(2.31)

Именно при частоте fMAX обеспечивается наибольший коэффициент сдвига cosц, который выбирается в качестве номинального. Если в этом режиме принять, что активное сопротивление статора R1 = 0, то тогда при максимальной частоте тока в роторе fMAX асинхронный двигатель будет работать с максимальным значением коэффициента cosц

(2.32)

Сравниваем полученное значение cosц со значением, принятым в начале расчета.

Так как механическая характеристика асинхронного двигателя имеет устойчивую и неустойчивую части; то рабочая точка выбирается на устойчивой части. Граница между этими частями характеристики характеризуется критической частотой со2кР тока в роторе, которая определяется как:

(2.33)

где:щ S - угловая частота тока статора;

L s = LM+L1

- полная индуктивность обмотки статора.

Чем выше частота щ S, тем больше щ 2KP. Практически при щ S > O,3 щ S Н О М можно считать, что у · щ S ·Ls » R1 и тогда критическая щ 2KP частота тока в роторе будет равна.

щ2KP=R2?/уL?R (2.34)

щ2KP=0,061/0,696·0,02984=2,937

Так как величина щ2KP практически не зависит от насыщения магнитопровода асинхронного двигателя, то при расчете предельных режимов работы двигателя не рекомендуется превышать это критическое значение.

В противном случае дальнейшее увеличение скольжения двигателя приведет к увеличению тока статора при одновременном уменьшении момента двигателя.

2.2.2 Требования к параметрам тягового асинхронного двигателя

При расчете двигателя, предназначенного для работы с синусоидальным напряжением, при помощи стандартной вычислительной программы можно быстро выявить влияние проектных параметров на его характеристики.

Для асинхронного двигателя, питающегося от статического преобразователя, тепловые потери, обусловленные высшими гармоническими составляющими тока, определяются по экспериментальным данным или учитываются дополнительной вычислительной программой.

Рис. 2.2 Механические характеристики асинхронного двигателя при частотном управлении

При неизменной пульсации тока точка 1 на рис. 2.2, соответствующая режиму одновременного воздействия полного поля и максимального тока, определяет использование мощности двигателя по нагреву. В режиме с частотой вращения выше, чем та, которой соответствует точке 1, мощность двигателя ограничивается мощностью питающего устройства. Максимальный вращающий момент с некоторым приближением можно выразить в виде.

 (2.35)

Следовательно, максимальный вращающий момент изменяется обратно пропорционально квадрату частоты, а момент, соответствующий постоянной мощности, - обратно пропорционально частоте. Первый из них при наибольшей частоте вращения (точка 3 на рис. 1) определяет допустимую индуктивность рассеяния двигателя La. Если не удается обеспечить достаточно низкое рассеяние, то с увеличением частоты вращения приходится предусматривать повышение уровня напряжения или переключение обмотки.

При трогании с места требуется повышенная сила тяги. Величина реализуемого при этом момента определяется максимально допустимым током машины. У асинхронной машины, потребляющей ток неизменной величины, зависимость момента от частоты тока ротора имеет резко выраженный максимум, который определяется основной индуктивностью. В хорошо используемой машине вследствие явления насыщения с увеличением тока намагничивания магнитный поток возрастает незначительно; максимальный момент изменяется в почти линейной зависимости от тока статора. Нагрузка преобразователя будет наименьшей, если режим пуска соответствует максимуму кривой

M=f(f2).

Также конструктивные параметры тягового асинхронного двигателя определяются не только требованиями, вытекающими из его транспортного применения, но и свойствами питающих машину статических преобразователей. Для питания асинхронного двигателя может применяться либо преобразователь напряжения (АИН), либо преобразователь тока (АИТ).

При питании от АИН в кривой тока за счет высших гармонических сообразуются пиковые значения токов, которые необходимо коммутировать инвертору. Во избежание слишком больших затрат на преобразователе индуктивность рассеяния двигателя должна быть как можно более высокой. Это ведет одновременно к снижению потерь в двигателе от высших гармонических составляющих. Верхний предел индуктивности рассеяния двигателя ограничен в связи с необходимостью обеспечить требуемую величину максимального момента при наибольшей частоте вращения.

При питании от АИТ асинхронный двигатель представляет собой часть контура коммутации. В процессе коммутации возникают коммутационные перенапряжения, воздействующие на полупроводниковые приборы инвертора и изоляцию двигателя. Для устранения высоких пиков напряжения индуктивность рассеяния должна быть как можно меньше, а ток холостого хода, который является минимальным током перезаряда, определяет емкость коммутирующих конденсаторов и должен быть как можно больше.

Требования, предъявляемые к электрическим параметрам двигателя с точки зрения эксплуатации и приемлемых параметров преобразователя, носят противоречивый характер. На практике приходится прибегать к компромиссным решениям, что приводит к различному исполнению двигателей, питающихся от преобразователей различных типов.

Для реализации высокого коэффициента мощности требуется двигатель с небольшим намагничивающим током Iм. Этот ток зависит от основной индуктивности Lц. Для уменьшения намагничивающего тока необходимо большое полюсное деление т, что означает малое число полюсов и небольшой воздушный зазор.



Рис. 2.3 Расчетная схема для моделирования электромагнитных процессов в асинхронном двигателе при питании от автономного инвертора напряжения (в режиме холостого хода)

Однако для частотно-регулируемых двигателей с учетом фактора динамических нагрузок и для сглаживания различий в характеристиках однотипных двигателей следует предусматривать повышенный воздушный зазор (в 1,5 - 2 раза больше, чем при синусоидальном питании для общепромышленных двигателей).



Рис. 2.4 Расчетная схема для моделирования электромагнитных процессов в асинхронном двигателе при питании от автономного инвертора напряжения (в номинальном режиме работы)

Конструктивная постоянная машины

С= А·В,

определяется нагревом обмотки (линейная нагрузка А) и насыщением стали (магнитная индукция В). Предельные значения А и В определяют величину пусковой (для электропоездов) мощности в момент выхода на автоматическую характеристику полного поля двигателя. Величину отношения А/В можно изменять в определенных границах. Допустимая величина этого отношения уменьшается с увеличением частоты. На величину отношения А/В оказывает влияние число витков. Большой величине отношения А/В соответствует двигатель с большим числом витков, имеющий много меди и мало стали, а потому широкие и глубокие пазы. Небольшой величине отношения А/В соответствует двигатель с малым числом витков, имеющий мало меди и много стали и, следовательно, узкие и неглубокие пазы. Таким образом, при питании двигателя от инвертора напряжения величина отношения А/В принимается большой, а при питании от инвертора тока - малой.

Тяговые двигатели имеют разную степень магнитного насыщения. Обычно для лучшего использования материалов машины коэффициент насыщения при полном поле принимается в пределах 1.7 - 1.9. Малая степень магнитного насыщения тягового двигателя дает на больших скоростях большие тяговые усилия, а на малых скоростях наоборот. Поэтому при больших скоростях мало насыщена характеристика выгодней, а при малых - выгодней более насыщенный двигатель.

В таблице 2.1. приведены значения относительных магнитных характеристик тяговых двигателей, которые были получены в результате обобщения опыта эксплуатации большого числа построенных или спроектированных тяговых электродвигателей.

Таблица 2.1

	0,3	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8
	0,56	0,68	0,83	0,93	1,0	1,05	1,10	1,14	1,17
	1,0	1,10	1,35	1,61	1,87	2,13	2,38	2,62	2,87

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВАЯ ЦЕПЬ ЭЛЕКТРОВОЗА «УЗБЕКИСТАН»

3.1 Силовая цепь электровоза «Узбекистан» регулятор напряжения

Электрическая часть электровоза выполнена полностью на элементной базе компании Сименс.

3.1.1 Силовая цепь электровоза Узбекистан

Основной особенностью является использование способа электропривода типа переменно- постоянно- переменный.

Электровоз имеет два токоприемника 1АР и 2АР, которые подключаются через разъединители 1QS и 2QS. Защиту силовой цепи обеспечивает главный выключатель QF. При производстве работ в электрической части электровоза надо включать заземляющий разъединитель 4QS. При этом должны быть отключены разъединители 1QS и 2QS. Защиту от перенапряжения осуществляет разрядник 1F. Защиту от перегрузок и коротких замыканий обеспечивает трансформатор тока 1TA, к вторичной обмотке которого подключено реле 1КС. При срабатывании этого реле отключается главный выключатель QF. Напряжение контактной сети подается на первичную обмотку АХ главного трансформатора ТМ. Этот трансформатор имеет шесть вторичных обмоток а1х1- а6х6 для питания тяговых электродвигателей 1М-6М через преобразователи MANLINV1 иMANLINV2. Обмотки а7х7, а8х8 и а9х9 служат для питания вспомогательных машин напряжением 343 v, для питания цепей управления электровоза напряжением 223 v для питания цепей отопления пассажирских вагонов напряжением 3000 v.

Первичная обмотка трансформатора соединена с рельсовой цепью через заземляющие устройства 1Е - 6Е, расположенные на всех колесных парах. Учет расхода электроэнергии осуществляют счетчики PV1 и PV2. Токовые обмотки счетчиков подключены к измерительному трансформатору тока 2ТА. Обмотки напряжения счетчиков и вольтметры 1PV и 2PV на пультах машиниста подключены к напряжению контактной сети через измерительный трансформатор напряжения TV.

Рис. 3.1 Принципиальная электрическая схема электровоза

Асинхронные тяговые электродвигатели получают питание от вторичных обмоток трансформатора через четырехквадрантные преобразователи, которые обеспечивают регулирование напряжение и частоты на тяговых электродвигателях.

Преобразователи состоят из следующих элементов:

- Однофазные мосты U11-U13 и U21-U23;

- Конденсаторы С11, С12, С21 и С22;

- Трехфазные мосты U31, U32, U41 и U42.

3.1.2 Особенности проектирования асинхронного тягового двигателя в увязке с пускорегулирующим устройством

3.1.2.1 Основы теории управления амплитудой и частотой напряжения асинхронного двигателя

Введем обозначения:

п -- частота вращения ротора, об/мин;

п1 -- частота вращения магнитного поля статора, об/мин;

f1=pn1/60-- частота напряжения, питающего обмотку статора, Гц;

fr = pn/60 -- механическая частота вращения ротора, Гц;

р -- число пар полюсов.

Из теории асинхронных машин известно, что относительное скольжение

S = (n1 - n) / n1; (3.1)

частота э. д. с, индуктируемого в обмотке ротора, так называемая абсолютная частота скольжения, Гц

(3.2)

частота вращения ротора, об/мин

п = 60 (f1 -f2) / p. (3.3)

Угловая скорость вращающегося магнитного поля двигателя однозначно определяется частотой тока статора

(3.4)

Угловая скорость ротора

(3.5)

Так как относительное скольжение s достаточно мало, можно считать, что частота вращения ротора двигателя однозначно определяется частотой тока статора. Абсолютное скольжение ротора определяется разностью угловых скоростей вращающегося поля и ротор

(3.6)

откуда следует, что частота абсолютного скольжения (частота тока в роторе) пропорциональна абсолютному скольжению ротора

(3.7)

Для аналитического описания процесса регулирования и управления асинхронных двигателей вместо реальных значений напряжения, подводимого к обмотке статора U1 его частотыf1 и абсолютного скольжения , удобно пользоваться их значениями в относительных единицах, приняв за базовые величины номинальные напряжения U1H,-частоту f1н и угловую скорость 1н, т. е. введя следующие относительные параметры:

г = U1/U1H; (3.8)

б=f1/f1н; (3.9)

с = щ?/щ1н = f2/f1н. (3.10)

При этом относительное скольжение

(3.11)

Уравнение напряжений обмотки статора

Ъ = - Л1 + Э1Z1, (3.12)

Где

E1=c1Фf1= c1Фf1нб (3.13)

Здесь с1 = 4,44 к0б1w1, к0б1 -- обмоточный коэффициент;

w1 -- число витков фазы обмотки. Ток статора

Э = Э0+(- Э2'), (3.14)

где Э2' -- приведенный ток ротора; Э0 -- ток холостого хода.

Ток ротора определяется моментом нагрузки и может быть найден из выражения электромагнитного момента двигателя через электрические потери в роторе

?РМ2 = т2 r2 I22 = Мэ щ?, (3.15)

Откуда

(3.16)

где т2 -- число фаз;

r2 -- активное сопротивление обмотки ротора.

Таким образом, ток ротора зависит только от момента нагрузки, абсолютного скольжения и конструктивных параметров т2 и r2 машины.

Уравнение (3.12) первичной цепи двигателя в более развернутом виде имеет вид

(3.17)

Пренебрегая падением напряжения в цепи статора, т. е. принимая

| Ux | ? | Ег |

из формулы (3.17), имеем выражение для магнитного потока

(3.18)

откуда следует известное положение о том, что магнитный поток зависит от соотношения напряжения U1 и частоты f1.

Решая вопрос более строго, не пренебрегая падением напряжения в цепи статора, магнитный поток представим в виде

(3.19)

Из этого выражения видно, что на магнитный поток также влияет изменение нагрузки (Э1). Это влияние незначительно при работе двигателя с частотой, близкой к номинальной

б = f1 / f1H ?1,

так как активное сопротивление гг мало,, мало и произведение .

Однако при уменьшении частоты f1, а следовательно, и б это произведение растет гиперболический (при f1 = 0, б= 0; = ?) и с влиянием его на поток приходится считаться.

Так как в первичном токе Э1 основной составляющей является ток ротора Э2, следует внимательно присмотреться к величинам, его определяющим.

Как известно, ток ротора

(3.20)

E2s=sE2=c2 Фf2 (3.21)

В этих выражениях:

Е2а - э. д. с. в обмотке вращающегося ротора;

Е2-- то же неподвижного ротора;

r2-- активное сопротивление обмотки ротора;

x2s = sx2 = 2 рL2f2 = 2 рL2f1s

-- индуктивное сопротивление обмотки ротора при частоте скольжения;

х2 -- то же неподвижного ротора;

L2 - индуктивность обмотки ротора;

С2 - постоянная в формуле э. д. с. ротора:

С2 = 4,44 щ2коб2.

где коб2 --обмоточный коэффициент;

щ2 --число витков обмотки ротора.

Учитывая приведенные выражения, уравнению (3.20) придаем вид

(3.22)

а умножив и разделив это выражение на f1/f2, получим

(3.23)

где и х2б -- э. д. с. и индуктивное сопротивление обмотки ротора при частоте статора f1

Подставив сюда

f1 = f1Н б и f2 = f1нв, получим

(3.24)

откуда видно, что ток ротора зависит только от магнитного потока (через Е2) и абсолютного скольжения (через в) и не зависит от частоты тока статора.

Из уравнения (3.15) с использованием (3.11) и (3.24) получаем выражение для электромагнитного момента двигателя

 (3.25)

(здесь параметры ротора приведены к статору).

Следовательно, при заданном значении потока электромагнитный момент двигателя зависит только от абсолютного скольжения и не зависит от частоты тока статора.

В уравнениях для тока ротора и момента место, которое при номинальной частоте занимало относительное скольжение s, при частотном управлении занял параметр абсолютного скольжения в. Последний в теории асинхронного двигателя при управляемой частоте играет такую же роль, как относительное скольжение s при постоянной частоте. Относительное же скольжение ротора при частотном управлении не может служить параметром, однозначно характеризующим момент двигателя, так как по формуле (1.11) оно зависит от частоты статора. Следовательно, поведение асинхронного двигателя при частотном управлении полностью и однозначно определяется тремя не зависимыми переменными: частотой напряжения статора или относительными параметром б, напряжением или параметром г и моментом двигателя или параметром в, который следует рассматривать как промежуточный параметр нагрузки.

3.1.2.2 Закон оптимального регулирования амплитудой и частотой напряжения

Академиком М. П. Костенко предложен общий закон регулирования, который математически выражается следующими соотношениями:

(3.26)

или в относительных единицах

, (3.27)

где м -- М/Мн -- относительный момент;

ц = Ф /Фн

-- относительный ноток.

Этому уравнению М. П. Костенко дает следующую интерпретацию: «Если сконструировать асинхронный двигатель для частоты f1Н, момента Мн и напряжения на зажимах U1н и изменять при новом значении момента напряжение U1 и частоту f1, чтобы удовлетворялось соотношение (3.26), то двигатель будет работать при практически неизменном коэффициенте перегружаемости, неизменном cosц и постоянном абсолютном скольжении, а его к. п. д. будет зависеть только от изменения частоты f1/f1н и практически не будет зависеть от изменения момента на валу М/Мн если насыщение магнитной цепи двигателя не слишком велико».

Этот закон частотного регулирования получается на основании следующих рассуждений. Так как момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату магнитного потока Ф, то для того, чтобы коэффициент статической перегружаемости Мтах/Мн при разных частотах оставался одинаковым, необходимо регулировать напряжение так, чтобы выдерживалось соотношение

Ф2/Фн2 = Ммах/Мн. (3.28)

Но пренебрегая падением напряжения в обмотке статора, можно записать

U1/U1н? Фf1/(ФHf1п). (3.29)

Сопоставление формул (3.28) и (3.29) приводит к формуле (3.26). При управлении по (3.26) поведение двигателя описывается следующими соотношениями:

(3.28')

, (3.30)

где I1а -- активная составляющая тока статора;

(3.31)

где Р2 -- полезная мощность двигателя;

s/sн = f1н/ f1=1/б (3.32)

, (3.33)

где з -- коэффициент полезного действия;

?Рм, ?Ргист, ?Рвихр и ?Рмех-- соответственно потери в меди, в стали на гистерезис, в стали на вихревые токи и механические при номинальной частоте.

Если полагать магнитную цепь двигателя ненасыщенной и не учитывать падения напряжения в активных сопротивлениях статора, то для той области частот, где последнее условие допустимо, поведение двигателя характеризуется одной и той же круговой диаграммой в относительных масштабах всех величин. Диаметр окружности тока D, активный ток и ток холостого хода изменяются по закону

, (3.34)

Положение вектора тока статора, а следовательно, и коэффициент статической перегружаемости Mмах / Mн будут неизменными при всех частотах и угловых скоростях двигателя, абсолютное скольжение имеет постоянное значение, а потери -- минимальное при всех скоростях и нагрузках.

Характерной и принципиальной особенностью соотношения (3.26) в обобщенном смысле является регулирование напряжения и, следовательно, потока двигателя непрерывно, соответственно изменениям нагрузки, приложенной к валу двигателя.

Закон регулирования (3.26) М. П. Костенко можно рассматривать по-разному в зависимости от способа его реализации.

При езде с постоянной скоростью

, (3.35)

т. е. напряжение и магнитный поток должны изменяться пропорционально корню квадратному из изменения текущего момента нагрузки, который в общем случае содержит и динамическую составляющую. Отсюда следует, что коэффициент статической перегружаемости утрачивает свой обычный смысл как запас статической устойчивости, по тому что с увеличением нагрузки будут соответственно возрастать и поток, и момент, и предел этому возрастанию наступит лишь с насыщением машины. Таким образом, если в обычных условиях поток двигателя уменьшается с увеличением момента из-за падения напряжения в об мотке статора (3.19), то в режиме (3.35) он равен нулю при идеальном холостом ходе и возрастает с увеличением момента нагрузки. Именно поэтому двигатель в этом режиме работает с минимальными потерями и максимальными к. п. д В обычных условиях потери в стали с уменьшением нагрузки несколько возрастают, а в рассматриваемом режиме уменьшаются.

При езде с постоянной мощностью момент должен изменяться обратно пропорционально частоте:

M/Mн = f1н / f1. (3.36)

Подставляя выражение (3.36) в (3.26), получаем:

(3.37)

Для расширения диапазона регулирования частоты вращения может быть осуществлен режим постоянной мощности (получаемой от преобразователя) при постоянном напряжении (например, максимально возможном). Поток двигателя по (3.19), если не учитывать падения напряжения в сопротивлениях, будет изменяться обратно пропорционально частоте (параметру а) и прямо пропорционально квадратному корню из изменения момента нагрузки:

(3.38)

Основной и наиболее распространенный на практике закон -- это регулирование напряжения пропорционально частоте при постоянном моменте:

U1 / U1н=f1/f1н; г=б; U1 = U1нб (3.39)

В электрической тяге этот режим также может иметь распространение в очень широком диапазоне рабочих характеристик локомотива -- от трогания с места и разгона до конструкционной скорости. В режиме

U1=U1нб

при частотах примерно выше половины номинального значения асинхронный двигатель работает в условиях, мало отличающихся от работы при номинальной частоте. Но при дальнейшем уменьшении частоты характеристики двигателя резко ухудшаются из-за снижения магнитного потока вследствие падения напряжения в активных сопротивлениях статора и преобразователя частоты. Указанный недостаток можно устранить, если при управлении напряжением увеличивать его значение по сравнению с U1 / U1н б на величину, равную падению напряжения в активных сопротивлениях R1 статора и преобразователя частоты:

Ъ1 =Ъ1н б + Э1R1; . (3.40)

При введении такой компенсации падения напряжения магнитный поток асинхронного двигателя зависит только от нагрузки и не зависит от частоты вплоть до нуля.

В режиме с компенсацией I1R1 двигатель при всех частотах работает в условиях, наиболее близких к условиям его работы при номинальной частоте. Отличие будет состоять только в перемещении с изменением частоты на круговой диаграмме точки короткого замыкания s = 1, с понижением частоты будет увеличиваться критическое скольжение. Двигатель будет работать с минимальными потерями во всем диапазоне частот, но только при одном, номинальном значении момента. С уменьшением нагрузки при том же значении частоты его к. п. д. будет уменьшаться. Естественно, что рассмотренные частные случаи не существуют в электрической тяге изолированно друг от друга, а встречаются в совокупности, и их соотношения бывают различны во всех многообразных режимах ведения поезда, осуществляемых системой управления, которая в значительной степени автоматизирована в зависимости от нагрузки. Соотношение (3.26) будет давать точное выражение оптимального закона управления, если под напряжением понимать не напряжение на зажимах двигателя, а некоторое внутреннее напряжение

Ъ1'=Ъ1 - Э1R1. (3.41)

Естественно, в этой формуле R1 должно учитывать сопротивление только обмоток статора, если Ъ1 -- напряжение, измеренное на его зажимах, но оно должно учитывать также сопротивление преобразователя частоты, если Ъ1 --внутренняя э. д. с. преобразователя частоты.

В новой форме оптимальный закон (3.26) будет иметь вид

(3.42)

или в относительных единицах

г' = б. (3.43)

Причем в [90] показано, что этот закон с хорошим приближением осуществляется при управлении с постоянным абсолютным скольжением сод, т. е. с постоянной частотой абсолютного скольжения, так как если

, то в = const и f2 = const.

Последнее обстоятельство, как будет показано ниже, и легло в основу частотного управления асинхронными тяговыми двигателями.

При проектировании частотно-регулируемого асинхронного двигателя легче, чем в асинхронных двигателях общего назначения, решаются основные проблемы: пуска и перегрузочной способности. В двигателях общего назначения, работающих при постоянной номинальной частоте, для увеличения пускового момента:

-увеличивают сопротивление стержней короткозамкнутой клетки, что приводит к увеличению потерь в роторе, повышению их нагрева и снижению к. п. д.;

-уменьшают реактивные сопротивления, что не всегда легко выполнимо и, кроме того, приводит к увеличению пусковых токов.

Частотно-регулируемый асинхронный двигатель следует проектировать, руководствуясь в основном при выборе сечений меди обмоток допустимым их нагревом. В частности, такой двигатель можно проектировать с малым активным сопротивлением ротора и, следовательно, с низкой абсолютной частотой скольжения, с малым относительным скольжением (1% и ниже) в номинальном режиме, благодаря чему повышается к. п. д. При работе с постоянной номинальной частотой двигатель с таким низким сопротивлением ротора будет иметь очень малый пусковой момент (см. пример расчета), большой пусковой ток и будет очень чувствителен к колебаниям частоты. Частотно-регулируемый двигатель может развивать пусковые моменты, даже превышающие предельный перегрузочный момент, определяемый номинальными значениями частоты и.напряжения. Для этого на неподвижный двигатель следует подать повышенное напряжение, так как потери в стали и механические потери при пуске с пониженной частотой незначительны, можно допускать большие токи, чтобы создать большие моменты.

Желательно спроектировать двигатель с малым активным сопротивлением обмотки статора (если при этом не ущемляются другие стороны проекта). В частности, Ю. М. Косым и Ю. А. Шибаевым отмечено, что предпочтительно осуществлять пуск двигателя на устойчивой части механической характеристики, так как при этом обеспечивается плавный разгон двигателя, с требующимся моментом при наименьшем токе статора. Для такого пуска необходимо, чтобы критическое скольжение, соответствующее максимальному моменту, было sкрит > s = 1. При этом должно быть (r1/r2') < 1, и чем меньше это отношение, т. е. чем меньше активное сопротивление обмотки статора по сравнению с приведенным активным сопротивлением ротора, тем больше та пусковая частота, при которой может быть осуществлен пуск на устойчивой части механической характеристики, а последнее важно для исполнения регулировочно-пускового электрооборудования электровоза. По их рекомендации плотность тока в обмотке статора должна составлять 0,5--0,8 плотности тока в медном стержне короткозамкнутого ротора. Также в эксплуатации при высоких скоростях не представляет затруднения получение больших моментов при высоких скоростях за счет рационального регулирования либо напряжения, либо частоты скольжения. При этом не требуется, чтобы спроектированный двигатель имел пониженное индуктивное сопротивление рассеяния или повышенное активное сопротивление обмотки ротора. В общем случае частотно-регулируемый двигатель может быть лучше использован, чем двигатели с фиксированными напряжением и частотой.

3.1.2.3 Особенности работы асинхронного частотно - регулируемого тягового двигателя

На рис. 3.1 показана механическая характеристика двигателя с короткозамкнутым ротором при неизменной частоте. Система регулирования частоты должна обеспечивать работу двигателя только в устойчивой области характеристики (сплошная линия). При работе в пределах этого участка по мере увеличения нагрузки увеличивается скольжение s, возрастает и частота абсолютного скольжения ротора f2. Обычно у асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при возрастании нагрузки от нуля до максимального значения скольжение

изменяется от s = 0 до s?5%, а частота абсолютного скольжения ротора -- от f2 = 0 до f2 = 5 Гц. В номинальном режиме двигатель работает при частоте абсолютного скольжения 0,8 -- 1,2 Гц. Оценим, насколько снижается частота вращения двигателя при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке, например, для случая: р = 4; f1 = 90 Гц; f2 = 1,0 Гц. В режиме идеального холостого хода (f 2 = 0) двигатель вращается с синхронной скоростью n1 = 1350 об/мин. При номинальной нагрузке, т.е. при f2 = 1,0 Гц частота вращения снизится незначительно -- до 1335 об/мин. Поэтому говорят, что асинхронному" двигателю при постоянной частоте тока статора присущи жесткие характеристики.

Для регулирования частоты вращения двигателя необходимо изменять частоту тока, питающего обмотку статора в широких пределах.

Известно, что магнитный поток в воздушном зазоре

Рис. 3.2

Ф U1 / (cw1f1), (3.44) Рис. 3.2.

где w1--число витков фазы статорной обмотки;

с -- постоянный коэффициент.

Для сохранения магнитного потока неизменным, помимо частоты, необходимо в той же степени изменять и напряжение питания статора, что и показывает формула (3.44). Следовательно,

Рис. 3.3.

преобразовательная установка должна позволять регулировать в широких пределах как частоту, так и напряжение на зажимах обмотки статора двигателя.

На рис. 3.2 показана принципиальная структурная схема преобразования напряжения и частоты. Регулирование напряжения можно осуществлять как переключением ступеней вторичной обмотки трансформатора с помощью группового контроллера ГК, так и плавно, и пределах каждой позиции, фазовым управлением тиристорами выпрямителя Вп. Выпрямленное напряжение подается на вход автономного инвертора Я, который формирует трехфазное напряжение регулируемой частоты, питающее статор двигателя А ТД. Как видим, здесь применяется преобразователь частоты с явно выраженным звеном постоянного тока, состоящий из последовательно соединенных выпрямителя и инвертора, причем регулирование напряжения осуществляется в звене постоянного тока на стороне выпрямителя.

В цепь автоматического регулирования частоты входят блок ведения режима БВР, блок управления инвертором БУЯ и датчик скорости ДС, связанный с ротором двигателя (встроенный в буксу колесной пары). Сигнал ДС пропорционален частоте вращения двигателя п, г. с. механической частоте вращения ротора fr . В блоке БВР сигнал датчика скорости ип и постоянный сигнал и0, задающий частоту абсолютного скольжения f2, суммируются. Сумма сигналов подается на вход задающего генератора, входящего в блок БУИ. Этот генератор залает выходную частоту инвертора И, которая является частотой статора f1. Поскольку частота задающего генератора определяется суммой сигналов un + u0, то автоматически поддерживается равенство

f1= fr+ f2

Следовательно, при любом значении я частота тока статора превышает механическую частоту вращения ротора на постоянную наперед заданную величину f2 =0,6ч1,3 Гц с точностью ± 0,1 Гц и тем самым обеспечивается режим работы двигателя с постоянным абсолютным скольжением ротора.

Рассмотрим формирование скоростных характеристик регулируемого двигателя. Например, если двигатель с р = 3 при частоте f2 = 50 Гц и напряжении 500 В имеет номинальный магнитный поток Фн, а система регулирования поддерживает f2= 1,0 Гц, в соответствии с формулой (3.3) п = 980 об/мин и он развивает номинальный момент Мн (рис. 3.3, кривая а).

По мере увеличения скорости движения поезда растет сигнал ДС, увеличивается частота тока задающего генератора и статора двигателя. Если она возрастет в раз и достигнет 70,5 Гц, то при фиксированном напряжении статора (500 В) магнитный поток двигателя в соответствии с равенством (8.44) уменьшится в 1,41 раза. Максимальный момент двигателя Ммах, находящийся в квадратичной зависимости от магнитного потока при частоте f1 = 70,5 Гц уменьшится в 2 раза. Поэтому момент при f2 = 1,0 Гц составит 0,5 Мн (кривая б); частота вращения при этом будет равна 1390 об/мин.

Если частота тока статора возрастет в 2 раза и достигнет 100 Гц, то при напряжении500 В магнитный поток снизится до 0,5 Фн, а развиваемый двигателем момент при f2 = 1.0 Гц составит 0,25 Мн (кривая в), при этом п = 1980 об/мин. Таким образом, тяговые характеристики двигателя в режиме постоянного абсолютного скольжения ротора при фиксированных напряжениях статора становятся достаточно «мягкими», близкими к характеристикам тяговых двигателей постоянного тока последовательного возбуждения (кривая 2).

Рис.3.4

Следует, однако, отметить, что названные характеристики справедливы для случая сравнительно медленного, плавного изменения скорости электровоза. В случае же резкого изменения частоты вращения двигателя (например, при срыве сцепления колес с рельсами) характеристики двигателя могут быть весьма жесткими, поскольку в цепь регулирования частоты входят инерционные элементы. По этой причине процессы боксования на таком электровозе протекают менее интенсивно и легче поддаются устранению, чем на электровозах с двигателями постоянного тока последовательного возбуждения.

При изменении напряжения на зажимах статора характеристики двигателя смещаются в область более низких или более высоких скоростей, но имеют тот же вид (кривые 1 и 3). Таким обрзом, одновременным изменением частоты и напряжения статора в зависимости от закона, по которому взаимно регулируются напряжение и частота тока статора, можно получить характеристики любой жесткости.

В состав одного преобразователя частоты входят: один общий выпрямитель, два трехфазных автономных регулируемых инвертора, сглаживающий реактор и емкостный фильтр, коммутирующие конденсаторы и дроссели, один зарядный агрегат, питающей цепи коммутации инвертора.

3.2 Четырёхквадратный преобразователь для управления электровозов «Узбекистан» и их исследование

Расчет параметров и выбор полупроводниковых приборов к электрической схеме:

-мощность двигателя: =1000 кВт;

=1000 A

(3.45)

B

Выбираем тип транзистора для однофазного моста: МТКИ 1200 - 12;

Выбираем тип транзистора для трехфазного моста: МТКИ 1800 - 12.

Четырёхквадрантный преобразователь 4Qs - это два моста (однофазный и трёхфазный) с транзисторами и обратными диодами, соединённые между собой со стороны постоянного напряжения. Со стороны переменного тока - последовательно включен индуктивный фильтр. Со стороны постоянного напряжения - параллельно включён емкостной фильтр.

Со стороны однофазного моста напряжение контактной сети

Uкс =const и fкс=const.

Со стороны трёхфазного моста напряжение

АТД UАТД=var и fАТД=var.

Рис. 3.5 Принципиальная схема четырехквадрантного преобразователя

Первые образцы четырёхквадрантного преобразователя, применённые фирмой Siemens в 1979 году на электровозе Е120, имели однооперационные тиристоры с контурами искусственной коммутации. В дальнейшем эти преобразователи выпускались на двухоперационных тиристорах.

Название преобразователя объясняется тем, что преобразователь допускает работу в режимах тяги и торможения. Причем ток потребляемый из сети, может, как отставать от напряжения сети, так и опережать его. Если вектор напряжения сети совпадает с положительным направлением вещественной оси, то возможны режимы работы преобразователя, при которых вектор сетевого тока располагается в любом из четырех квадрантов комплексной плоскости.

Режимы работы четырёхквадрантного преобразователя приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Режимы	Режимы мостов	Частота модулирующего напряжения
АТД	однофазного	Трёхфазного
Тяга	Транзисторы закрыты, неуправляемый выпрямитель, Ed=const	АИН с ШИМ, регулирование fАТД и UАТД;	fM=fАТД
Торможение	ИН с ШИМ, постоянные частота fС, и действующее значение напряжения U , регулирование угла	Транзисторы закрыты, неуправляемый выпрямитель, Ed=var за счёт измерения скорости АТД	fM=fС

Принцип работы четырёхквадрантного преобразователя проще рассмотреть на примере режима рекуперации, когда происходит однофазное инвертирование.

Работа однофазного моста в режиме инвертирования:

Постоянное напряжение Ed на конденсаторе преобразуется в переменное напряжение ua. При этом происходит чередование следующих режимов:

Открыты два транзистора в противоположных плечах VТ1 и VТ2. Конденсатор разряжается на вторичную обмотку трансформатора с сохранением полярности ua=Ed. Ток ia=id спадает (интервалы времени 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10 на рис. 3.3.)

Открыты два транзистора в смежных плечах VТ1 и VТ3 (интервалы времени 2-3, 6-7, 10-11, 14-15, 18-19 на рис. 3.3.). Вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко в первом полупериоде через VD3 и VТ1,во втором полупериоде через VD1 и VТ3. Ток нарастает. Напряжение на выходе однофазного моста Ua=0. Конденсатор заряжается от трехфазного моста и отделен от однофазного, id=0. Открыты два транзистора в противоположных плечах VТ3 и VТ4. Конденсатор разряжается на вторичную обмотку трансформатора с изменением полярности Ua=-Ed. Ток ia=-id спадает (интервалы времени 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20 на рис. 3.3.).

Открыты два тиристора в смежных плечах VТ2 и VТ4 (интервалы времени 0-1, 4-5, 8-9, 12-13, 16-17 и 20 на рис. 3.3.). Вторичная обмотка замкнута накоротко в первом полупериоде через VТ2 и VD4, а во втором, полупериоде через VТ4 и VD2. Как и в случае 3.2, конденсатор заряжается трехфазного моста и отделен от однофазного. Ток ia нарастает, id=0.

Система управления тиристорами сравнивает напряжения и .

- синусоидальное модулирующее напряжение с частотой , сдвинутое по фазе на угол относительно первой гармоники напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Напряжение вырабатывается специальным генератором, позволяющим регулировать угол. (-uм) - синусоидальное напряжение, сдвинутое на 1800 относительно .

При рекуперации частота модулирующего напряжения равна частоте контактной сети fM=fC , а при тяге - частоте на статоре АТДfM=fАТД.

- пилообразное напряжение симметричной формы с частотой

(3.46)

достигающее максимума при прохождении модулирующего напряжения через ноль. Отношение частот пилообразного и модулирующего напряжений должно быть равно целому нечётному числу. В нашем примере.

Условия открытого состояния транзисторов:

VТ1: ;

VТ4: ;

VТ3: ;

VТ2: .

Рис. 3.6 Осциллограмма напряжений и токов

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора ea можно разложить в ряд Фурье.

Амплитуда первой гармоники этого ряда ea1 регулируется глубиной модуляции µ, которая равна отношению амплитуд модулирующего и пилообразного напряжений

 (3.47)

при этом

(3.48)

uм=uмmSIN(2fмt) (3.49)

Угол сдвига, а между первыми гармониками тока и напряжения регулируется изменением угла сдвига между модулирующим напряжением и напряжением на вторичной обмотке трансформатора Напряжение на первичной обмотке трансформатора равно геометрической сумме напряжения на выходе инвертора и падения напряжения на индуктивности . Регулируя угол сдвига между и можно добиться, чтобы угол а в режиме тяги был равен нулю, а в режиме рекуперации -1800.

Пояснения к рис. 3.3. приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Работа однофазного моста 4Qs преобразователя в режиме инвертирования

Открыты транзисторы	Проводящие плечи	Сторона переменного тока	Сторона постоянного тока	Интервалы времени по рис. 5.14
		Ua	ia	Ed	id
VТ1, VТ2	Противоположные	Ua=Ed	ia=id	Конденсатор С разряжается через однофазный мост на трансформатор	id спадает	1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10
VТ3, VТ4		Ua=-Ed	ia=-id			11-12,13-14, 15-16, 17-18, 19-20
VТ1, VТ3	смежные	Ua=0 К.з. трансформатора через вентили	VD3, VТ1	ia нарастает	Конденсатор С отделен от однофазного моста и заряжается от трехфазного	id=0	2-3, 6-7, 10-,
			VD1, VТ3				-11, 14-15, 18-19
VТ2, VТ4			VТ2, VD4				0-1, 4-5, 8-9
			VТ4, VD2				12-13, 16-17, 20-2

ГЛАВА 4. РАСЧЁТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

4.1 Среднесуточное число грузовых поездов

Среднесуточное число грузовых поездов в груженом направлении, Nгр:

(4.1)

где Гн - грузопоток в грузовом направлении, млн.тонн

Кн - Коэффициент месячной неравномерности перевозок

д - отношение веса состава нетто к весу брутто: д = qн / (qн + qт)

qн - нагрузка на вагон нетто, т/вагон

qт - нагрузка тары на вагон , т/вагон

Потребная пропускная способность в парах поездов, Nп

Nп = Nгр + ?Nпас, (4.2)

Максимальная пропускная способность в парах поездов, Nmax:

Nmax =1440/ (tx + lo), (4.3)

1440=24·60 минут в сутках

tx - чистое время хода по ограничивающему перегону на пару поездов в прямом и обратном направлении;

tx= 2lo·60/ Vx , (4.4)

lo - время на станционные интервалы, разгоны и замедления на пару поездов

lo - длина ограничивающего перегона,

Vx - ходовая скорость поезда.

Резерв пропускной способности, Nрез:

Nрез = Nmax - Nп пар поездов ; Nрез = (Nmax / Nп - 1) · 100 в процентах;

Резерв пропускной способности должен быть не менее 5%

Участковая скорость, Vуч:

Vуч= в · Vх, где

(4.5)

tст среднее время стоянки поезда на промежуточных станциях участка:

(4.6)

n - число перегонов на участке:

r- средняя длина перегона на участке. Расчет потребности в локомотивах. Потребность в грузовых локомотивах эксплуатируемого парка (Мэ) и приписного (Мп) определяется по обороту, Ол, и размерам движения поездов:

 ;

Мп=1,25Мэ

Полный оборот локомотива, Ол, и среднесуточный пробег (Sл) определяется:

;

tтеx- время нахождения локомотива под техническими операциями:

tтеx= tосн + tоб + tосм + tож (4.7)

tосн - время ожидания локомотива на станциях основного депо

tоб - время ожидания локомотива на станциях оборотного депо

tож - время простоя локомотива в ожидании

tосм - профилактический осмотр локомотива:

Расчет потребности в парке грузовых вагонов

Парк грузовых вагонов рассчитывается по формуле:

(4.8)

где ?nS - общий пробег вагонов,

Sв - среднесуточный пробег вагона,

(4.9)

?PL = Гн·L (4.10)

Sв = 7,68Vуч (4.11)

Инвентарный парк вагонов , nи,

nи = 1.05 nр (4.12)

где 1,05 - коэффициент, учитывающий нахождение вагонов в ремонте.

Результаты расчетов вводится в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Эксплуатационные расчеты		Узб.	ВЛ-60
Ср.сут. число груз.поездов в груж.напрв.	пары	18	20
Потр. пропускная способность в парах	пары	17,5	20,2
Чистое время хода	мин	29,5	33,3
Макс. пропускная способность участка	пары	38,4	34,8
Резерв пропускной способности	пары	20,9	14,7
Nрез =((Nmax/Nп)-1)·100	%	119,0	72,8
Число перегонов на участке		12,66667	12,6667
Cреднее время стоянки	ч	0,220	0,241
Коэф. участковой скорости		0,89	0,85
Участковая скорость	км/ч	54	46
Длина уч-ка оборота локомотива	км	228	228
Время на тех.операции	ч	2,48	2,68
Полный оборот локомотива	ч	6,7	7,7
Среднесуточный пробег локомотива=	км	820	713
Рабочий парк локомотивов	лок.	5	6
Приписной парк локомотивов	лок.	6	8
Среднесуточный пробег вагонов	км	418	351
Грузооборот	млн.ткм	1368	1368
Общий пробег вагонов	млн.в-км	50	50
Рабочий парк грузовых вагонов	ваг.	331	393
Инвентарный парк вагонов	ваг.	347	413

4.2 Определение нормы расхода электроэнергии

Расход электроэнергии на движение поезда, Эп

Эп =[ Pл (w'о +iэк) + Qбр(w''о + iэк)]·10-3·Эw, (4.13)

где w'о - удельное сопротивление движению соответственно локомотива и вагонов, кг/т, iэк - эквивалентный уклон по механической работе, 0/00;

Эw - расход электроэнергии на 1 ткм механической работы, Эw =3,05 квт.ч

Эквивалентный уклон принимается в соответствии с величиной расчетного подъема, iр и приведен ниже.

Таблица 4.2

iр	4	6	8	10	12	14
iэк	0,2	0,4	0,6	1,10	1,50	1,80

Основное удельное сопротивление движению локомотивов для режима тяги: Для режима холостого хода:

w'от = 1,9 + 0,01Vx+0,0003Vx2 (4.14)

w'ох = 2,4 + 0,011Vx+0,00036Vx2 (4.15)

Средневзвешенная величина w'о определяется в предположении, что 85% времени локомотив движется в режиме тяги и 15% - в режиме холостого хода.

w'о= 0,85w'от+0,15w'ох (4.16)

Для груженых вагонов величина удельного сопротивления движению:

w''от = 0,7+ (8+0,1 Vx +0,0025Vx2)/qo (4.17)

где qo - средняя нагрузка оси вагона на рельсы.

qo = (qн+qт)/4 (4.18)

Средневзвешенная величина удельного сопротивления для всех вагонов, w''о,с учетом сопротивления движения порожних вагонов равна:

w''о= 1,075w''от (4.19)

Расход электроэнергии на разгон поезда

(4.20)

где Vx - ходовая скорость принимается не выше 50 км/ч;

lp - среднее расстояние между разгонами,

(4.21)

здесь O- число остановок на участке,

Общий объем расхода электроэнергии на один поездо-км,Эо, Вт.ч,

Эо =1,02·(Эп +Эр), (4.22)

где 1,02 - коэффициент, учитывающий расход электроэнергии на служебные нужды.

Норма расхода электроэнергии, (квт.ч) на 10000 ткм брутто:

Нэ = 10000· Эо /Qбр (4.23)

В среднем нормы расхода электроэнергии составляют: для линий с горным профилем 250-320, с холмистым профилем 160-190, с равнинным 110-130 (кВт.ч) на 10.000 ткм брутто.

Результаты расчетов вводится в таблицу 4.3

Таблица 4.3

Расчет нормы уд. расхода электроэнергии	Узб.	ВЛ-60
w'от = 1,9 + 0,01Vx+0,0003Vx2	3,6	3,3
w'ох = 2,4+0,011Vx+0,00036Vx2	4,4	4,0
w'о= 0,85w'от+0,15 w'ох	3,27	3,3
w''от=0,7+(8+0,1·Vх+0,0025·Vх2)/qo	2,0	1,9
qo=qн+qт/4	17,5	17,5
w"o=1,075·w"от	1,4	1,4
Эп =[Pл (w'о +iэк) + Qбр(w''о + iэк)]·10-3·Эw	16,14	14,23
О=L·(Nгр+?Nпас)/(12·Vх·)	18,0	18,0
lр=L/(О+1)	6,0	6,0
Эр=1,35·{(Рл+Qбр)·Vх2}/{24·104·lр}·Эw	22,5	19,7
Объем расхода эл.энергии на 1 п-км	39,4	34,6
Норма расхода эл.эн. на 10000 ткм брутто	131,0	132,2

4.3 Техника безопасности при управление электровозов

4.3.1 Основы электробезопасности

Электробезопасность система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. Электробезопасность должна обеспечиваться конструкцией электроустановок, техническими способами и средствами защиты, организационными и техническими мероприятиями (при обязательном выполнении требований стандартов ССБТ и нормативно-технической документации).

Опасность электрического тока в отличие от прочих опасностей усугубляется тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить напряжение дистанционно, как, например, движущиеся части, раскаленные объекты, открытые люки и т.п. Опасность обнаруживается слишком поздно когда человек уже поражен. Проходя через живые ткани, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействие. Это приводит к различным нарушениям в организме, вызывая как местное поражение тканей и органов, так и общее поражение организма.

Технические способы и средства защиты, организационные и технические мероприятия, обеспечивающие электробезопасность, должны применяться с учетом номинального напряжения, рода и частоты тока электроустановки, способа энергоснабжения, режима нейтрали, вида исполнения, условий труда, вида работ и т.д.

Применение только одних организационных и технических мероприятий по предупреждению поражения электрическим током не может в полной мере обеспечить необходимую защиту обслуживающего персонала при эксплуатации электроустановок. Поэтому наряду с выполнением предписанных ПТЭ и ПТБ организационно-технических мер используют технические средства защиты. Наиболее широкое применение нашли такие технические средства, как электрическая изоляция токоведущих частей, защитное заземление, зануление, выравнивание потенциалов, защитное отключение, электрическое разделение сети, применение малых напряжений и др.

4.3.2 Требования безопасности при ремонте и обслуживании электрооборудования локомотива.

При приемке электрического подвижного состава проверяют исправность защитных блокировок, состояние заземлений и предупредительных надписей. Каждый электровоз укомплектовывают необходимым инструментом, наличие и состояние которого контролируют при каждом плановом обслуживании и ремонте.

Важнейшим средством предотвращения электротравмирования локомотивных бригад является содержание в работоспособном состоянии систем обеспечения электробезопасности. Этого достигают обязательным и качественным выполнением восстановительных работ при техническом обслуживании (ТО-1, ТО-2, ТО-3, ТО-4) и текущих ремонтах (ТР-1, ТР-2, ТР-3).

Ремонт электрооборудования тягового подвижного состава производят при обесточенных электрических цепях, для чего отключают разъединитель аккумуляторной батареи и отключатели тяговых электродвигателей, выпускают воздух и перекрывают краны пневматической системы электроаппаратов. При необходимости ремонта отдельных аппаратов, кроме того, вынимают соответствующие предохранители. Обтачивание и шлифование коллекторов отдельных тяговых электродвигателей производят после вывешивания данной колесной пары и подключения тягового электродвигателя к источнику питания постоянного тока напряжением не более 110 В. Остальные колесные пары подклинивают или затормаживают ручным тормозом. Для наблюдения за выполнением этой работы назначают специального работника, имеющего квалификационную группу (не ниже третьей) по технике безопасности. Для шлифования коллектора используют инструмент с изолированными ручками.

Электрические машины, снятые с электровоза, устанавливают на специальные подставки или конвейер поточной линии. Для поворачивания остовов и якорей используют кантователи. Перед началом работы с подвижных частей конвейера и кантователей убирают все посторонние предметы, инструмент и технологическое оборудование.

Выемку и запрессовку наружных обойм в подшипниковые щиты производят с помощью съемников, наставок, прессов и индукционных нагревателей.

Испытания электрических машин, аппаратов и счетчиков электрической энергии на электрическую прочность изоляции после ремонта перед установкой на электровоз производят на специально оборудованной станции, имеющей необходимое ограждение, сигнализацию, блокировку и звукоизоляцию.

Сборку схем на испытательных стендах производят при полном снятии напряжения. Питающие кабели для испытания электрических машин и аппаратов высоким напряжением надежно присоединяют к зажимам, а корпуса машин и аппаратов заземляют.

Подачу и снятие напряжения осуществляют контакторами с механическим, электропневматическим или электромагнитным приводом или разъединителем с изолированной тягой, снабженным предохранительным щитком. Пересоединение на зажимах испытуемых машин и аппаратов производят после отключения питания и их полной остановки. При измерении параметров электрических машин, находящихся под высоким напряжением, применяют диэлектрические средства защиты. Измеряют сопротивление изоляции, контролируют нагрев подшипников, проверяют состояние электрощеточного аппарата после отключения напряжения и полной остановки вращения якоря.

Порядок проведения испытания в соответствии с действующими правилами с учетом условий каждого депо устанавливают местной инструкцией.

При проверке щеток на искрение на коллекторные люки тяговых электрических двигателей устанавливают смотровые крышки с защитным стеклом, при этом в необходимых случаях используют специальные зеркала и индикаторы.

При снятии и постановке перемычек аккумуляторных батарей используют торцовые ключи с изолированными ручками. Эти операции выполняют в защитных очках. Кабели отсоединяют от аккумуляторных батарей только при отключенном рубильнике. При осмотре аккумуляторных батарей применяют аккумуляторные фонари, переносные светильники с неметаллической арматурой и проводами в резиновом шланге.

...