Научная статья на тему 'Features of construction of the traction Electric drives movable Electrical systems'

Features of construction of the traction Electric drives movable Electrical systems Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
94
40
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЕЛЕКТРОТЕХНіЧНИЙ КОМПЛЕКС / ТЯГОВИЙ ПРИВОД / МЕТОДИКА / АВТОНОМНА СИСТЕМА / РУХ / ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС / ТЯГОВЫЙ ПРИВОД / АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА / ДВИЖЕНИЕ / ELECTRICAL COMPLEX / TRACTION DRIVE / METHODOLOGY / AUTONOMOUS SYSTEM / MOTION

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Kulagin D., Chernetskiy B.

The features of construction of systems of traction electric drives for various types and designs of mobile electrical systems. The analysis of practical experience in building systems of traction electric drives and synthesis methods for determining the structure and parameters under the given requirements from the side of the movable electrical complex. Study of construction of systems of traction drives with different types of engines are relevant from the point of view of achieving the maximum level of energy savings through the implementation of all these requirements. Means of improving energy efficiency and productivity of mobile electrical systems in difficult situation on the market of energy resources allow for greater independence of the domestic transportation industry from a number of economic and political factors that have a significant impact on the basic indicators of work of many enterprises and the budget of private vehicle owners and provide optimal design and more efficient operation in various sectors of the economy. In the result of the analysis has been further development of the method for determining the structure and parameters of traction electric drives of rolling electrical complex by taking into account the specific requirements of the Executive mechanism, whereby the analytical requirements for different groups of mobile complexes on details of construction of the traction electric drives, choice of motor traction drives based on the distribution of energy flows on traction needs and providing for their own needs, which allows to determine the optimal structure of such traction drives. In particular, the analysis of practical experience of building traction systems and generalization of methods of determining the type and parameters of traction motors under the given requirements from the side of the movable electrical complex, which allows for precise selection of the type and parameters of the traction electric drive.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Kulagin D., Chernetskiy B.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Features of construction of the traction Electric drives movable Electrical systems»

10. Google и SolarCity создали фонд для установки солнечных панелей на обычных жилых домах [Электронный ресурс]. — 11.03.2015. — Режим доступа: \www/URL: http://rodovid.me/ solar_power/google_solarcity_fund.html

11. «Зеленый» тариф для альтернативной энергетики вырос в 2,5 раза [Электронный ресурс] / Электронное издание LB.ua. — 26.03.2015. — Режим доступа: \www/URL: http://economics. lb.ua/state/2015/03/26/299885_zeleniy_tarif_alternativnoy.html

EK0H0Mi4HA ЕФЕКТИВШСТЬ ВИКОРИСТАННЯ МЕРЕЖЕВИХ СОНЯЧНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦШ В ПРИВАТНОМУ ДОМОВОЛОДiHHi

Розглянуто питания екоиомiчиоi ефективностi та особливос-тей створеиия приватиих мережевих соиячиих електростанцш в Укршш. Визиачеио можливостi використання «зеленого тарифу». Розраховаш каштальш та поточиi витрати, якi поие-се домоволодiиия в разi використання мережевих сонячних електростанцш, прибуток вщ вироб^ку електроеиергп соиячиою стаицieю, термш окупиостi витрат при 1х використанш.

Ключовi слова: мережева соиячиа електростанщя, «зелеиий тариф», екоиомiчиа ефективиiсть, термш окупиость

Клён Андрей Николаевич, кандидат технических наук, старший преподаватель, кафедра подъемно-транспортных, строительных,

дорожных машин и обору дования, автомобилей и автомобильного хозяйства, Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Краматорск, Украина, e-mail: [email protected].

Ефременко Виктория Викторовна, кандидат наук по государственному управлению, доцент, кафедра экономики и менеджмента, Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Краматорск, Украина, e-mail: [email protected].

Кльон Андрт Миколайович, кандидат техтчних наук, старший викладач, кафедра тдйомно-транспортних, будiвельных, дорожтх машин i обладнання, автомобШв i автомобыьного господарства, Донбаська нащональна академ1я будiвництва i архтектури, Краматорськ, Украта.

€фременко Вiкторiя Вiкторiвна, кандидат наук з державного управлтня, доцент, кафедра економжи i менеджменту, Донбаська нащональна академ1я будiвництва i архтектури, Краматорськ, Украта.

Klyon Andrij, Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, Kramatorsk, Ukraine, e-mail: [email protected]. Efremenko Viktoria, Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, Kramatorsk, Ukraine, e-mail: [email protected]

УДК 621.314.5:681.5:621.313.3 001: 10.15587/2312-8372.2015.44303

осоБливосп поБУдови тягових

ЕДЕКТР0ПРНВ0Д1В РУХоМИХ

ЕЛЕктротЕХшчних комплЕксш

Дослгджено особливостi побудови систем тягових електроприводiв для рiзних видiв та кон-струкцш рухомих електротехтчних комплекав. Проведено аналiз практичного досв^ду побудови систем тягових електроприводiв та узагальнення методики визначення структуры та парамет-рiв при заданих вимогах з боку рухомого електротехтчного комплексу.

Клпчот слова: електротехтчний комплекс, тяговий привод, методика, автономна система,рух.

Кулагш Д. 0., Чернецький Б. С.

1. Вступ

Використання тягового електроприводу в порiвняннi з пдромехатчними або пдро-об'емними дозволяе отри-мати ряд штотних переваг з точки зору використання рухомих електротехтчних комплекав:

— коефщент корисно! дп (ККД) на рiвнi до 90 %, який мало залежить вщ швидкост руху самого електротехтчного комплексу (рис. 1) [1];

500 1000 1500

3000 3500 4000 4500

2000 2500 п, об/мин

Рис. 1. Залежншть ККД тягового двигуна вщ швидкосп обертання вала двигуна

— необхщшсть проведення мшмального обсягу ре-гулярних техшчних робгг — перевiрка стану вузлiв, техшчних рщин;

— вщсутшсть необхвдносп попереднього прорву системи до певно! робочо! температури;

— висока паливна економiчнiсть;

— можлившть виршення проблеми боксування за рахунок регулювання параметрiв електромеханiчноi трансмiсii;

— висока ремонтопридатшеть — можливо виконувати ремонт замшою блоюв та вузл1в, а варпсть самого ремонту визначаеться лише варпстю замiнюваного блоку;

— дизель в поеднант з електричною транс-мiсiею працюе завжди в майже постшному режимi, що дозволяе забезпечити роботу на економiчнiй паливнiй характеристик i тим самим досягти оптимального рiвня витрат палива;

— можлившть забезпечення оптимально! тя-гово! характеристики за рахунок регулювання засобами електрично! трансмiсii;

— можливiсть виконання вiльноi компоновки частини вузлiв електрично! трансмiсii дозволяе

TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 3/1(23], 2015, © Кулапн Д. □., Чернецький Б. С.

13

J

досягти бшьш рацiонального розмщення елементiв тягових електроприводiв та забезпечити оптимальний розподш маси по довжиш рухомого електротехшч-ного комплексу;

— зменшеш експлуатацiйнi витрати [2].

При використаш тягового електроприводу на рухо-мих електротехнiчних комплексах в якост основного механiчного рушiя з'являються характерш особливос-тi, якi зумовленi технолопчним призначенням самого комплексу — перевезення пасажирiв або перевезення вантажiв чи виконання мехашчно! роботи за допомогою навiсного обладнання. В обох видах перевозок задаються:

— маса рухомого комплексу;

— максимальна швидюсть руху;

— вимоги щодо електричного гальмування;

— умови руху та особливост рушання з мiсця. Дана стаття е актуальною роботою в даному напрям-

ку з огляду на необхвдшсть узагальнення класичних та сучасних пiдходiв щодо побудови систем тягових електроприводiв та систематизацii техшчно! бази для цього, яка набула значного розвитку в останнш час.

2. Анал1з л1тературних даних та постановка проблеми

Натепер вiдсутнi готовi рiшення щодо створення iнтелектуальних транспортних технологш та систем. З'являеться необхщшсть удосконалення органiзацii руху транспорту та створення бшьш продуктивних систем управлшня транспортом. Потрiбен новий узагальне-ний шдхщ, новi методи та засоби, що Грунтуються на безперервному спостереженш за станом усiх пiдсистем i ланок транспортного комплексу. Доцiльним е ште-лектуалiзацiя саме транспортних засобiв. Це дозволить ефективно вирiшувати задачi управлiння рухом на транспортних сполученнях з урахуванням тдготовки завдань розвитку вiдповiдно'i маршрутно'i мережi наземного транспорту [3].

Можна видшити три послщовт етапи iнформатизацii транспортних систем:

— виконання комп'ютерних обчислень для вирiшення окремих складових проблем та задач транспортного типу;

— створення галузевих автоматизованих систем управ-лшня рухом, транспортними пiдприемствами й орга-нiзацiями, впровадження iнформацiйних технологiй на транспорту

— обладнання транспортних засобiв мехатронними вузлами, агрегатами та системами, розвиток тран-спортно! телематики, iнтелектуалiзацiя транспортних машин, систем та шляхiв сполучення. Швидкий розвиток засобiв та методiв iнформатизацii

складних об'ектiв та систем, ушфжащя i стандартиза-цiя ршень не узгоджуються з гетерогенним характером шнуючих пiдсистем та ланок транспортного комплексу, його шформацшним забезпеченням [3].

3. 06'ект, ц1ль та задач1 дослщження

Об'ектом до^дження е системи тягових електропри-водiв рухомих електротехшчних комплексiв на основi рiзних титв двигунiв.

Проведенi дослiдження ставили за мету визначення особливостей побудови систем тягових електроприводiв

для рiзних видiв та конструкцiй рухомих електротехшчних комплексiв.

Для досягнення поставлено! мети виршувалися на-ступнi задачi:

— аналiз практичного досвiду побудови систем тягових електроприводiв;

— узагальнення методики визначення структури та параметрiв тягових електроприводiв при заданих ви-могах з боку рухомого електротехтчного комплексу.

4. Матер1али та методика дослщження особливостей вибору структури та типу тягових електропривод1в

Зазвичай, параметри рушання з мкця для першого виду рухомих електротехшчних комплекав задаються з умови створення максимального прискорення. Параметри рушання другого типу комплекав задаються з умови повного використання зчшно! ваги комплексу: сума вах навантажень ввд рушшних чи зчшних ко-лiс електротехнiчного комплексу на ввдповщний йому шлях використовуеться для створення сили зчеплення мiж колесами i шляхом, i дозволяе перетворити круго-ве зусилля на ободi рухомих колш в зовнiшню силу тяги або гальмiвну силу (при ди гальм). Зчiпна вага е важливою складовою характеристикою експлуатацiй-них якостей електротехтчного комплексу. Максимум результуючого дотичного тягового i гальмiвного зусиль пропорцiйний зчiпнiй вазi, i характеризуеться коефщен-том зчеплення. Зчiпна вага розраховуеться без врахування 11 можливо! змши пiд час руху, оскiльки при руа вона лише перерозподiляеться по рухомих осях. При цьому ланки головного енергетичного ланцюга та кш керування повинш забезпечувати ва експлуатацшш режими роботи рухомого електротехтчного комплексу при повнш надiйностi роботи окремих елеменпв структури.

До електричних машин, трансформаторiв та тягових перетворювачiв частоти встановлюються наступнi вимоги [4]:

— вони не повинш втрачати робочого стану при допустимих в експлуатацп вщхиленнях напруги жив-лення ввд номiнальних параметрiв;

— вони повинш мати найменш можливу масу, бо вони встановлюються на рухомих об'ектах, проте розмiри 1х повинш бути повшстю узгодженi з компоновкою екшажно! частини.

Необхiдний пусковий момент двигуна зазвичай пере-вищуе номiнальний в 1,5-2 рази, а в умовах роботи на лшп короткочасна потужшсть двигуна може перевищува-ти в 1,5-2 рази його номшальну годинну потужнiсть, що призводить до необхщносп забезпечення роботи двигуна при значних величинах струмiв [5]. Зазвичай двигуна автономних електротехшчних комплекав хоча i пра-цюють без перевантажень за потужшстю, проте мають значш перевантаження за струмом та моментом [6].

Одночасне виршення двох задач — створення значного тягового зусилля та забезпечення високо! конструк-цшно! швидкостi е можливим шляхом використання редуктора с перемиканням на два передаточних числа або використанням двигуна з компенсацшною обмоткою, який допускае значне ослаблення поля для розширення меж регулювання частоти обертання.

Вибiр оптимального передаточного числа тягового редуктора значним чином впливае на конструктивш

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 3/1(23], 2015

параметри елеменпв тягових електроприводiв i е ви-хiдним моментом при проектуванш будь-яко! одиницi рухомого електротехшчного комплексу. Хоча, на сьогод-нi iснують конструкцii редукторiв з багатостутнчатою змiною передаточного числа. Даний тип приводу широко використовуеться на об'ектах електротранспорту Швейцарп i припускае використання двосторонньо! зубчасто! передачi з вибором бiльшого передаточного числа, шж звичайний тяговий редуктор, що е особливо важливим для вантажних локомотивiв, вантажiвок, тракторiв з тяговою електричною передачею.

Для електротехшчних комплекав, орiентованих в основному на перевезення вантажiв чи виконання ме-ханiчноi роботи за допомогою навкного обладнання з використанням опорно-осьових двигушв бажаним е використання зубчасто! передачi з найбiльшим пере-даточним числом [7]. Завдяки цьому тяговий двигун встановлюеться бшьш бистрохвдний, меншо! маси та габаритiв. Обмежують значення передаточного числа, з одного боку, величина клiренсу при прийнятому дiа-метрi приводного колеса, а з другого боку, мехашч-на напруга в тт шестернi та на юнщ вала двигуна. Значення ктренсу для рейкового транспорту — тобто величина перевищення кожуха зубчасто! передачi над головкою рейки — е величиною нормованою. Для не-рейкового транспорту дана величина визначаеться кон-структивними особливостями та компоновкою тягових електроприводiв. Найбiльше передаточне число отри-мують при найбiльшому можливому дiаметрi великого зубчастого колеса по колу дшення та при найменшому дiаметрi шестернi.

Рухомi електротехнiчнi комплекси класифжують за видами тягово! передачi (електрична, гiдравлiчна або механiчна), а також в залежност вiд конструк-цiйноi швидкостi [8]. На автономному залiзничному транспортi розповсюджених серiй, важких вантажних автомобшях та тракторах використовуеться, як правило, гiдравлiчна або електрична тягова передача. Передача потужност вщ дизеля до колiсноi пари повинна мати високу надшшсть i довговiчнiсть, мiнiмальнi розмiри, масу й варпсть, високий коефiцiент корисно! ди ККД в уах режимах роботи, мшмальш витрати на обслуго-вування й ремонт. Для сучасних електричних передач характерне збшьшення потужностi при збереженнi май-же тих же габаритних розмiрiв i зменшеннi питомих мас елементiв передачи На електричному транспорт застосовують електричш передачi потужностi на по-стшному, змiнно-постiйному i змiнному струмах [9]. Переважне поширення у свгговш практищ мае тяговий електропривод на постшному струмi. Це пов'язано з тим, що ККД електрично! передачi постшного струму при тривалому режимi роботи на швидкост до 160 км/год складае 84-86 %. Але при швидкост роботи понад 160 км/год передача постшного струму поступаеться передачi змшного струму за ККД та енергетичними показниками. Передача постшного струму мае бшь-шу перевантажувальну здаттсть, дозволяе легко й по-рiвняно просто автоматизувати процеси регулювання й керування силою тяги та швидюстю руху. Передача складаеться з тягового генератора постшного струму й тягових двигушв постшного струму. Таю передачi найбшьш проси за своею конструкщею, не мають промiжних перетворювальних ланок (за виключенням систем, яю працюють вщ тягового генератора змiнного

струму), мають високий ККД. Проте, при збшьшенш потужност дизеля пiд час модершзацп такi системи потребують збшьшення розмiрiв тягових машин, що значно ускладнюе вписування !х у габарити тягово! електропередачi. Крiм того, пщвищення потужностi тягових генераторiв постiйного струму приводить до рiзкого зниження !х надiйностi. Передачi постiйного струму застосовуються на тепловозах, що мають сек-цiйну потужшсть до 2200 кВт (тепловози ТЭ1, ТЭ2, ТЭМ1, ТЭМ2, ЧМЭ3, ТЭ3, ТЭ10 i ш.), на електромобь лях, електротракторах (ДЭТ-250, ДЭТ-320), автобусах з електричною трансмiсiею (GMC, ЗИС), важких кар'ер-них самоскидах «БЕЛАЗ». Передача змшно-постшного струму використовуеться на вантажному транспорт велико! потужностi [4]. У передачах змшно-постшно-го струму в якост тягового генератора застосовуеться синхронний генератор змшного струму, який при таких же розмiрах, що i генератор постшного струму, мае бшьшу потужшсть i надiйнiсть.

У передачах змiнно-постiйного струму використо-вуються тяговi двигуни постiйного струму, тому мiж генератором i двигунами встановлюють перетворювальну ланку постшного струму. Випрямляча зiбранi на основi некерованих натвпровщникових силових дiодiв, задо-вольняють бшьшкть вимог щодо умов роботи на автономному залiзничному транспортi, бшьшосп рухомих електротехнiчних комплексiв дано! категорп. У зв'язку з встановленням випрямляча ККД передачi зменшуеться, однак висока експлуатацшна надiйнiсть синхронного генератора i тягового випрямляча компенсуе це зниження. Таю передачi застосовуються на електротехшчних комплексах з потужшстю дизеля 1470-4400 кВт (тепловози ТЭМ7, 2ТЭ116, ТЭП70 i ш.).

На електротехшчних комплексах постшного та змшно-постшного струму застосовують тяговi електродвигуни постшного струму з послщовним збудженням. Використання цих двигушв забезпечуе автоматичне регулювання оборопв якоря вщ величини прикладено! напругу i потоку збудження, та не залежать вщ частоти обертання вала дизельно! установки. Застосування двигушв постшного струму незалежного збудження, полшшуе використання зчшно! ваги комплексу, тдвищуе коефiцiент зчеплення зi шляхом, але при цьому виникае потреба у встановленш спецiального обладнання, що дозволяе регулювати силу тяги залежно вщ швидкосп руху.

В умовах модершзацп рухомого складу залiзниць свиу та нових пiдходiв до побудови рухомих електротехшчних комплекав, збшьшення швидкостей руху понад 160 км/год все частше використовуеться тяговий електропривод змшного струму [4, 6]. До того ж електротехшчш комплекси з тяговою передачею змшного струму за то! ж маси, що й з шшими видами передач розвивають бшьшу силу тяги, що дозволяе використовувати менше число моторизованих осей за пе! ж маси всього комплексу. Найбшьш оптимальною тяговою характеристикою, що максимально наближаеться до щеально! характеристики, мають рухомi електротехшчш комплекси з електричною передачею (трактори, тепловози, дизель-по!зди, автобу-си, комбайни, важю вантажш автомобт) в порiвняннi з аналопчними машинами, на яких встановлено меха-шчну або гiдравлiчну передачу потужность

Незважаючи на високу варпсть, велику вагу, значну витрату кольорових металiв, складнiсть в обслугову-ваннi електричною передачею обладнано близько 80 %

TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 3/1(23], 2015

свггового парку тепловозiв та майже 98 % парку електро-мобШв, електротракторiв та комбайнiв. Це поясню-еться тим, що такий тип тягово! передачi за багатьма показниками е найбiльш ефективним для виконання широкого кола техшчних задач, що ставляться перед вказаними комплексами:

— забезпечуе високий ККД i надштсть в експлуатацп;

— забезпечуе бiльшi мiжремонтнi пробiги, повне використання потужност дизеля в широкому дiа-пазонi швидкостей руху;

— дозволяе здшснювати автоматичне регулювання сили тяги та швидкост руху.

5. Результати дослщження вимог щодо побудови тягових електроприводав

Основою надiйноï, безпечноï та ефективноï роботи електротехнiчних комплексiв е правильна робота не тшьки тягового обладнання, але й рiзних допомiжних систем. Рухомi електротехнiчнi комплекси мають порiвняно ви-сокi витрати енергп на допомiжнi потреби. Усередненi дат про стввщношення витрат енергп на забезпечення тягового процесу та власш потреби наведено в табл. 1.

Таблиця 1

П□рiвняльнi характеристики стввщношення споживання енергй' на забезпечення власних потреб та виконання тягово'1 роботи

Тип електротехтчного комплексу Вщсоток споживання загально'1 п□тужн□стi на забезпечення тягово'1 роботи (межове значення) Вщсоток споживання загально'1 по-тужносп на забезпечення власних потреб (межове значення)

Електрорухомий склад залiзниць постшного струму 55 45

Електрорухомий склад залiзниць змiнного струму 60 40

Автономний електрорухомий склад за-лiзниць 70 30

Метрополиен 80 20

Мiськiй електрорухомий склад 80 20

Кар'срш та шахтн електровози 92,75 7,25

Трактори з електричною трансмiсicю 70 30

Комбайни з електричною трансмшсю 75 25

Електромобiлi 85 15

Автобуси з електричною трансмшсю 75 25

Важт самоскиди 90 10

Морсьт судна 85 15

Подальше збшьшення потужностi рухомих електротехтчних комплекав можливе тшьки при замш тягових електродвигушв постшного струму на двигуни змшно-го струму Передача змшного струму е перспективною завдяки простой, дешевизш й надшносп асинхронних тягових двигунiв з короткозамкненим ротором, але для створення оптимальноï тяговоï характеристики потрiб-но регулювання напруги й частоти живлячого струму, тобто створення системи керування та встановлення перетворювальноï системи.

Характеристики споживання енергй електроустатку-ванням рiзних груп вiдображено в табл. 2. В табл. 2

споживачiв власних потреб було умовно роздшено на три групи:

1. Електродвигуни охолодження холодильноï ка-мери, тягових електродвигунiв, високовольтноï камери, привод мотор-компресора.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Системи автоматики та зв'язку, регулювання та дiагностики електротехтчного комплексу, живлення допомiжних електричних апарапв, системи освiтлення, iншi малопотужнi споживачь

3. Загальна шина постiйного струму, опалення й кон-дицiювання.

Таблиця 2

Характеристика споживання п□тужн□стi власних потреб по групах сп□живачiв

Група споживачiв власних потреб 1 2 3

Напруга живлення споживачiв середня у по-рiвняннi з на-пругою тягово'1 мереж1 низька у по-рiвняннi з на-пругою тягово'1 мереж1 висока у по-рiвняннi з на-пругою тягово'1 мереж1

Потужшсть спожи-вачiв до 30 % загально'1 п□тужн□стi власних потреб до 25 % загаль-но'1 п□тужн□стi власних потреб до 45 % загаль-но'1 потужносп власних потреб

Вимоги до стабшьнос-тi напруги живлення вщхилення до 20 % вiдхилення до 5 % вiдхилення до 30 %

Вимоги щодо електро-магттнт сумiсн□стi середнi висот низьы

Вимоги щодо переван-тажувально'1 здатн□стi джерела живлення перевантажен-ня до 30 % вiдхилення до 10 % вiдхилення до 15 %

6. Обговорення результат1в дослщження вимог щодо побудови тягових електроприводав

Таким чином, потужшсть власних потреб становить значну частину вщ загальноï потужносп, що ввдби-раеться вiд дизеля.

На електровозах i моторвагонному рухомому складi застосовують наступне допомiжне обладнання:

— мотор-компресори для живлення стисненим по-вирям гальмiвноï системи i електропневматичноï апаратури;

— мотор-вентилятори для примусовоï вентиляцп устаткування з метою одержання високих значень потужностi локомотива при мiнiмiзацiï його маси;

— мотор-вентилятори для подачi повiтря в паса-жирсью примiщення з метою опалення (це повиря попередньо нагрiваеться калориферами опалення);

— генератори для живлення кш керування та освгг-лення, зарядки акумуляторних батарей;

— мотор-генератори, що встановлюються на електро-возах постшного струму з рекуперативним гальму-ванням для живлення обмоток збудження тягових двигутв у режшш рекуперацп;

— розщеплювачi фаз для електрорухомого складу змшного струму;

— машинш перетворювачi для живлення трифазних асинхронних двигушв допомiжних машин i iнших споживачiв трифазного струму;

— маслят та водят насоси, як забезпечують цир-кулящю рiдини в системi охолодження тягових транс-форматорiв, реакторiв тягових електроприводiв;

I 16

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 3/1(23], 2015

— системи живлення бортово! керуючо! системи;

— дiльники напруги для живлення електродвигушв допомiжних машин, розрахованих на меншу напругу, генераторiв керування.

На всiх типах електрорухомого складу постшного струму коло опалення пщключено безпосередньо до контактно! мереж! На пасажирських електровозах змшного струму (ЧС4, ЧС8) передбачена окрема вторинна обмотка головного трансформатора напругою 3 кВ для електрич-ного опалення ваготв. Опалення пасажирських салотв електропоïздiв змшного струму ЕР9 здшснюеться вщ ок-ремо! обмотки головного трансформатора напругою 600 В. На дизель-по!здах змшного струму передбачена загальна шина постшного струму, до яко! пщключено систему опалення ваготв. На елекгромобшях, електротракторах, комбайнах система опалення пщключаеться аналопчно до схеми ввiмкнення дизель-поïздiв змiнного струму.

На електровозах постшного струму для привода допомiжних машин застосовують електродвигуни постшного струму послщовного збудження, яю пщключено безпосередньо до контактно! мережi напругою 3 кВ. Така система мае найпростшу електричну схему, але електродвигуни постшного струму потужшстю до 50 кВт при таюй напрузi дуже важю та мають значнi габарити.

Для спрощення системи допомiжних машин на електро-по!здах постiйного струму нових титв використовують мотор-генератор, що мштить один електродвигун постшного струму 3 кВ i генератор трифазного змшного струму напругою 380 В. Вщ цього генератора одержу-ють живлення асинхроннi трифазнi електродвигуни вах допомiжних пристро!в.

Трифазнi асинхронш машини для привода допомiж-них навантажень застосовують також на електровозах i електропо!здах змiнного струму. На пасажирських електровозах змшного струму ЧС4 i ЧС8 у якост до-помiжних машин використовують електродвигуни постшного струму, що живляться через випрямлячь

У тепловозах живлення допомiжного електрично-го устаткування здiйснюеться за допомогою трифазно! мережi живлення, що мае назву мережi забезпечення комфорту й призначено! винятково для цього типу об-ладнання. До цих навантажень забезпечення комфорту вщносяться, зокрема, побутовi прилади, нагрiвальнi прилади або кондищонери.

Допомiжна мережа автономних поïздiв живлення одер-жуе через надлишковий вузол iз двох окремих перетво-рювачiв забезпечення комфорту, якi мають щентичну конструкцiю та кожний з яких забезпечуе живлення по-ловини мереж! У випадку несправносп одного iз двох перетворювачiв iнший перетворювач бере на себе живлення вае! мережi й забезпечуе, таким чином, достатне живлення для задоволення потреб комфорту пасажирiв [10].

7. Висновки

В результат проведеного аналiзу отримала подаль-ший розвиток методика визначення структури та пара-метрiв тягових електроприводiв рухомого електротех-нiчного комплексу шляхом врахування заданих вимог з боку виконавчого мехашзму, внаслщок чого отримано аналиичш вимоги для рiзних груп рухомих комплекав щодо особливостей побудови тягових електроприводiв, вибору виду двигуна тягових електроприводiв з ураху-ванням розподшу потокiв енергп на тяговi потреби та

забезпечення власних потреб, що дозволяе визначити оптимальну структуру тягових електроприводiв.

Литература

1. Wasynczuk, O. A maximum torque per ampere control strategy for induction motor drives [Text] / O. Wasynczuk, S. D. Sudhoff, K. A. Corzine, J. L. Tichenor, P. C. Krause, I. G. Hansen, L. M. Taylor // IEEE Transactions on Energy Conversion. — 1998. — Vol. 13, № 2. — P. 163-169. doi:10.1109/60.678980

2. Petrov, L. P. Die Modelierung der Energieverluste in Asynchronmotoren unter Beachtung der elektromagnetischen Ubergangsprozesse [Text] / L. P. Petrov // Elektrie. — 1980. — Vol. 34, № 7. — Р. 375-379.

3. Florentsev, S. N. Traction Electric Equipment Set for AC Electric Transmission Various Vehicles [Text] / S. N. Florentsev // Proceedings of International Exhibition & Conference «Power Electronics, Intelligent Motion. Power Quality» (PCIM-2009), 12-14 May 2009. — Nurenberg, Germany, 2009. — P. 625-627.

4. Кулагш, Д. О. Проектування систем керування тяговими електропередачами моторвагонних поЬд1в [Текст]: моно-граф1я / Д. О. Кулагш. — Бердянськ: ФОП Ткачук О. В., 2014. — 154 c.

5. Emadi, A. Energy-Efficient Electric Motors, Third Edition, Revised and Expanded [Text] / Ali Emadi // Electrical and Computer Engineering. — CRC Press, 2004. — 424 p. doi:10.1201/9781420030815

6. Кулагш, Д. О. Математична модель тягового асинхронного двигуна з урахуванням насичення магштних кш [Текст] / Д. О. Кулагш // Науковий вюник НГУ. — 2014. — № 6. — С. 103-110.

7. Кулагш, Д. О. Математична модель тягового асинхронного двигуна з урахуванням насичення [Текст] / Д. О. Кулагш // Техшчна електродинамжа. — 2014. — № 6. — С. 49-55.

8. Boldea, I. The Induction Machines Design Handbook, Second Edition [Text] / I. Boldea, S. Nasar // Electric Power Engineering Series. — CRC Press, 2009. — 845 p. doi:10.1201/9781420066692

9. El-Sharkawi, M. A. Fundamental of electric drivers [Text] / M. A. El-Sharkawi. — Brooks: Cole production, 2000. — 400 p.

10. Stone, G. C. Electrical insulation for rotating machines [Text] / G. C. Stone, H. Dhirani, E. A. Boulter, I. Culbert. — A John Wiley & Sons, Inc., 2004. — 392 p.

особенности построения тяговых ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ подвижных электротехнических комплексов

Исследованы особенности построения систем тяговых электроприводов для различных видов и конструкций подвижных электротехнических комплексов. Проведен анализ практического опыта построения систем тяговых электроприводов и обобщения методики определения структуры и параметров при заданных требованиях со стороны подвижного электротехнического комплекса.

ключевые слова: электротехнический комплекс, тяговый привод, методика, автономная система, движение.

Кулагт Дмитро Олександрович, кандидат технчних наук, доцент, докторант, кафедра електропостачання промислових тдприемств, Запорiзький нащональний техтчний утверситет, Украта, e-mail: [email protected].

Чернецький Богдан Сергтович, астрант, кафедра електропостачання промислових тдприемств, Запорiзький нащональний техтчний утверситет, Украта, e-mail: [email protected].

Кулагин Дмитрий Александрович, кандидат технических наук, доцент, докторант, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Запорожский национальный технический университет, Украина.

Чернецкий Богдан Сергеевич, аспирант, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Запорожский национальный технический университет, Украина.

Kulagin Dmitro, Zaporizhzhya National Technical University, Ukraine, e-mail: [email protected].

Chernetskiy Bogdan, Zaporizhzhya National Technical University, Ukraine, e-mail: [email protected]

TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 3/1(23], 2015

17=

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.