Способ регулирования вентиляции тяговых электрических машин Советский патент 1989 года по МПК H02K15/00 

11

Изобретение относится к электромашиностроению и касается способов регулирования вентиляции электрических машин, в частности, установленных на транспортных средствах.

Цель изобретения - снижение расхда энергии на вентиляцию.

Способ регулирования вентиляции применительно к электрическим маши- нам тепловоза с электропередачей постоянного тока реализуется в следующей последовательности.

Выбирают временной интервал, в тчение которого сохраняют леизменным расход охлаждающего воздуха Q. Рассмотрим наиболее удобный для осуществления в эксплуатации пример, когд календарный год разбивают на два интервала: зима (при среднесуточной температуре воздуха ) и лето (при среднесуточной температуре

Выполняют тягово-эксплуатационные испытания, чтобы определить оптимальные величины расхода охлаждающего воздуха для зимы и лета, при которых за год эксплуатации расходуетс

минимум дизельного топлива и при это 1)асход ресурса изоляции обмоток не

,превышает заданное по техническим

:условиям значение. .

При неподвижном локомотиве и работающем дизеле измеряют расход топ:лива на вентиляцию электрических машин (Q) в зависимости от частоты

:вращения дизеля и положения регулирующих элементов; дросселирующей задвижки и лопаток направляющего аппарата.

Совершают поездки с динамометрическим вагоном, разными весами составов, перевозимых на данном полигоне, и максимальным расходом воздуха Q,. При этом записывают с помощью осциллографа токи тяговых электродвигателей (ТЭД) и напряжения на обмотках добавочных полюсов. В результате обработки осциллограмм получают омические сопротивления обмоток добавочных полюсов в нагретом состоянии Rqx по которым рассчитывают их температуры

Н а.

(1)

.tj)-235,

Ч

где Rq,,t - сопротивление обмотки

в холодном состоянии и температура, при которой оно измерялось.

Q

jc 20

5

0

5

Для дальнейших испытаний выбирают наиболее напряженный в тепловом отношении ТЭД. Подключают к гальванометрам осциллографа датчики, фиксирующие напряжение, ток и частоту вращения якоря тягового генератора (ТГ) напряжения рбмоток добавочных полюсов ТГ и ТЭД, обмоток возбуждения ТГ и ТЭД, термометры сопротивлений на входе и выходе охлаждающего воздуха ТГ и ТЭД, термометры, заделанные в электрощетки ТГ и ТЭД для измерения температуры коллекторов. Подключают устройство для осциллографирования во время испытательных поездок температур обмотки якорей ТГ и ТЭД. Измеряют напряжение самозаряда изоляции обмоток и рассчитывают общий ресурс изоляции обмоток.

Совершают испытательные поездки с разными весами поездов и расходами охлаждающего воздуха , меняя их в диапазоне от минимального до максимального значений. Для сокращения . числа опытов и получения аппроксимирующих зависимостей используют метод планирования экспериментов. В результате обработки осциллограмм с использованием выражения Э(д) получают зависимость температур обмоток от времени (T) при температуре охлаждающего воздуха t, например t +15 c,; и общий расход топлива за каждую поездку Э .

0

0

5

Используя метеорологические дан- ные по району.эксплуатации, определяют количество дней с примерно одинаковой среднесуточной температурой

зи- 35 дней.

вохдуха t,- для

интервала С

ма , например, -20 - -10 -10 - 0°С 65 дней и т.д. Учитывая среднесуточную загрузку локомотива, j определяют суммарное число рейсов N{ при одинаковой температуре воздуха t- const. По графику движения определяют вероятность работы локомотива с разными весами поездов: с минимальным г., .средним г, максимальным , . Экспериментальные зависимости для весов поездов Р ,,

Т1тл 1 П

tviid tnciv Р одном и том же расходе воздуха Q.j, пересчитывают на температуры воздуха t;, разбивают на интервалы времени t , с постоянным режимом работы (I «const) и рассчитывают расход ресурса изоляции за время ДТ i

йе-100 4Т; .t Ln2(t,-t;) D

DI

)%,

(2)

,,,,%,

(6)

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в снижении расхода энергии на вентиляцию. Способ регулирования дентиляции тяговых электрических машин заключается в измерении температуры обмоток во время испытаний и в ступенчатом по времени изменении расхода воздуха. Проведение испытаний во всем диапазоне нагрузок позволяет измерять продолжительность работы каждой обмотки при разных температурах, определять общий ресурс изоляции обмоток, устанавливать его оптимальное значение и расход воздуха, обеспечивающий равномерное расходование ресурса изоляции. S (Л

где лб- постоянная величина, определяемая классом изоляции (для обмоток полюсов с изоляцией Монолит-2 Ав 13 С для обмоток якорей с изоляцией класса Н -и б ); t jt - температуры в начале ив

конце временного интерв- ла ЙТ , С;

Dj и D,- срок службы изоляции при неизменных температурах t l и t, , годы.

При минимальном весе поезда получают расход ресурса изоляции V . , при серднем - V, . , при максимальТ rfllO

ном - V..

Суммируют расходы ресурса изоляции V. за время одного рейса с весом поезда Р., умножают на вероятность г и число рейсов N;. В результате получают расход ресурса изоляции при работе локомотива с температурой воздуха t.

Vj r,™i,,NylV,- ,.+г ,, N jIV , ы + r,n«xNy V,.,.(3)

Суммируют расходы ресурса изоляции за всю духа .V

зиму

при расходе воз- получают

.()

По эмпирическому выражению (Q) находят расход дизельного топлива

Э.тах

Описанным выше путем выполняют расчет расхода ресурса изоляции и топлива при Ч пи п пч с аХОДЯТ ,п , Jjyi, )„ Л зим. micf

. fntd Аналогично рассчитывают для лета V дет. win , Э er win

кт . тал лет. та лет. mi Ы .tnid Устанавливают с помощью метода планирования экспериментов зависимость Э,,(Уз,„), Э 2(V кет) и рас- ход дизельного топлива на вентиляцию за год

i(V5.J+f-l(V «т). 5)

Записьшают условия обеспечения заданного расхода ресурса изоляции за год

ВНИШТИ Заказ 7296/52 Тираж. 645

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

где п - срок службы изоляции по тех- ническим условиям, годы. Функцию (5) минимизируют методом неопределенных множителей Лагранжа с учетом ограничения (6). По результатам оптимизации устанавливают на локомотиве

пол кение дросселирующей задвижки на зиму и лето. После окончания года эксплуатации локомотива измеряют оставшийся ресурс изоляции обмоток V, величину которого в относительных

единицах подставляют в неравенство (6) и учитывают при определении оптимальных расходов охлаждающего воздуха на предстоящий год работы.

Описанный порядок действий позволяет снизить расход энергии на вентиляцию и сохранить при этом необходимый срок службы изоляции обмоток тяговых электрических машин.

Формула изобретения

Способ регулирования вентиляции тяговых электрических машин, включающий измерение температуры обмоток во время тягово-эксплуатационных испытаний и ступенчатое изменение расхода охлаждающего воздуха по временным интервалам эксплуатации, отличающийся тем, что, с целью

снижения расхода энергии на вентиляцию, тягово-эксплуатаци.онные испытания проводят во всем диапазоне тяговых нагрузок и при этом измеряют продолжительность работы каждой из обмоток при разных температурах, определяют общий ресурс изоляции обмоток, прогнозируют его расходование для выбранного временного интервала при разных величинах расхода охлаждающего воздуха, устанавливают его оптимальное значение, по истечении выбранного временного интервала эксплуатации определяют оставшийся ресурс изоляции и на последующий период работы устанавливают расход воздуха, обеспечивающий равномерное расходование ресурса изоляции.

Подписное