Введение
1. Состояние проблемы электрической прочности изоляции обмоток яговых и вспомогательных электрических машин электроподвижного остава на современном этапе 14 .
1.1 Анализ основных видов повреждений тяговых и вспомогательных лектрических машин электровозов постоянного и переменного тока 19
1.1.1. Анализ статистических данных об отказах электровозов В Л10 19
1.1.2. Анализ статистических данных об отказах электровозов В Л15 24
1.1.3. Анализ основных видов повреждений вспомогательных электрических машин электровозов ВЛ10 31
1.2. Функциональная схема влияния различных факторов на развитие физико-химических процессов, протекающих в изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин 40
1.3. Гипотеза электрического пробоя изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин 48
1.4. Цель и задачи исследования 61
2. Физические основы надежности электрической прочности изоляции бмоток тяговых электродвигателей 68
2.1. Математические и физико-технические основы надежности электри ческой прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей 68
2.1.1. Классификация физико-химических процессов возникновения тказов обмоток тяговых электродвигателей 74
2.1.2. Общие закономерности процессов нарушения электрической проч ости изоляции обмоток тяговых электродвигателей 86
2.2. Общие закономерности процессов механического разрушения элек рической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей 91
2.2.1. Процессы механического разрушения материалов диэлектриков 96
2.2.2. Механизм образования и развития трещин в материалах диэлектриков 100
2.2.3. Влияние характера изменения нагрузки на процесс разрушения материалов диэлектриков 105
2.2.4. Воздействие поверхностно-активных веществ на процесс разрушения материалов диэлектриков 108
2.2.5. Процессы теплового разрушения материалов диэлектриков 111
2.3. Процессы электрического разрушения электрической прочности золяции обмоток тяговых электродвигателей 112
2.3.1. Электрический пробой изоляции обмоток тяговых электродвигателей 115
2.3.2. Поверхностное электрическое повреждение изоляции обмоток тяговых электродвигателей 119
2.3.3. Вероятностная оценка электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей 123
2.3.4. Тепловой пробой изоляции обмоток тяговых электродвигателей... 127
2.4. Электрическое старение изоляции обмоток тяговых электродви ателей 133
2.4.1. Термическая и окислительная деструкция материалов диэлектриков 135
2.4.2. Кинетика процессов старения электрической изоляции обмоток... 137
2.5. Выводы и предложения 143
3. Экспериментальные исследования механизма электрического про оя изоляции обмоток МПТ 147
3.1. Механизм электрического сквозного пробоя изоляции обмоток ЭД 147
3.2. Исследование процесса электрического пробоя изоляции на при ере установки для производства высоковольтных испытаний изоля оров типа П-4,5 153
3.3. Выводы и предложения 167
4. Внешние механические факторы и электрическая прочность изоля ции обмоток ТЭД 171
4.1. Динамические воздействия пути на колесно-моторный блок 171
4.2. Математические модели и методика качественной и количественной оценки вибрационного поля тяговых двигателей локомотивов 173
4.2.1. Выбор и обоснование расчетных схем электромеханической системы «Обрессоренные массы - ТЭД - рельсовый путь» 174
4.2.2. Математическая модель пространственных колебаний электровоза ВЛ-80 178
4.2.3. Математические модели динамики ТЭД 187
4.2.4. Методика качественной и количественной оценок уровней механических напряжений в изоляционном материале ТЭД 197
4.3. Качественная и количественная оценка воздействия вибраций на МБ на основе натурных испытаний электровозов в условиях эксплу тации 202
4.3.1. Классификация факторов возмущающих усилий 204
4.3.2. Количественная оценка вибрационной надежности тяговых электродвигателей НБ-418 Кб 208
4.3.3. Процесс затухания колебаний КМБ 215
4.3.4. Снижение динамических нагрузок в системе «двигатель-колесо-рельс» на электрическую прочность изоляции обмоток ТЭД 223
4.4. Влияние уровня вибраций на качество коммутации ТЭД 226
4.5. Выводы и предложения 233
5. Тепловое состояние ТЭД в различных режимах эксплуатации, как актор «теплового старения» - снижения электрической прочности золяции обмоток 237
5.1. Количественная и качественная оценка влияния различных пара етров на тепловой режим работы тяговых и вспомогательных элек рических машин 237
5.1.1. Распределение количества охлаждающего воздуха и статического напора между тяговыми электродвигателями электровоза 237
5.1.2. Влияние изменения напряжения в контактной сети на количество охлаждающего воздуха тягового электродвигателя 243
5.1.3. Статистический анализ нагрузки ТЭД НБ-418К6 электровозов ВЛ80 в условиях эксплуатации и ее влияние на температуру нагрева обмоток полюсов и якоря 245
5.1.4. Некоторые результаты тепловых испытаний вспомогательных электрических машин 252
5.2. Тепловое состояние тяговых и вспомогательных электрических ашин и его влияние на ресурс изоляции обмоток полюсов остова и бмотки якоря 254
5.2.1. Влияние расхода охлаждающего воздуха на «тепловое старение» обмоток полюсов остова и обмотки якоря 255
5.2.2. Эквивалентные тепловые схемы и методы теплового расчета обмоток электрических машин 256
5.2.3. Методика теплового расчета температурного режима изоляции якорей тяговых электрических машин 268
5.3. Выводы и предложения 277
6. Распределение токов по силовым цепям электровоза, как фактор арушения температурного режима изоляции обмоток тяговых лектродвигателей 281
6.1. Статистика граничных значений шунтирующих сопротивлений системы регулирования возбуждения ТЭД 287
6.2. Приборы и устройства технического диагностирования электрооборудования электровозов 295
6.3. Оценка влияния отклонения параметра сопротивления собственно реостата ОП на тяговые характеристики электровоза в условиях эксплуатации 299
6.4. Методика и технология корректировки реостатов ослабления поля... 304
6.5. Выводы и предложения 311
7. Условия коммутации и прочность изоляции обмоток коллекторных электрических машин 313
7.1. Теоретические предпосылки к анализу условий коммутации 313
7.1.1. Инструментальная оценка качества коммутации электрических машин 320
7.1.2. Влияние качества коммутации на надежность работы тяговых электродвигателей 328
7.2. Экспериментальные обоснования необходимости усиления конт оля за диагностированием и ремонтом ТЭД и ВЭМ 336
7.2.1. Структура диагностирования ТЭД на испытательной станции 341
7.2.2. Испытательные станции депо и заводов 344
7.3. Методика и технология настройки коммутации тяговых и вспо огательных электрических машин электровозов 356
7.3.1. Качество сборки магнитной системы ТЭДТЛ-2К1 356
7.3.2. Трехмерная математическая модель коммутационных свойств ТЭДТЛ-2К1 365
7.3.3. Технология настройки коммутации электрических машин постоянного тока 373
7.3.4. Коммутационные испытания электрических машин 376
7.3.5. Методика настройки коммутации ТЭД ТЛ-2К1 377
7.4. Выводы и предложения 379
8. Определение экономической эффективности от внедрения техни еских и технологических решений по повышению ресурса изоляции бмоток ТЭД и ВЭМ 382
8.1. Показатели оценки экономической эффективности 382
8.2. Расчет экономического эффекта 384
Заключение и основные выводы 389
Список использованных источников 391
Приложение 419
