2.1 Анализ неисправностей и условия работы тягового
электродвигателя (ТЭД) ЭД 118 - А
Эксплуатационная надежность тяговогоподвижного состава в большой степени зависит от надежности его электрических машин и в первую очередь его тяговых двигателей. Именно поэтому их техническому состоянию должно уделяться особое внимание.
К факторам, определяющим условия работы тяговогоподвижного состава, относят: динамические усилия, возникающие в механической части и передаваемые на электрооборудование при движении локомотивов; токи, вызывающие нагрев элементов электрической цепи; высокие напряжения, приложенные к токоведущим частям, иногда приводящие к пробоям и перекрытиям изоляционных частей и воздушных промежутков.
Динамические усилия, возникающие при прохождении колесами различных неровностей пути, могут сообщать тяговым двигателям динамические инерционные ускорения, достигающие 10 – 15 величин ускорения при опорно-осевой подвеске. Особенно велики эти силы при низких температурах, когда верхнее строение пути становится более жестким, а также при больших скоростях движения.
Под действием этих сил в деталях тяговых двигателей возникают ударные мгновенные напряжения, которые вызывают ослабление соединительных узлов, появление трещин и приводят к повышенному износу трущихся частей. При наличии в двигателях несбалансированных элементов возникает вибрация, дополнительно ухудшающая работу тяговых двигателей и ускоряющая появление повышенного износа элементов машин и возможных их поломок. Помимо непосредственного воздействия на механические элементы тяговых двигателей, эти силы нарушают нормальную работу щеточного аппарата. Подпрыгивание щеток ухудшает качество щеточного контакта, приводит к усилению искрения под щетками, значительно ухудшает и без того достаточно трудные условия коммутации, способствует появлению неравномерной выработки рабочей поверхности коллектора и повышенному износу самих щеток.
Значительное повышение напряжения наблюдается также на зажимах тяговых двигателей, связанных с боксующими колесными парами.Повышенное напряжение на коллекторе машины приводит к увеличению межламельного напряжения, что ухудшает ее коммутационную устойчивость и может вызвать появление электрических дуг между отдельными коллекторными пластинами, а при определенных условиях и образование кругового огня на коллекторе. При значительных всплесках напряжения, подводимого к двигателям, повышается межвитковое напряжение в его обмотках, что может привести к пробою их витковой изоляции. Одновременно возрастает потенциал отдельных токоведущих элементов машин, в результате чего может произойти пробой их изоляции (например, изоляции кронштейна щеткодержателя, покровной изоляции обмоток, изоляции соединительных проводов, выводных кабелей) или переброс электрической дуги с токоведущих на заземленные части электрической машины.
Перегрузки тяговых двигателей могут возникать в моменты трогания поезда (особенно при тяжеловесных составах), при прохождении им участков пути с большими затяжными подъемами, боксовании (на двигателях, связанных с не боксующими колесными парами), в результате ошибочных действий локомотивной бригады при управлении локомотивом и в отдельных аварийных режимах. Любые, даже кратковременные, перегрузки отрицательно влияют на коммутационную устойчивость двигателей, приводят к усилению искрения под щетками.
Круговой огонь может возникнуть также и в результате быстрого нарастания тока при переходных процессах, протекающих в тяговых двигателях. Наиболее опасны переходные режимы, возникающие в результате образования кругового огня на соседнем, параллельно включенном двигателе [3].
Частота вращения якорей тяговых двигателей в процессе эксплуатации изменяется в широких пределах. Так, при значительном уменьшении нагрузки она может вдвое превысить номинальную и в еще большей степени при боксовании связанной с двигателем колесной пары. Возникающие при этом большие центробежные силы могут вызвать повреждение валов якорей тяговых двигателей, ослабление или повреждение якорных бандажей.
Кроме перечисленных воздействий, определяемых рабочими режимами тяговых двигателей, на них воздействуют и условия окружающей среды.
Окружающая среда с ее загрязненностью, влажностью, сезонными колебаниями температуры и атмосферными разрядами значительно ухудшает и без того трудные условия работы тяговых двигателей. Влага, попадая вместе с охлаждающим воздухом, а также через возможные неплотности между крышками коллекторных или смотровых отверстий и остовом внутрь двигателя, проникает в поры изоляции его обмоток, вызывает отсыревание изоляции, снижает ее электрическую прочность и создает условия для возникновения теплового или электрического пробоя изоляции.
При низких температурах влага окружающего воздуха конденсируется, в результате чего коллекторы тяговых двигателей покрываются инеем, обледеневают, щетки примерзают к окнам щеткодержателей, что приводит к ухудшению щеточного контакта, повышенному искрению под щетками, а иногда и к их излому.
Проникшая в машину пыль загрязняет коллектор и щеточный аппарат и также способствует появлению повышенного искрения на коллекторе.
Немаловажен и тот факт, что каждый неплановый ремонт электрической машины, как бы качественно он не был бы выполнен, всегда приводит к сокращению ее срока службы. Пример тому – обточки коллектора, сопровождающиеся снятием определенного слоя металла и, следовательно, уменьшением его диаметра, что приводит к необходимости его преждевременной замены.
В якорях электрических машин под действием динамических ударов от неровностей пути, центробежных сил и вибраций могут возникать повышенные износы, трещины, забоины и задиры. Одновременно резкие колебания напряжения, значительные броски тока могут вызывать в машинах повышенное искрение, перебросы электрических дуг. Это, в свою очередь, будет приводить к прожогам и оплавлениям
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.