Тепловой расчет компенсационной обмотки. Заволакивание коллекторов тяговых электродвигателей при изменении их температуры, страница 3

 


7 Результаты тепловых испытаний тягового двигателя НБ-514

В данном разделе приведены результаты тепловых испытаний тягового двигателя НБ-514  в длительном режиме при различном объёме охлаждающего воздуха. [13]

Данный анализ необходим для построения зависимости температуры коллектора tк от температуры компенсационной обмотки tко.

Результаты тепловых испытаний приведены в таблице 7.1 

  Таблица 7.1 - Результаты тепловых испытаний двигателя НБ-514

Ток якоря, А

Расход  охлаждающего воздуха Q=Qном=95 м3/мин

Температура компенсационной обмотки tко, °С

Средняя температура охлаждающего воздуха tвср, °С

превышение температуры компенсационной обмотки τко, °С

температура коллектора tк, °С

температура охлаждающего воздуха tв, °С

превышение температуры коллектора τк, °С

450

80,2

37,7

42,5

64,5

32,5

32

600

106,8

41,8

65

71

35

36

750

158,3

46,3

112

75,5

36

39,5

843

182,8

47,8

135

84

30

54

Расход  охлаждающего воздуха Q=0,5*Qном=47,5 м3/мин

450

100,25

45,25

55

76

35,5

40,5

600

141,3

50,3

91

87

37

50

750

189,5

49,5

140

110

34

76

 


Согласно результатам таблицы 7.1 строятся зависимости температуры коллектора тягового двигателя от температуры его компенсационной обмотки для двух режимах охлаждения.

 


По построенным зависимостям температуры коллектора от температуры компенсационной обмотки можно контролировать температуру коллектора в пределах температур от 60 до 75 °С.

В данном интервале температур наблюдается благоприятная работа контакта щётка-коллектор.

 


8 Заволакивание коллекторов тяговых электродвигателей при          

изменении их температуры

Результаты статического анализа внешних условий эксплуатации и частоты образования затяжек коллекторов двигателей локомотивов депо Сибири свидетельствует о наличие тесной связи между  скоростью заволакивания двигателя и температурой окружающего воздуха (tв). Температура как всего двигателя, так и коллектора изменяется с изменением (tв), размах которой превышает 80 °С. Для определения температуры коллекторов двигателей выполнены измерения в опытных поездках с электровозами нескольких  депо. [14]

Использован косвенный метод измерения средней температуры поверхности коллекторов (tк) при помощи датчика с термосопротивлением установленного на расстоянии 0,5 мм над поверхностью коллектора. градуировка датчика проведена путём сравнения его показаний с данными термометра, установленного на поверхности коллектора, при обдуве и без него. В поездах сопротивление датчиков определялось периодически через 1-2 минуты. Для уменьшения погрешности измерения на всех остановках производилось измерение температуры коллекторов ртутными термометрами, контактными датчиками с термосопротивлениями и сравнение полученных данных с показаниями бесконтактных датчиков.

Перед испытаниями на всех контрольных двигателях выполнялись замеры расхода охлаждающего воздуха и при необходимости, регулировка вентиляционной системы.

В связи с различием температуры коллекторов отдельных двигателей и загрузок по току проведены опытные поездки с поездами разных масс, числа осей и рода груза, в каждой из которой определялась температура одного из двигателей электровоза.

При обработке результатов экспериментов превышающей температуры коллекторов (τк) над температурой воздуха(tв) определялась по формуле:

          τк= tк- tв.                     (52)

Среднее значение τк каждого типа двигателя определено по формуле.

Величина, характеризующая точность значений, находилась из выражения:

                          Δτ=t*σ/,                             (53)

где t- критерий Стьюдента при числе степеней свободы f=n-1, и вероятности р=0,95;

n- число испытаний.

Результаты расчета  τк и Δτ проводились на основании опытных поездок. Расчеты проводились для нескольких депо, для разных серий электровозов и тяговых двигателей, на участках обращения с различным профилем пути. Результаты испытаний приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Превышение температуры коллекторов для двигателей разных типов

Депо

Серия электровоза, тип двигателя

Участок обращения

Количество наблюдений

τк + Δτ, °С

Поездки

Измерения

А

Вл-10, ТЛ-2К1

Равнинный

23

1438

35,2    2,9

Б

Вл-10, ТЛ-2К1

Горный

21

1365

37,8    3,0

В

Вл-80т, НБ-418К

Холмистый

19

1126

50,7    3,1

Г

Вл-80к, НБ-418К

холмистый

16

1053

47,5    3,2

В экспериментах определялись «статические» (при длительной работе с установившейся плотностью тока) вольтамперные характеристики (ВАХ). Определение падения напряжения (ΔU), в контакте, проводились измерением напряжения между рабочей и вспомогательной щётками. Измерения температуры коллектора производились медиоконстановой термопарой, встроенной в измерительную щётку на высоте 1,5 мм от коллектора.

Перед определением (ВАХ) и коэффициентом трения в контакте, выполнялись обточка, шлифовка, полировка коллекторов, притирка щёток, наработка политуры и охлаждение коллектора до температуры окружающей среды. В начале испытания и при повышении (tк) на каждые 10 °С после стабилизации ΔU определялась мощность приводного двигателя при поднятых и опущенных рабочих щетках и плотности тока j=5 А/см2. затем коллектор охлаждался и эксперимент повторялся при другой плотности тока      j=0,03…10 А/см2.

После выполнения испытаний со щётками одной марки проводились испытания со щётками другой марки.

Коэффициент трения (f) в контакте рассчитывали по формуле:

F=ΔРмех/*Sщ*Vк,                         (54)

где  ΔРмех – механические потери на коллекторе, определяемые разницей мощности приводного двигателя при рабочих щётках и без них;