Способ регулирования вентиляции тяговых электрических машин

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (11)(51 02 К 15/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЯ ИС ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл. У 3едовательский, прорский и технологичеселого электромашиноского завода "ЭлектИ.Ленинаа, А,А;Будницкий) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЯЦИИОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН(71) Научно-исслектно-конструктокий институт тяжстроения Харьковротялмаш им. В.(57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретениясостоит в снижении расхода энергиина вентиляцию. Способ регулированиявентиляции тяговых электрических машин заключается в измерении температуры обмоток во время испытаний.и вступенчатом по времени изменении расхода воздуха. Проведение испытанийво всем диапазоне нагрузок позволяетизмерять продолжительность работыкаждой обмотки при разных температурах, определять общий ресурс изоляции обмоток, устанавливать его оптимальное значение и расход воздуха,обеспечивающий равномерное расходование ресурса изоляции.Изобретение относится к электро- машиностроению и касается способов регулирования вентиляции электрических машин, в частности, установленных на транспортных средствах.Цель изобретения - снижение расхода энергии на вентиляцию.Способ регулирования вентиляции применительно к электрическим машинам тепловоза с электропередачей постоянного тока реализуется в следую, щей последовательности.Выбирают временной интервал, в течение которого сохраняют неизменнымрасход охлаждающего воздуха Я. Рас смотрим наиболее удобный для осуществления в эксплуатации пример, когдакалендарный год разбивают на два интервала: "зима" (при среднесуточной,температуре воздуха (О С) и "лето" (при среднесуточной температуре ) ООС),Выполняют тягово-эксплуатационные испытания, чтобы определить оптимальные величины расхода охлаждающего воздуха для "зимы" и "лета", при которых за год эксплуатации расходуется минимум дизельного топлива и при этом расход ресурса изоляции обмоток не превышает заданное по техническим условиям значение.При неподвижном локомотиве и работающем дизеле измеряют расход топлива на вентиляцию электрических машин Э=1(Ц) в зависимости от частоты вращения дизеля и положения регулирующих элементов: дросселирующей задвижки и лопаток направляющего аппарата. 35 40Совершают поездки с динамометрическим вагоном, разными весами составов, перевозимых на данном полигоне, и максимальным расходом воздухаПри этом записывают с помощью осциллографа токи тяговых электродви" гателей (ТЭД) и напряжения на обмотках добавочных полюсов. В результате обработки осциллограмм получают омические сопротивления обмоток добавочных полюсов в нагретом состоянии В.,50 по которым рассчитывают их температуры(1)где К ,Г г - сопротивление обмоткив холодном состоянии итемпература, при которой оно измерялось,Для дальнейших испытаний выбираютнаиболее напряженный в тепловом отношении ТЭД. 11 одключают к гальванометрам осциплографа датчики, фиксирующие напряжение, ток и частоту вращения якоря тягового генератора (ТГ),напряжения обмоток добавочных полюсовТГ и ТЭД, обмоток возбуждения ТГ иТЭД, термометры сопротивлений на входе и выходе охлаждающего воздуха ТГи ТЭД, термометры, заделанные вэлектрощетки ТГ и ТЭД для измерениятемпературы коллекторов. Подключаютустройство для осциллографированияво время испытательных поездок температур обмотки якорей ТГ и ТЭД. Измеряют напряжение самозаряда изоляцииобмоток и рассчитывают общий ресурсизоляции обмоток,Совершают испытательные поездкис разными весами поездов и расходамиохлаждающего воздуха 1, меняя их вдиапазоне от минимального до максимального значений. Для сокращениячисла опытов и получения аппроксимирующих зависимостей используют методпланирования экспериментов. В результате обработки осциллограмм с использованием выражения Э=г(Ц) получаютзависимость температур обмоток от времени г=г(Т) при температуре охлаждающего воздуха г , например г,=+15 С,и общий расход топлива за каждую поездку Э 1,Используя метеорологические данные по району.эксплуатации, определяют количество дней с примерно одинаковой среднесуточной температурой вохдуха г; для интервала "зима", например, -20 - -10 С 35 дней,-10 - 0 С 65 дней и т.д. Учитываясреднесуточную загрузку локомотива,определяют суммарное число рейсов Х 1при одинаковой температуре воздухаг сопят, По графику движения определяют вероятность работы локомотива с разными весами поездов: с минимальным г,;, средним г;с, максимальным г ,. Экспериментальные зависимости для весов поездов РюР ,., Р, щ при одном и том же расходе воздуха 1,пересчитывают на температуры воздуха г разбивают на интервалы времени ЛГ; с постоянным режимом работы (1 й сопят) и рассчитывают расход ресурса изоляции за время АТ;(2) ВНИИПИ Заказ 7296/52 Тираж 645 Подписное Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где д В - постоянная величина, определяемая классом изоляции 5(для обмоток полюсов с изоляцией "Монолит" АВ =13 С,для обмоток якорей с изоляцией класса Н д 6 =11 С);температуры в начале и в10конце временного интервала11 Т;, ОС;р,р, - срок службы изоляции при неизменных температурах г.и г, годы.15При минимальном весе поезда получают расход ресурса изоляции Ч, ;,при серднем - Ч , при максимальном - ЧСуммируют расходы ресурса изоляции Ч эа время одного рейса с весом поезда Р умножают на вероятность г и число рейсов И . В результате получают расход ресурса иэоля 25ции при работе локомотива с температурой воздуха г,Ч =гЯ 7 Ч +г,.Ч ЕЧ +Суммируют расходы ресурса изоляции за всю зиму при расходе воздухаи получаютЧ, =ЕЧ (4)По эмпирическому выражению Э=2(ц) находят расход дизельного топлива35 Э Ьц 11Описанным выше путем выполняют расчет расхода ресурса изоляции итоплива эа зиму при 1;1(,;д и на 1 тходят лЮ 1 л, 11111 1,л 11 л 1. 11111 1з 11 М 11111 40 Э1 Аналогично рассчитывают11 11для лета Ч лет. 111111 1 Э лее 111111 Ч лет. 111 ал 1 Э лет 111 а 1 е Ч лет, п 11 о 1Э лет. л 1111Устанавливают с помощью метода планирования экспериментов зависимостьЭе 11 м =1(Ч з 11111) Э .лег= 2(Ч лет) и рас- ход дизельного топлива на вентиляцию за годЭгоа= (Ч ъ 11 м)+(Ч лет)(5) Записывают условия обеспечения 50 заданного расхода ресурса изоляцииза год(6)игде и - срок, службы изоляции по техническим условиям, годы. Функцию (5) минимизируют методом неопределенных множителей Лагранжа с учетом ограничения (6). По результатам оптимизации устанавливают на локомотиве по.". ение дросселирующей задвижки на зиму" и 1 лето 11. После окончания года эксплуатации локомотива измеряют оставшийся ресурс изоляции обмоток Ч., 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 вентиляциа 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, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода энергии на вентиляцию, тягово-эксплуатационные испытания проводят во всем диапазоне тяго.- вых 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.