних машин виконують і для перевірки можливості ведення поїзда вагою більше розрахункового.

Для розрахунку нагрівання тягових електричних машин попереднього необхідно побудувати криву струму I(S).Для тепловозів це крива струму тягового генератора I_Г(S). Для електровозів змінного струму будують криву струму тягового двигуна I_д(S), а для електровозів постійного струму-криву споживаного електровозом струму I_е(S).

Вихідними даними для побудови кривої струму тягового генератора тепловоза I_Г(S) є крива швидкості v(S) і струмова характеристика генератора I_Г(v), наведена в паспортних даних тепловоза. На рис. 6.24 зображені струмові характеристики генератора тепловоза 2ТЕ10В (М) для різних позицій контролера машиніста.

Рисунок 6.24 Струмові характеристики генератора 2ТЄ10В(М)

Криву струму будують в довільному масштабі наступним чином. Для точок, розташованих на кордонах відрізків, з яких складений на побудована раніше крива швидкості, по струмовій характеристиці генератором визначають значення струму I_Г. Ці значення в прийнятому масштабі наносять у функції шляху на тому ж аркуші, де побудовані криві швидкості і часу. Отримані точки з'єднують відрізками прямих, отримуючи графічну залежність I_Г(S). При побудові кривої струму слід керуватися розміткою режимів на кривій швидкості. Так, при переході на холостий хід струм генератора I_Г = 0. Зміни струму при зміні режиму (позиції контролера машиніста або ступені ослаблення збудження тягових двигунів) умовно приймають миттєвими.

Поиск по сайту: