RU156446U1 - Стенд для моделирований динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей - Google Patents
Стенд для моделирований динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей Download PDFInfo
- Publication number
- RU156446U1 RU156446U1 RU2015109745/11U RU2015109745U RU156446U1 RU 156446 U1 RU156446 U1 RU 156446U1 RU 2015109745/11 U RU2015109745/11 U RU 2015109745/11U RU 2015109745 U RU2015109745 U RU 2015109745U RU 156446 U1 RU156446 U1 RU 156446U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- motor
- traction
- wheels
- stand
- air duct
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
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 опираются на каток, связанный с маховиком и электрической нагрузочной машиной, нагрузочные устройства, 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, колеса колесной пары имеют одинаковый диаметр, в зоне контакта колес с катком установлен воздуховод, содержащий полупроводниковый термоэлектрический охладитель и датчик температуры, и подсоединенный к мотор-вентилятору, нагрузочные устройства содержат электромагниты, на валу двигателя установлен датчик частоты вращения, в воздухопроводе системы обдува двигателя установлен полупроводниковый термоэлектрический охладитель, а система управления содержит блок задания частоты вращения вала двигателя, блок сравнения, блок управления, блоки задания нагрузки на колесные пары, регуляторы тока обмоток сердечников электромагнитов нагрузочных устройств. Техническим результатом является обеспечение ускоренных испытаний, расширение функциональных возможностей стенда, упрощение конструкции механической части стенда, и приближения условий моделирования к эксплуатационным, при одновременном снижении энергозатрат.
Description
Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована 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 тяговую нагрузку, вал якоря которой связан с упомянутым валом, несущим маховик [Авторское свидетельство СССР №677786, кл. G01M 17/00, 1944].
Недостатком указанного стенда является то, что на нем невозможно имитировать процессы боксования и 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 [Челноков Н.Н., и др. Стенды для испытаний подвижного состава железных дорог. М., НИИ Информтяжмаш, 1966, 11-66-4, С. 19].
Недостатком данного стенда является то, что он не в полной мере воспроизводит эксплуатационные условия, в частности, не обеспечивает проскальзывание и потерю 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 дизель-генераторную установку с преобразователем частоты, 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 [Авторское свидетельство СССР №712726, кл. G01M 17/00, 1978, опубл. - 30.01.80, Б.И. №4].
Недостатком данного стенда являются значительные капитальные затраты при изготовлении колесных пар с колесами разного диаметра и катка, значительная трудоемкость при демонтаже и монтаже узлов механической части стенда.
В работе [А.К. Белоглазов, А.В. Чулков, В.К. Фоменко “Оценка параметров окружающей среды на восточном полигоне железных дорог и их влияние на надежность и экономичность тепловозов”. Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава. Материалы всероссийской научно- технической конференции с международным участием [Омский Гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. 337 с, С. 125] указывается, что средняя продолжительность периода со среднесуточной температурой наружного воздуха от 0°C до -45°C составляет более 180 суток. В Забайкалье и Якутии число суток с отрицательной температурой достигает до 290, в том числе более 100 суток температура наружного воздуха находится в диапазоне от -20°C до -50°C. Здесь же отмечается, что в Западно-сибирской и Восточно-сибирской зонах до 70% времени тепловозы используются в интервале от -20°C до +20, а в Забайкальской зоне от -40°C до 0°C.
Известно [Найш Н.М., Ноженко B.C., Горбунов Н.Н., Гаркушин Е.В. Управление фрикционным взаимодействием в двухточечном трибоконтакте «колесо-рельс». Вiсник СНУ iм Володимира Даля №6 (160), 2011], что в зависимости от температуры в зоне контакта кислород может оказывать как положительное, так и отрицательное действие на процессы в контакте колеса с рельсом.
В работе [Влияние температуры тягового асинхронного двигателя на его режимы работы / А.С. Космодамианский, В.И. Воробьев, А.А. Пугачев // Электротехника. - 2011. - №8. - С. 50-54.] указывается на существенное изменение механических характеристик двигателя, влияющих на процессы и боксование.
В качестве прототипа заявленной полезной модели заявлен 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, 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. [Патент RU 2496100 МПК G01M 17/00 опубл. - 20.10.013, Б.И. №29].
Недостатком указанного стенда является то, что он не в полной мере воспроизводит эксплуатационные условия, а именно оценить влияние низких температур как в обмотках электродвигателя, так и в зоне контакта колес колесной пары с катком, на процессы боксования и автоколебаний.
Кроме того, применение колесных пар с колесами разного диаметра и катка с разными диаметрами опорных поверхностей требует значительных капитальных затрат и трудоемкости при их изготовлении и монтаже.
Техническим результатом является обеспечение ускоренных испытаний, расширение функциональных возможностей стенда, упрощение конструкции механической части стенда, и приближения условий моделирования к эксплуатационным, при одновременном снижении энергозатрат.
Технический результат достигается, тем что в стенде для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащим 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, на статор тягового электродвигателя, установлен индукционный нагреватель, охватывающий статор, закрытый теплоизоляционным материалом, а к тяговому электродвигателю подсоединены система контроля температуры обмоток и система обдува тягового электродвигателя, состоящая из воздухопровода, мотор-вентилятора с системой управления им, применены колеса колесной пары одинакового диаметра, в зоне контакта колес колесной пары с катком установлен воздуховод, с расположенным в нем полупроводниковым термоэлектрическим охладителем и датчиком температуры, и присоединенным к мотор-вентилятору. В воздухопровод системы обдува тягового двигателя установлен полупроводниковый термоэлектрический охладитель, в качестве нагрузочных устройств применяются электромагниты, питаемые от источников постоянного тока. На валу двигателя установлен датчик частоты вращения.
Система управления содержит блок задания частоты вращения вала двигателя, блок сравнения, блок управления, блоки задания нагрузки на колеса колесной пары, регуляторы тока обмоток сердечников электромагнитов нагрузочных устройств.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема стенда для моделирования динамических процессов в тяговом двигателе с электропередачей. На фиг. 2 изображена блок-схема управления стендом.
Стенд (фиг. 1) содержит дизель-генераторную установку 1, регулируемую дистанционно от контроллера машиниста 2, соединенную через статический преобразователь частоты со звеном постоянного тока 3, тяговый электродвигателем 4, якорь которого соединен через тяговый редуктор 5 с колесной парой 6, колеса 7 и 8, которые имеют одинаковый диаметр, 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. На валу двигателя 4 установлен датчик частоты вращения вала 19, в зоне контакта колес 7 и 8 с катком 9 установлен воздуховод 20, с расположенными в нем полупроводниковым термоэлектрическим охладителем 21 и датчиком температуры 22, и подсоединенным к мотор-вентилятору 17. В воздухопровод 16 системы обдува двигателя 4 установлен полупроводниковый термоэлектрический охладитель 23. В качестве нагрузочных устройств 12 и колес 7 и 8 колесной пары 6 используются электромагниты, состоящие из якорей 24, 25 и сердечников с обмотками 26, 27. Система управления (фиг. 2) содержит блок задания частоты вращения вала двигателя 28 (Б3), блок сравнения 29 (БС), блок управления 30 (БУ), блоки задания нагрузки 31 (Б31), 32 (Б32) на колеса 7 и 8 колесной пары 6, соответственно, регуляторы тока 33 (РТ1) и 34 (РТ2) в обмотках 26 и 27 сердечников электромагнитов нагрузочных устройств 12.
Стенд работает следующим образом. На регуляторы тока 33 (РТ1) и 34 (РТ2) подаются от блоков задания 31 (Б31) и 32 (Б32) нагрузки на колеса 7,8 колесной пары 6 сигналы, определяющие необходимую величину тока в обмотках 26, 27 сердечников электромагнитов, и, следовательно, нагрузку на колеса.
Задается частота вращения вала двигателя 4, сигнал задания по которой от блока задания 28 (Б3) поступает на блок сравнения 29 (БС). Включаются полупроводниковые термоэлектрические охладители 21 и 23 и мотор-вентилятор 17. Вентилятор мотор-вентилятора 17 нагнетает охлаждаемый воздух по воздухопроводу 16 и воздуховоду 20 в обмотки двигателя 4 и зону контакта колес 7 и 8 с катком 9. После получения заданной температуры, определяемой датчиком температуры 22 и системой контроля температуры 15, включается электродвигатель 4, питаемый от дизель-генераторной установки 1 через статический преобразователь частоты 3. При равенстве сигнала задания частоты вращения вала двигателя 4 от блока задания 28 (Б3), и сигнала действительной скорости вращения вала двигателя, от датчика частоты вращения 19, поступающих на блок сравнения 29 (БС), выходной сигнал из блока 29 поступает на блок управления 30 (БУ). Для создания процесса боксования, а, следовательно, условий возникновения автоколебаний системы “колесная пара-редуктор-ротор электродвигателя” необходимо создать неодинаковую нагрузку на колеса колесной пары. Это достигается следующим образом. Сигналы из блока управления 30 (БУ) поступают на регуляторы тока 33 (РТЛ) и 34 (РТ2), питающих обмотки сердечников электромагнитов нагружающих устройств 12, воздействующих на колеса 7 и 8 колесной пары 6, соответственно. В блоках 33 (РТ1) и 34 (РТ2) происходит сравнение сигналов от блоков задания 31 (Б31) и 32 (Б32) и сигналов, поступающих от блока управления 30 (БУ). В зависимости от величины этих сигналов происходит увеличение или уменьшение тока в обмотках сердечников электромагнитов нагружающих устройств и, следовательно, догружение или разгрузка колес 7, 8 колесной пары 6. Несоответствие нагрузок на колесах 7 и 8 приводит к проскальзыванию одного из них и возникновению процессов боксования и автоколебаний. Изменяя температуру в обмотках электродвигателя и в зоне контакта колес с катком при определенных значениях проскальзывания одного из колес и заданных частотах вращения вала двигателя, можно определить области существования режимов боксования и автоколебаний. Для проведения испытаний при других низких температурах и ускоренного повышения температуры обмоток электродвигателя и в зоне контакта колес с катком выключаются полупроводниковые термоэлектрические охладители, включается индукционный нагреватель 13, мотор-вентилятор 17 переводится в режим всасывания теплого воздуха из воздухопровода 16, который поступает в воздуховод 20. Режим работы нагревателя 13 происходит до тех пор, пока не достигается заданная температура обмоток двигателя и в зоне контакта колес с катком. Затем испытания повторяются.
Результаты испытаний можно использовать при разработке и создании противобуксовочных устройств и их систем с последующей отработкой на стенде.
Преимущества предлагаемой полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей стенда, приближения условий моделирования к эксплуатационным, а именно, оценить процессы боксования и автоколебаний в зоне низких температур обмоток двигателя и зоны контакта колес колесной пары с катком при различных величинах проскальзывания колес колесной пары и заданной скорости вращения вала двигателя с одновременном снижении энергозатрат и капитальных вложений при создании механической части стенда.
Claims (1)
- 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 опираются на каток, связанный с маховиком и электрической нагрузочной машиной, нагрузочные устройства, 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, отличающийся тем, что колеса колесной пары имеют одинаковый диаметр, в зоне контакта колес с катком установлен воздуховод, содержащий полупроводниковый термоэлектрический охладитель и датчик температуры и подсоединенный к мотор-вентилятору, нагрузочные устройства содержат электромагниты, на валу двигателя установлен датчик частоты вращения, в воздухопроводе системы обдува двигателя установлен полупроводниковый термоэлектрический охладитель, а система управления содержит блок задания частоты вращения вала двигателя, блок сравнения, блок управления, блоки задания нагрузки на колесные пары, регуляторы тока обмоток сердечников электромагнитов нагрузочных устройств.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109745/11U RU156446U1 (ru) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | Стенд для моделирований динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109745/11U RU156446U1 (ru) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | Стенд для моделирований динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU156446U1 true RU156446U1 (ru) | 2015-11-10 |
Family
ID=54536606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015109745/11U RU156446U1 (ru) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | Стенд для моделирований динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU156446U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105841980A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-08-10 | 山东云舜智能科技有限公司 | Hxd型机车冷却通道工况监测以及故障预诊断方法及系统 |
RU210195U1 (ru) * | 2021-12-21 | 2022-03-31 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей |
RU213279U1 (ru) * | 2022-06-28 | 2022-09-05 | Андрей Сергеевич Космодамианский | Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей |
-
2015
- 2015-03-19 RU RU2015109745/11U patent/RU156446U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105841980A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-08-10 | 山东云舜智能科技有限公司 | Hxd型机车冷却通道工况监测以及故障预诊断方法及系统 |
CN105841980B (zh) * | 2016-03-21 | 2019-05-17 | 山东云舜智能科技有限公司 | Hxd型机车冷却通道工况监测以及故障预诊断方法及系统 |
RU210195U1 (ru) * | 2021-12-21 | 2022-03-31 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей |
RU213279U1 (ru) * | 2022-06-28 | 2022-09-05 | Андрей Сергеевич Космодамианский | Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU156446U1 (ru) | Стенд для моделирований динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей | |
CN102435430B (zh) | 一种风力发电机组试验平台加载系统 | |
CN203069366U (zh) | 一种铁道车辆轮轴高低温疲劳试验台 | |
CN103235259B (zh) | 一种变频电机试验用动态负载装置及模拟方法 | |
CN110319869A (zh) | 一种牵引电机轴承传感器的可靠性试验平台 | |
CN106769115A (zh) | 列车运行的测试平台 | |
RU2496100C1 (ru) | Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей | |
Beyerleyn et al. | Energy efficiency of back-to-back method for induction traction motors testing | |
RU213279U1 (ru) | Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей | |
CN111810435A (zh) | 一种主氦风机用电磁轴承的试验装置 | |
CN203414576U (zh) | 一种变频电机试验用动态负载装置 | |
Szántó et al. | Review of the modelling methods of series wound DC motors | |
CN205910323U (zh) | 牵引电机试验台 | |
RU148359U1 (ru) | Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотивов с электропередачей | |
RU2550105C1 (ru) | Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотивов с электропередачей | |
CN106932203A (zh) | 一种针对电动轮车电驱系统的全工况模拟系统及方法 | |
RU210195U1 (ru) | Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей | |
CN205607661U (zh) | 用以模拟轨道客车单节动车线路运行的试验装置 | |
CN205789462U (zh) | 一种变压器有载自动调压系统 | |
CN102829972B (zh) | 一种单电源驱动的直流电机对拖加载系统 | |
RU122771U1 (ru) | Стенд для испытания составных частей тележек железнодорожных вагонов | |
RU169062U1 (ru) | Тяговый привод локомотива | |
WO2024119569A1 (zh) | 无人机用电机拉力-扭矩载荷加载试验系统及试验方法 | |
Bondarenko et al. | Stand for Research of Asynchronous Engine Locomotive Automatic Cooling Systems | |
CN216900324U (zh) | 一种模拟敞车载运煤炭自燃演化实验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20151017 |