Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей


 


Владельцы патента RU 2496100:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей. Стенд содержит дизель-генераторную установку, регулируемую дистанционно от контроллера машиниста и соединенную через статический преобразователь частоты с электродвигателем, якорь которого соединен через тяговый редуктор с колесной парой, колеса которой опираются на каток, связанный с маховиком и электрической нагрузочной машиной. На статоре тягового электродвигателя установлен индукционный нагреватель, охватывающий статор, закрытый теплоизоляционным материалом, а к тяговому электродвигателю подсоединены система контроля температуры его обмоток и система обдува. При проведении ускоренных испытаний включается индукционный нагреватель, который закрыт теплоизоляционным экраном сверху. При этом повышается температура обмоток тягового электродвигателя до момента возникновения проскальзывания колес колесной пары, что приведет к буксованию и, в дальнейшем, фрикционным автоколебаниям. Температура начала этого процесса фиксируется. Затем индукционный нагреватель выключается и включается мотор-ветилятор, подавая по воздухопроводу воздух к обмоткам тягового электродвигателя, что приводит его температуру к исходному состоянию. Технический результат заключается в обеспечении ускорения испытаний и приближении условий моделирования к эксплуатационным, при одновременном снижении энергозатрат. 1 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для исследования динамических процессов в тяговом приводе.

Известен стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий по крайней мере один электродвигатель, характеристика которого аналогична характеристике тягового электродвигателя локомотива, а вал якоря фрикционно связан с установленным в подшипниковых опорах валом, несущим маховик, имитирующий массу поезда, и электрическую нагрузочную машину, имитирующую тяговою нагрузку, вал якоря которой связан с упомянутым валом, несущим маховик [1].

Недостатком указанного стенда является то, что на нем невозможно имитировать процессы боксования автоколебаний, возникающих в тяговом приводе локомотива при его совместной работе с колесными парами.

Известен стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий дизель-генераторную установку, электрически связанную с двигателем колесной пары, ось которой посредством цилиндрического редуктора связана с выходным валом тягового электродвигателя, катки, каждый из которых связан с соответствующим колесом колесной пары, смонтированный на оси катков маховик, имитирующий массу поезда, и электрическую нагрузочную машину, имитирующую тяговую нагрузку [2].

Недостатком данного стенда является то, что он не в полной мере воспроизводит эксплуатационные условия, в частности, не обеспечивает проскальзывание и потери сцепления одним из колес колесной пары и не позволяет получить режимы автоколебаний в тяговом приводе.

Известен стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий по крайней мере один электродвигатель, характеристика которого аналогична характеристике тягового электродвигателя локомотива, а вал якоря электродвигателя фрикционно связан с валом, несущим маховик, имитирующим массу поезда, посредством колесной пары с колесами различных диаметров, и электрическую нагрузочную машину, имитирующую тяговую нагрузку, вал якоря которой, связан с упомянутым валом, несущим маховик [3].

Недостаток указанного стенда заключается в том, что он не в полной мере воспроизводит эксплуатационные условия, то есть не обеспечивает учет влияния изменения механической жесткости асинхронного электродвигателя при изменении температуры обмоток статора и ротора на процессы боксования и автоколебаний.

Кроме этого в известных стендах невозможно исследовать:

- скорость проскальзывания колеса по рельсу при жестких тяговых характеристиках, которая при жестких тяговых характеристиках не достигает больших значений; форму тяговой характеристики, при которой в динамических режимах незначительное изменение частоты вращения колесной пары приводило бы к резкому снижению сил тяги, т.е. целесообразно увеличивать жесткость тяговых характеристик [4].

- влияние случайно возникшего боксования колесной пары, имеющей двигатель с мягкой характеристикой, на развитие и переход его в разносное боксование [5]. Процессы боксования и автоколебаний в основном происходят в диапазоне низких частот питающего напряжения асинхронного электродвигателя.

- влияние увеличения температуры обмоток асинхронного двигателя на уменьшение критического момента, особенно при низких частотах питающего напряжения. Абсолютное критическое скольжение с повышением температуры возрастает, что приводит к существенному смягчению механических характеристик [6].

Цель изобретения - обеспечение ускоренных испытаний, расширение функциональных возможностей стенда и приближение условий моделирования к эксплуатационным, а именно оценка влияния температурного состояния электродвигателя, питаемого от дизель-генераторной установки, на процессы боксования и автоколебаний при одновременном снижении энергозатрат.

Указанная цель достигается на стенде для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий дизель-генераторную установку, регулируемую дистанционно от контроллера машиниста и соединенную через статический преобразователь частоты со звеном постоянного тока с электродвигателем, якорь которого соединен через тяговый редуктор с колесной парой, колеса которой могут иметь различные диаметры и опираются на каток, связанный с маховиком и электрической нагрузочной машиной, нагрузочные устройства, отличающийся тем, что на статор тягового электродвигателя установлен индукционный нагреватель, охватывающий статор, закрытый теплоизоляционным материалом, а к тяговому электродвигателю подсоединены система контроля температуры его обмоток и система обдува тягового электродвигателя, состоящая из воздухопровода, мотор-вентилятора с системой управления им.

На фигуре изображена принципиальная схема стенда для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей.

Стенд содержит дизель-генераторную установку 1, регулируемую дистанционно от контроллера 2 машиниста, соединенную через статический преобразователь 3 частоты со звеном постоянного тока, тяговый электродвигателем 4, якорь которого соединен через тяговый редуктор 5 с колесной парой 6, колеса 7 и 8, которые могут иметь сменные бандажи, что обеспечивает возможность моделирования совместной работы тягового привода с колесными парами, имеющими различную величину и характер износа колес, и опираются на каток 9, связанный с маховиком 10 и электрической нагрузочной машиной 11, нагрузочные устройства 12. На статор тягового электродвигателя 4 установлен индукционный нагреватель 13, охватывающий статор и закрытый теплоизоляционным материалом 14.

К тяговому электродвигателю 4 подсоединены система контроля температуры 15 его обмоток и система обдува тягового электродвигателя 4, состоящая из воздухопровода 16, мотор-вентилятора 17 с системой управления им 18.

Стенд работает следующим образом.

Дизель-генераторная установка 1 вырабатывает электроэнергию, регулируемую дистанционно от контроллера 2 машиниста, подаваемую через статический преобразователь 3 частоты со звеном постоянного тока (нерегулируемый выпрямитель и собственно инвертор напряжения), на тяговый электродвигатель 4 дизель-генераторной установки 1.

Регулируемое по амплитуде и частоте напряжение с выхода преобразователя 3 поступает на тяговый электродвигатель, якорь которого соединен через тяговый редуктор 5 с колесной парой 6. Колесная пара 6 через колеса 7 и 8 опирается на каток 9, связанный валом с маховиком 10, имитирующим массу поезда, и нагрузочной машиной 11, которая имитирует тяговую нагрузку поезда. Нажимное устройство 12 вводится в действие после запуска стенда и имитирует сцепной вес испытываемого локомотива.

При проведении ускоренных испытаний включается индукционный нагреватель 13, который закрыт теплоизоляционным экраном 14 сверху. При этом повышается температура обмоток тягового электродвигателя 4 до момента возникновения проскальзования колес 7 и 8 (одинакового диаметра) колесной пары 6, что приведет к боксованию и, в дальнейшем, фрикционным автоколебаниям. Температура начала этого процесса фиксируется с помощью система контроля температуры 15 обмоток электродвигателя 4.

Затем индукционный нагреватель 13 выключается и включается мотор-ветилятор 17, регулируемый системой управления 18, подавая по воздухопроводу 16 воздух к обмоткам тягового электродвигателя 4, что приводит его температуру к исходному состоянию.

После этого изменяется сила нажатия колес 7 и 8 на каток 9 с помощью нажимного устройства 12. Определение температуры при возникновении начала боксования повторяется.

Таким образом, можно определить область существования режимов боксования и автоколебаний в зависимости от температуры обмоток электродвигателя и от величины сцепления колес 7 и 8 с катком 9, определяемой силой действия нажимного устройства 12.

При использовании колес 7 и 8 колесной пары 6 различного диаметра по вышеприведенному методу определяется область существования режимов боксования и автоколебаний в зависимости от разности диаметров колес 7 и 8 и от температуры обмоток электродвигателя 4 и от величины сцепления колес 7 и 8 с катком 9, определяемой силой действия нажимного устройства 12.

Таким образом, использование указанного стенда в связи с применением индукционного нагревателя, обеспечивающего быстрый прогрев обмоток электродвигателя, позволяет в ускоренном режиме расширить его функциональные возможности при минимуме энергозатрат и приблизить условия моделирования к эксплуатационным, а именно, оценить процессы боксования и автоколебаний с учетом теплового состояния электродвигателя при одновременном снижении энергозатрат.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №677786, кл. G01M 17/00,1944.

2. Челноков Н.Н., и др. Стенды для испытаний подвижного состава железных дорог. М., НИИ Информтяжмаш, 1966, 11-66-4, с.19.

3. Авторское свидетельство СССР №712726, кл. G01M 17/00, 1978, опубл. Б.Н, - 30.01.80 №4.

4. Тулупов В.Д. Автоматическое регулирование сил тяг и торможения электроподвижного состава. М., Транспорт, 1976, с.51-52, 368 стр.

5. Розенфельд В.Е., И.П. Исаев, Н.Н. Сидоров «Теория электрической тяги», М., Транспорт, 1983, 328 с., с.31-32.

6. Ю.Б. Напара, С.А. Плитуенко «Влияние температуры обмоток асинхронного тягового двигателя на величину критических значений момента и абсолютного скольжения».

Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий дизель-генераторную установку, регулируемую дистанционно от контроллера машиниста и соединенную через статический преобразователь частоты со звеном постоянного тока с электродвигателем, якорь которого соединен через тяговый редуктор с колесной парой, колеса которой могут иметь различные диаметры и опираются на каток, связанный с маховиком и электрической нагрузочной машиной, нагрузочные устройства, отличающийся тем, что на статор тягового электродвигателя установлен индукционный нагреватель, охватывающий статор, закрытый теплоизоляционным материалом, а к тяговому электродвигателю подсоединены система контроля температуры его обмоток и система обдува тягового электродвигателя, состоящая из воздухопровода, мотор-вентилятора с системой управления им.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автомобилестроению, к области обеспечения безопасности автомобиля, водителя и пассажиров. Краш-испытания проводят в два этапа.

Изобретение относится к конвейеростроению, а именно к стендам для исследования параметров улавливания оборвавшейся ленты наклонного конвейера с желобчатыми опорными роликоопорами на грузонесущей ветви конвейерной ленты при использовании подвесных канатных ловителей, которые отличаются от других типов ловителей простотой конструкции и надежностью срабатывания при обрыве конвейерной ленты.

Изобретение относится к подкрановым конструкциям с тяжелым интенсивным режимом работы мостовых кранов. .

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к стендам для исследования параметров ленточных конвейеров, и может быть использовано для исследования параметров подвесной конвейерной ленты глубокой желобчатости и ее опорных устройств в виде дисковых роликов, взаимодействующих со снабженными выступами бортами грузонесущей ветви конвейерной ленты.

Изобретение относится к конвейеростроению, а именно к стендам для исследования параметров ленточных конвейеров с подвесной лентой с увеличенной желобчатостью грузонесущей ветви при опирании ее бортов на боковые опорные роликовые устройства.

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к стендам для исследования параметров ленточных конвейеров, и может быть использовано для исследования и выбора параметров ленты с поперечными перегородками для крутонаклонного ленточного конвейера.

Изобретение относится к стендам для исследования параметров ленточного конвейера, а именно для исследования параметров его линейного привода с прижимными роликами, обеспечивающим увеличение реализуемого приводом тягового усилия, сообщаемого грузонесущей ветви конвейерной ленты.

Изобретение относится к электромагнитным испытаниям транспортных средств на уровень излучаемой ими напряженности электромагнитного поля. .

Изобретение предназначено для исследования системы колесо-рельс. Катковый стенд содержит раму (1), установленную в бетонном фундаменте, на основании рамы (4), на разрыве рельсового пути (3), закреплен имитатор рельсового пути (5), содержащий два катка (6), установленные в опорах, выполненных на подшипниках качения (8). Имитатор нагрузок (10) включает в себя: рессорное подвешивание (11), боковые (15), вертикальные (13) и горизонтальные (14) гидропульсаторы, датчики угла поворота (18) и имитации вертикальных и горизонтальных неровностей пути и перекоса ходовой тележки (19), установочный элемент в виде каретки (22). Привод катков (7) от регулируемого электродвигателя (12), установленного в имитаторе рельсового пути, с возможностью поворота от гидропульсаторов (17). Один каток или оба катка (6) установлены в эмитаторе рельсового пути (5) на основании (4) рамы (1) при помощи подвижной платформы (23), с направляющими (24) с возможностью перемещения вдоль оси рельсового пути (3), привода винтовой передачи (25) с редуктором и электродвигателем (26) установки. Достигается повышение достоверности испытаний и эффективности стенда, расширение его технических возможностей. 2 ил.

Стенд содержит опорную раму (1), на которой закреплен своими концами отрезок ленты (2), имитирующей ленту промежуточного линейного привода, опирающийся на две желобчатые опоры (3, 4). На верхней поверхности ленты над желобчатыми опорами закреплены сменные поперечные перегородки, каждая из которых состоит из средней (5) и двух боковых частей (6) с зазорами (7, 8) между ними. Сверху с возможностью опирания на перегородки и ленту размещен отрезок конвейерной ленты (9). Один конец отрезка конвейерной ленты с помощью огибаемого отклоняющий блок (10) каната (11) соединен с подвеской (12) с размещенными на ней сменными грузами (13). Другой конец соединен с прибором (14) для измерения натяжения конвейерной ленты (9) и приводом (15) ее продольного смещения. Обеспечивается возможность определения параметров промежуточного привода для конвейера. 2 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к конструкциям испытательных стендов, связанных с доводкой и определением ресурса автомобилей, строительно-дорожных машин, колесных тракторов. Стенд содержит основание (1), установленный на стойках (2) с помощью регулировочных прокладок (3) опорный беговой барабан (4). Барабан (4) имеет дополнительную ось (5), расположенную со смещением от геометрической оси 6 барабана (4). Стенд снабжен тормозным колесом (8), выполненным в виде пневматической шины, неподвижно закрепленной относительно основания (1). Технический результат - расширение технологических возможностей путем испытаний транспортного средства заданным нагружающим моментом и одновременным воздействием вибраций, а также постоянным нагружающим моментом. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электрическим испытаниям на восприимчивость к электромагнитному полю промышленной частоты (ЭМППЧ) изделий электрооборудования автотранспортных средств (АТС). Способ испытаний изделий электрооборудования и/или электронных систем АТС на восприимчивость к ЭМППЧ, заключается в том, что испытуемые изделия устанавливают отдельно на испытательный стенд или в бортовую сеть АТС, после чего подвергают их непрерывному воздействию ЭМППЧ. Испытываемые изделия АТС во время непрерывного воздействия ЭМППЧ подвергают некоторому количеству циклов включения/выключения, которое выбирают из формулы. Решение позволяет достоверно оценить электромагнитную стойкость изделий электрооборудования в момент их включения. 1 ил.

Изобретения относятся к измерительным системам. При движении летательного аппарата (ЛА) по аэродрому до момента взлета и от момента посадки до остановки ЛА измеряют температуру и давление в каждой шине шасси, сравнивают текущие величины давления и температуры в каждой шине с заданной величиной, сравнивают текущие величины давления и температуры в m сдвоенных шинах стоек шасси между собой, записывают информацию о давлении и температуре в каждой шине в бортовой накопитель информации. При разнице величин давления или температуры в каждой из шин и в m сдвоенных шинах на величину более заданной, обеспечивают информирование об этом экипажа ЛА. Устройство содержит установленные на борту ЛА два устройства обнаружения, устройство сбора информации, бортовое устройство, блок сигнализации аварийного состояния, блок питания, блок датчиков, индикатор тревоги. Блок датчиков состоит из блока концевых выключателей шасси ЛА, датчика движения, высотомера. В устройство дополнительно введены информационные датчики, по одному на каждое колесо шасси. Повышается качество контроля технического состояния шин шасси ЛА. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытанию и техническому диагностированию машин, в частности к устройствам для измерения силы тяги на крюке транспортной машины. Динамометр для тяговых испытаний машин содержит опорный и прижимной диски с проушинами, цилиндр с размещенной в нем камерой сжатия, заполненной маслом, поршень со штоком, манометр и датчик давления. Полость камеры сжатия сообщена с полостью манометра, а также с датчиком давления. Опорный диск выполнен в виде корпуса, в котором размещен цилиндр с камерой сжатия, заполненной маслом, и поршень со штоком. Шток выполнен в виде толкателя и установлен в корпусе соосно с поршнем и с возможностью взаимодействия с ним. Прижимной диск выполнен в виде шкворня тормозного устройства, который имеет возможность взаимодействия с толкателем. В корпусе выполнены две проушины, одна из которых под шкворень тормозного устройства в виде продольной прорези, а другая под шкворень испытываемой машины - в виде отверстия. Достигается упрощение конструкции динамометрического устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области транспортных средств (ТС), более конкретно к способам определения акустических характеристик салонов ТС, и может быть использовано при акустической доводке проектируемых образцов ТС. Способ определения акустических характеристик салона ТС заключается в измерении в дорожных условиях уровня шума в салоне и сравнении его с нормативным значением, выборе ТС с салоном, удовлетворяющим нормативному уровню шума, проведении его дополнительных дорожных испытаний с записью источников шума шасси, установлении выбранного ТС на площадке и облучении его со стороны внешней поверхности пола салона записанным шумом, измеряя при этом уровень шума в салоне и получая спектральные характеристики. После чего облучают опытный образец салона тем же шумом и по разности уровней и спектров определяют достаточность либо недостаточность звукоизолирующих свойств пола опытного салона. Достигается оперативность получения данных по звукоизолирующим свойствам конструктивных элементов салона и минимизация затрат. 1 ил.

Изобретение относится к электрическим испытаниям электрооборудования на восприимчивость к электромагнитному воздействию. Способ испытаний микропроцессорной системы управления двигателем автотранспортного средства на восприимчивость к электромагнитному воздействию, в котором испытуемую систему управления в составе транспортного средства подвергают импульсному воздействию электромагнитного излучения с помощью генератора грозового разряда. Испытуемую систему подвергают воздействию заданного количества несинхронизированных импульсов электромагнитного излучения, при этом количество импульсов электромагнитного излучения рассчитывают из формулы. Решение позволяет более достоверно оценить электромагнитную стойкость системы управления двигателем. 1 ил.

Изобретение относится к наземным имитационным испытаниям космических аппаратов (КА), а именно многозвенных маложестких механических систем изделий космической техники. Устройство для обезвешивания многозвенной механической системы КА содержит закрепленные на КА поворотные секции, расположенные в плане над соответствующими звеньями механической системы и связанные с ними посредством регулируемых пружин обезвешивания, трансформируемую опорную конструкцию из горизонтальных несущих штанг с кронштейнами, поворотные секции. Наименее удаленная от КА несущая штанга закреплена на КА, а наиболее удаленная от КА несущая штанга посредством опорной стойки опирается на пол помещения. Трансформируемая опорная конструкция снабжена фиксаторами взаимного положения несущих штанг, несущие штанги снабжены Г-образными упорами, опирающимися на пол помещения, кронштейны размещены на несущих штангах с возможностью взаимодействия и фиксации с поворотными секциями в их наиболее удаленных от космического аппарата концах. КА с закрепленным на нем устройством для обезвешивания многозвенной механической системы устанавливают на место проведения испытаний, проводят установку и фиксацию необходимой конфигурации опорной трансформируемой конструкции в горизонтальной плоскости, последовательно фиксируют положения поворотных секций системы обезвешивания в горизонтальной плоскости. Изобретение позволяет повысить функциональные и эксплуатационные характеристики устройств для испытаний многозвенных маложестких механических систем изделий космической техники. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к методам испытаний, в частности к методам неразрушающего контроля. Определяют дефектность изделия методом неразрушающего контроля (критические размеры χкp дефектов в режиме эксплуатации и допустимые в эксплуатации размеры [χ]d.э. дефектов, Nобн, вероятность обнаружения дефектов Pвод сущ, исходную дефектность Nисх, остаточную дефектность Nост до начала эксплуатации, остаточную дефектность изделия после ремонта, если таковой проводился, выявленных дефектов существующими методами контроля). Определяют остаточную дефектность на момент достижения времени контроля при исходной периодичности Псущ, которая изменится из-за подроста дефектов во время эксплуатации. Величину перемещения остаточной дефектности определяют расчетным путем в зависимости от механизма и условий эксплуатации. Полученную новую кривую принимают за предельную кривую остаточной дефектности, которую нельзя превысить при новой периодичности Пнов. Предельную кривую остаточной дефектности используют для определения требований к новому ЭНК. Достигается увеличение периодичности эксплуатационного неразрушающего контроля без снижения надежности изделия. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх