Электродинамический способ прогрева и сушки локомотивных тяговых электродвигателей

Изобретение относится к системам прогрева и сушки узлов транспортных средств с электрическими приводами и конкретно для прогрева и сушки тепловозных и электровозных электродвигателей (ТЭД) в холодное время года. Для осуществления предложенного способа в автономном состоянии двухсекционного локомотива на одной из секций (ведомой) все электродвигатели переключают в генераторный режим с нагрузкой через короткозамкнутую силовую цепь, а на другой (ведущей) секции обеспечивают функционирование электродвигателей в штатном тяговом режиме с током их нагрузки не более допустимого значения. При этом, условие самовозбуждения ТЭД, переведенных в генераторный режим, обеспечивают путем реверсирования полярности обмоток последовательного возбуждения. Предусмотрено также исключение функционирования штатной системы охлаждения ТЭД на тепловозах путем зашторивания всасывающих патрубков, а на электровозах - путем отключения вентиляторных электродвигателей. Технический результат заявленного изобретения заключается в снижении затрат на оборудование и сокращении простоев локомотивов на ремонтах, связанных с сушкой узлов ТЭД. 2 ил.

 

Изобретение относится к системам прогрева и сушки узлов транспортных средств с электрическими приводами и конкретно для прогрева и сушки тепловозных и электровозных тяговых электродвигателей (ТЭД) в холодное время года. Такое необходимое мероприятие поясняется тем, что при постановке локомотивов в теплое ремонтное помещение с относительно «холодными» ТЭД возникают условия образования «точки росы» и, как следствие, происходит значительное увлажнение изоляции узлов ТЭД, приводящее к снижению ее сопротивления ниже допустимой нормы.

С целью недопущения образования «точки росы» требуется перед постановкой локомотивов в теплое ремонтное помещение прогревать электродвигатели до температуры +10÷15°C, а с целью сушки увлажненной изоляции требуется прогревать электродвигатели до температуры 90÷100°C.

Из числа известных способов прогрева и сушки тяговых электродвигателей наиболее эффективным является способ, при котором тепловыделение обеспечивается в процессе токовой нагрузки ТЭД. Такой способ нагрузки используется при электродинамическом торможении электродвигателями локомотива, переключенными в генераторный режим с нагрузкой посредством тормозных резисторов [1]. Однако такой способ для прогрева и сушки возможен только при наличии кинетической энергии поезда.

Для прогрева и сушки тяговых электродвигателей двухсекционных локомотивов при их автономном состоянии вполне приемлем электродинамический способ при котором, в отличие от электродинамического способа торможения, на одной секции (ведомой) все электродвигатели переключают в генераторный режим с нагрузкой через короткозамкнутую силовую цепь, а на другой (ведущей) секции обеспечивают функционирование электродвигателей в штатном тяговом режиме с током их нагрузки не более допустимого значения. При этом условие самовозбуждения ТЭД, переключенных в генераторный режим, обеспечивается путем реверсирования полярности обмоток последовательного возбуждения. Для повышения эффективности прогрева и сушки дополнительно предусматривается исключение функционирования штатной системы охлаждения ТЭД на обеих секциях локомотива. Такое условие достигается на электровозах за счет отключения электродвигателей вентиляторов, а на тепловозах - за счет зачехления всасывающих патрубков систем охлаждения.

В качестве примера в упрощенном варианте на фиг.1 и 2 приведены варианты электродинамического прогрева и сушки двухсекционного локомотива при движении его в разных направлениях.

По чертежам видно, что электродвигатель 1 ведущей секции «А» (см. фиг.1) после включения контакторов К и П запитывается от источника энергии 3 и, тем самым, сохраняется штатный тяговый режим секции «А». На ведомой секции «Б» для обеспечения условия самовозбуждения ТЭД предварительно производится реверсирование обмоток возбуждения, а также выводные клеммы потенциалов (+) и (-) электродвигателя 2 замыкаются накоротко посредством перемычки 5. Тем самым, после включения контактора П, электродвигатель 2 переходит в генераторный режим работы с нагрузкой через силовую короткозамкнутую цепь.

При изменении направления движения локомотива (см. фиг.2) по штатной схеме реверсирования изменяется направление вращения электродвигателя 1 ведущей секции «А» и одновременно меняется полярность обмоток последовательного возбуждения электродвигателя 2 ведомой секции «Б». За счет изменения полярности обмоток электродвигателя 2 обеспечивается, как уже отмечалось, условие самовозбуждения при работе его в генераторном режиме. Таким образом независимо от направления движения сохраняется условие самовозбуждения электродвигателя 2 ведомой секции локомотива.

В процессе прогрева или сушки увлажненных узлов ТЭД необходимо на ведущей секции контролировать и поддерживать ток нагрузки I_н не более допустимого значения [I_д]. При этом ток нагрузки ТЭД ведомой секции будет меньше ведущей на величину потерь локомотивов с электрической передачей, то есть

I_в=I_н·η_эп,

где I_в - ток нагрузки ТЭД ведомой секции;

I_Н - ток нагрузки ТЭД ведущей секции;

η_эп - КПД локомотивов с электрической передачей (η_эп=0,84-0,86).

В общем, эффективность электродинамического способа прогрева и сушки ТЭД достигается за счет его универсальности, исключения каких-либо затрат на оборудование, а также за счет исключения функционирования штатной системы охлаждения ТЭД в процессе их прогрева или сушки.

Литература

1. Тихменев Б.Н., Трахман Л.М. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. Теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты. Учебник для вузов ж.-д. трансп. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980 - с.147-149.

Электродинамический способ прогрева и сушки локомотивных тяговых электродвигателей (ТЭД) постоянного тока последовательного возбуждения путем переключения их в генераторный режим с нагрузкой через тормозные резисторы, отличающийся тем, что в автономном состоянии на одной из секций (ведомой) двухсекционного локомотива все электродвигатели переключают в генераторный режим с нагрузкой через короткозамкнутую силовую цепь, а на другой (ведущей) секции обеспечивают функционирование электродвигателей в штатном тяговом режиме с током их нагрузки не более допустимого значения, и при этом условие самовозбуждения ТЭД, переведенных в генераторный режим, обеспечивают путем реверсирования полярности обмоток последовательного возбуждения, а также в процессе прогрева исключают функционирование штатной системы охлаждения тяговых электродвигателей на обеих секциях локомотива.