Введение
1 Анализ методов и средств для испытаний асинхронных тяговых двигателей 11
1.1 Основные задачи ОАО «РЖД» по обновлению парка локомотивов 11
1.2 Внедрение подвижного состава с асинхронным тяговым приводом 12
1.2.1 Развитие полупроводниковой техники 13
1.2.2 Полупроводниковые силовые электронные устройства (преобразователи частоты) 14
1.2.3 Основные схемные решения в применяемых преобразователях частоты 17
1.2.4 Создание первых локомотивов с асинхронным тяговым приводом 19
1.2.5 Современное состояние подвижного состава с асинхронным тяговым приводом 20
1.3 Технологическая оснащенность локомотивных ремонтных депо
и заводов 23
1.4 Выбор способа и схемы испытаний асинхронных тяговых двигателей 25
1.4.1 Виды испытаний электрических машин 25
1.4.2 Периодичность проведения испытаний тяговых асинхронных двигателей 29
1.4.3 Анализ существующих методов испытаний асинхронных тяговых двигателей локомотивов 31
1.4.4 Анализ применяемых схем испытаний асинхронных двигателей 34
Выводы по главе 1 41
2 Математическое моделирование процесса испытаний асинхронных тяговых двигателейлокомотивов методом взаимной нагрузки
2.1 Математическое описание работы основных элементов схемы 43
2.1.1 Выбор математической модели, описывающей процессы в трехфазном асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором 44
2.1.2 Математическое описание преобразователей частоты для выбранного закона управления 48
2.2 Система уравнений для описания работы асинхронных двигателей при их испытании методом взаимной нагрузки 55
2.3 Анализ влияния высших гармоник напряжения на выходе преобразователей на мощность испытуемых асинхронных двигателей 58
2.4 Проверка адекватности разработанной математической модели 64
2.5 Математическое моделирование процесса испытаний асинхронных тяговых двигателей НТА-1200 методом взаимной нагрузки 70
Выводы по главе 2 75
3 Физическое моделирование процесса испытаний асинхронных тяговых двигателей локомотивов при использовании метода взаимной нагрузки 76
3.1 Определение критериев подобия процессов в асинхронных двигателях физической модели и тяговых асинхронных тяговых двигателях при их испытании методом взаимной нагрузки 76
3.2 Предварительная оценка эффективности метода взаимной нагрузки при испытании асинхронных двигателей 80
3.3 Расширение функциональных возможностей физической модели стенда для испытаний асинхронных тяговых двигателей методом их взаимной нагрузки 84
3.4 Экспериментальные исследования метода взаимной нагрузки на физической модели процесса испытаний асинхронных тяговых двигателей 90
Выводы по главе 3 95
Разработка схем для испытании асинхронных тяговых двигателей локомотивов с применением метода взаимной нагрузки и методик определения потерь в основных элементах этих схем 97
4.1 Предлагаемые схемы испытаний асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки 97
4.2 Выбор схемы для испытаний тяговых асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки 104
4.3 Разработка методики определения мощности, потребляемой схемой, и потерь в её основных элементах при испытании асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки 105
4.4 Применение разработанных методик определения мощности для уточнения математической модели процесса испытаний асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки т формирования алгоритмов выбора коммутационного оборудования и схемы испытаний 125
Выводы по главе 4 132
5 Алгоритм проведения испытаний асинхронных тяговых двигателей локомотивов методом их взаимной нагрузки 134
5.1 Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса.. 134
5.2 Измерение сопротивления обмоток постоянному току 137
5.3 Прокрутка двигателей 140
5.4 Испытание электрической прочности междувитковой изоляции 142
5.5 Определение тока и потерь холостого хода 144
5.6 Определение тока и потерь короткого замыкания 145
5.7 Испытание на нагревание 147
5.8 Испытание при повышенной частоте вращения 150
5.9 Испытание электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса 151
Выводы по главе 5 155
Технико-экономическое обоснование выбора схемы для испытаний асинхронных тяговых двигателей локомотивов с применением метода взаимной нагрузки 156
6.1 Расчет затрат на выполнение НИОКР 157
6.2 Расчет затрат на материалы и комплектующие изделий для создания схемы испытаний асинхронных тяговых двигателей 165
6.3 Расчет амортизационных отчислений 171
6.4 Расчеты по оплате труда основных работников для изготовления схемы испытаний 173
6.5 Расчет затрат на энергетические ресурсы 175
6.6 Сводная таблица расходов на изготовление, проектирование схем испытаний асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки 178
6.7 Расчет экономической эффективности, срока окупаемости и чистого дисконтированного дохода схем испытаний асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки 180
Выводы по главе 6 186
Заключение 187
Список литературы
