ТРАНСВУЗ-2015.Часть 1

Ремонт и динамика подвижного состава

Так, движение подвижного контакта на включение в БВП-5 происходит посредством поступательного движения поршня привода, а удержание контактов в замкнутом состоянии сохраняется за счет питания удерживающей катушки, что в ВАБ-55 осуществляется посредством механизма защелки через систему рычагов от пневматического привода и электромагнита, а нажатие контактов обеспечивается контактной пружиной.

Также следует отметить изменения в конструкции отключающего электромагнита и в принципе регулирования тока уставки, благодаря которым защитное отключение выключателя не зависит от полярности тока, а регулировка тока уставки проводится путем изменения нажатия пружины регулировочным винтом без подключения силовой цепи к многоамперному агрегату [2].

За время работы выключателя ВАБ-55 на электровозах 2ЭС6 аппарат совершенствовался по мере проявления той или иной характерной неисправности в эксплуатации и создания конструктивного решения для ее исправления. На электровозах серии 2ЭС6 с номерами с 1 по 150 приписки депо Свердловск-Сортировочный устанавливались ВАБ-55 первого исполнения, на которых проявлялся ряд характерных дефектов и неисправностей (рис. 2):

Рис. 2. Элементы конструкции, подвергшиеся модернизации

210

ТРАНСВУЗ – 2015

–деформация или излом тяги, поддерживающей защелку в зацеплении с валиком, по причине усталости металла при диаметре тяги в месте неисправности около 6 мм;

–нарушение регулировки нажатия контактной пружины за счет вывертывания болта, фиксирующего регулировочную гайку.

На электровозах серии 2ЭС6 с номерами 151 и выше выключатели ВАБ55 таких неисправностей не встречаются вследствие конструктивных доработок проведенных заводом-изготовителем, а именно увеличения диаметра тяги защелки до величины 8 мм и изменения конструкции регулировочной гайки соответственно (рис. 3).

а – тяга защелки; б – регулировочная гайка начального исполнения и неисправная катушка удерживающего электромагнита; в – регулировочная гайка модернизированной конструкции: 13 – фиксирующий болт;

29 – контрольная гайка

Рис. 3. Элементы конструкции механизма включения

Работа над совершенствованием конструкции отдельных узлов выключателя ВАБ-55 не прекращается до сих пор ввиду наличия в эксплуатации нерешенных неисправностей, таких как: перегрев и пробой изоляции катушки электромагнита, удерживающего защелку в зацеплении с валиком, а также порыв резиновой диафрагмы камеры воздушного дутья для

211

Ремонт и динамика подвижного состава

гашения малых токов. Отсутствие контроля технического состояния или его некачественное проведение и, как следствие, наличие загрязнений и токопроводящей пыли на узлах, легко подверженных таким неблагоприятным воздействиям, способствует тому, что данного рода неисправности проявляются на новых электровозах еще не прошедших ремонт в объеме ТР300, с пробегом в 150 – 200 тыс. км.

За 10 месяцев 2015 года зафиксировано 287 случаев выхода из строя электрического оборудования электровозов 2ЭС6, в том числе 67 случаев связаны с отказами коммутационных электрических аппаратов и аппаратов защиты, что составляет 1/4 от общего количества.

Рис. 4. Распределение случаев неисправности электрического оборудования электровозов 2ЭС6

Анализ отказов аппаратов защиты электровозов 2ЭС6 на ЗападноСибирской железной дороге показал следующее [4].

Быстродействующие контакторы БК-78-8Т имеют характерную неисправность – оплавление силовых контактов и повреждение электрической дугой его элементов при срабатывании с невозможностью последующего

212

ТРАНСВУЗ – 2015

включения с пульта машиниста по причине заедания механизма защелки, что свидетельствует о конструктивной недоработке данного аппарата системы защиты.

По устранению данного серийного недостатка заводом-изготовителем произведена модернизация контактора БК-078Т в части увеличения количества витков дугогасительной катушки, что частично решило проблему повреждения элементов контактора электрической дугой.

Рис. 5. Распределение случаев защитного отключения ВАБ-55 в пути следования подвижного состава по причине неисправности другого оборудования

Рис. 6. Распределение случаев неисправности аппаратов защиты электровозов 2ЭС6

213

Ремонт и динамика подвижного состава

Частые срабатывания быстродействующего контактора в режиме защиты от боксования и тормозном режиме приводят к повышенному износу и повреждению защелочного механизма контактора, так за 10 месяцев 2015 года произошло 16 случаев отказов. В качестве мероприятия в СЛД Московка введен обязательный технический осмотр быстродействующих контакторов БК-78Т при устранении последствий отключения ТЭД.

Для реле дифференциальной защиты РДЗ ЭТ характерны самопроизвольная разрегулировка тока уставки и изломы стопорной шайбы низковольтной блокировки с выпадением штока низковольтных контактов, вследствие чего отсутствие информации о включении РДЗ. При этом следует отметить, что наибольшее количество случаев неисправности РДЗ произошли при пробеге электровозов менее 400 тыс. км.

Начиная с апреля 2015 года, производится плановая замена штоков с дефектными стопорными шайбами блокировок РДЗ, предоставление ремонтных комплектов осуществляется ОАО «Уральские локомотивы».

Неисправности выключателя ВАБ-55 за 2015 год характеризуются единичными случаями, такими как: ослабление крепления оси включающей тяги, дутье пневматического клапана, обрыв цепи катушки электромагнитного вентиля ВВ-2Д-УЗ.

В СЛД Московка по случаю заведения электровоза на неплановый ремонту формируются данные по отнесению неисправности за той или иной стороной. Так, за 2015 год произошло 9 случаев выхода из строя аппаратов защиты по вине эксплуатации и 21 случай лежит по виновности на ремонтных участках сервисной компании, что составляет 50 % от общего числа неисправностей.

Обобщая вышеизложенное, следует отметить, что существенная доля отказов электрической аппаратуры электровозов вызвана эксплуатационными технологическими причинами и может быть предотвращена за счет своевременного проведения работ по поддержанию работоспособности отдельных элементов на основании результатов диагностики электрических цепей при плановых текущих ремонтах. В первую очередь это относится к силовым электромагнитным и реле защиты.

Для наиболее конструктивно сложных аппаратов, таких как быстродействующие выключатели ВАБ-55, задача повышения эксплуа-

214

ТРАНСВУЗ – 2015

тационной надежности связана с комплексным совершенствованием, как процессов периодического диагностирования, так и средств контроля технического состояния после изготовления и ремонта.

Список литературы

1.Воротилкин, А. В. Локомотивный комплекс и перспективы его развития [Текст] / А. В. Воротилкин // Локомотив. – М.: Издательство «Железнодорожное дело», 2011, – №1. – С. 2 – 5.

2.Выключатели автоматические быстродействующие типа ВАБ-УЭТМ- 55-2500/30-Л-У2. Руководство по эксплуатации 2БП.274.118 РЭ. [Текст] / Изд. ОАО «УЭТМ», 2013 г.

3.Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6. Руководство по эксплуатации [Текст] / Изд. конструкторско-исследовательского центра ОАО «СТМ», 2009, – 694 с.

4.Мельк, В. О. Повышение качества контроля тяговых электрических

аппаратов ЭПС после ремонта [Текст] / В. О. Мельк, В. А. Смирнов, С. Сотников. – Омск, 2014 г.

УДК 621.333:621.314.26:621.313.33

Д. И. Попов, Р. В. Сергеев, С. О. Руменко

МОДЕРНИЗИРОВАННАЯ СХЕМА ИСПЫТАНИЙ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МЕТОДОМ ИХ ВЗАИМНОЙ НАГРУЗКИ

Предложена схема позволяющая снизить затраты на оборудование, используемое при проведении испытаний асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки.

В настоящее время одним из основных направлений развития технической науки является разработка более надежных, энергоэффективных, и менее затратных технологий. В свою очередь актуальным направлением развития железнодорожного транспорта является внедрение асинхронного тягового привода, как более надежного по сравнению с приводом постоянного

215

Ремонт и динамика подвижного состава

тока и требующим меньших затрат на эксплуатацию. Однако внедрение асинхронного тягового привода означает и адаптацию существующей эксплуатационной базы к новым условиям работы, в том числе, внедрение новых технологий послеремонтных (приемосдаточных) испытаний тяговых двигателей. При этом внедряемые новые технологии, используемые в эксплуатации, должны удовлетворять последнему слову науки в плане энергосбережения и экономии капитальных ресурсов.

Одной из прогрессивных технологий, используемых при испытаниях электродвигателей является известный метод взаимной нагрузки, который может быть применен и при испытаниях асинхронный тяговых электродвигателей [1]. Наибольший эффект дает применение данного метода при испытании на нагрев в часовом режиме, где экономия энергии будет наиболее ощутимой. При испытаниях методом взаимной нагрузки испытательный стенд потребляет энергию из сети только на потери в электрических машинах, а также другом оборудовании, при этом не расходуется электроэнергия для создания нагрузки испытуемой машине, в отличие от других типов испытаний.

Известны различные схемы испытаний, позволяющие применить метод взаимной нагрузки при испытании асинхронных двигателей [2, 3, 4, 5].

Данная работа связана с одной из известных схем [5], которая состоит из двух однотипных преобразователей частоты 1 и 2, получающих питание от трехфазной сети, двух однотипных испытуемых асинхронных двигателей (АМ1, АМ2), механически связанных между собой посредством муфты 3 и получающих питание от преобразователей частоты. Преобразователи частоты, используемые в схеме испытаний, состоят из неуправляемых выпрямителей 1.1 и 1.2, звеньев постоянного тока 1.2 и 2.2 и управляемых инверторов 1.3 и 2.3. Связь преобразователей частоты реализуется с помощью шины постоянного тока, соединяющей звенья постоянного тока частотных преобразователей. Данная схема приведена на рис. 1.

В процессе приемосдаточных испытаний тяговых асинхронных двигателей необходимо проводить измерение сопротивления постоянному току обмоток статора, что требует использование дополнительного источника постоянного тока (аккумуляторная батарея, генератор постоянного тока,

216

Ремонт и динамика подвижного состава

Схема испытаний состоит из двух однотипных преобразователей частоты 1, каждый из которых состоит из неуправляемого выпрямителя 2, получающего питание от трехфазной сети, звеньев постоянного тока 3, управляемого инвертора 4; общей шины постоянного тока, связывающей преобразователи частоты 1 электрически; двух однотипных испытуемых асинхронных двигателей 6, механически связанных друг с другом с помощью муфты 7 и части схемы для проведения измерения сопротивления постоянному току обмоток статора, представленной следующими элементами: амперметр постоянного тока 8 и вольтметра постоянного тока 9; реостат 10 для регулирования тока, протекающего по обмотке статора при измерении сопротивления постоянному току; контакторы 11 для безопасного проведения измерения сопротивления постоянному току обмоток статора (исключение возможности подачи испытуемого напряжения на выходы преобразователя частоты); контактор 12 для подключения или отключения измерительной части схемы.

Рис. 2. Модернизированная схема испытаний асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки

218

ТРАНСВУЗ – 2015

Входы неуправляемых выпрямителей 2 преобразователей частоты 1 подсоединены к трехфазной сети, выходы неуправляемых выпрямителей 2 подсоединены к входам звеньев постоянного тока 3, выходы звена постоянного тока 3 двух преобразователей частоты подсоединены между собой с помощью общей шины постоянного тока 5, которая соединена с частью схемы испытаний для проведения измерения сопротивления постоянному току обмоток статора и входам двух однотипных управляемых инверторов 4, выходы двух однотипных управляемых инверторов 4 подсоединены к входам (обмоткам статора) двух однотипных испытуемых асинхронных двигателей 6, валы которых механически связаны между собой посредством муфты 7. Элементы части схемы предназначенной для проведения измерения сопротивления постоянному току обмоток асинхронных двигателей подключаются к общей шине постоянного тока 5 с помощью контактора 12, электрическая энергия от которого передается через последовательно подключенный амперметр постоянного тока 8, реостат 10 и параллельно подключенный вольтметр постоянному току 19 для питания испытуемой обмотки статора асинхронного двигателя 6.

Подведенное трехфазное напряжение поступает на вход неуправляемого выпрямителя 2, где оно преобразуется в постоянное напряжение. Постоянное напряжение с выхода неуправляемого выпрямителя 2 передается на вход звена постоянного тока 3. Постоянное напряжение с выхода звена постоянного тока 3 подается на вход управляемого инвертора 4, где оно преобразуется в переменное напряжение требуемой формы и частоты. Инвертированное напряжение далее подается на вход (обмотки статора) асинхронных двигателей 6. Валы асинхронных двигателей имеют механическую связь 7, за счет чего вращаются с одинаковой угловой частотой. Для реализации режима взаимной нагрузки необходимо с помощью управляемого инвертора 4 уменьшить частоту питающего напряжения подаваемого на один из асинхронных двигателей 6. Электродвигатель 6, получающий от управляемого инвертора 4 напряжение с меньшей частотой, переходит в генераторный режим. Электрическая энергия, вырабатываемая машиной, работающей в генераторном режиме, поступает через звенья постоянного тока 3 по общей шине постоянного тока 5 для питания машины, работающей в режиме двигателя 6. При этом из сети

219