Условные зоны возможной некачественной пайки коллектора тягового электродвигателя НБ-418 К6
Разработка средств диагностирования тяговых электродвигателей. Оценка увеличения переходного сопротивления в месте некачественной пайки соединений петушков коллектора. Использование метода конечных элементов в программной среде трехмерного моделирования.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.05.2019 |
| Размер файла | 71,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Забайкальский институт железнодорожного транспорта - филиал ФГБОУ ВПО "Иркутский государственный университет путей сообщения"
Федерального агентства железнодорожного транспорта
Условные зоны возможной некачественной пайки коллектора тягового электродвигателя НБ-418 К6
(Zones possible poor soldering collector traction motor NB-418 K6)
Чуйко А.Д., Христосенков С.А.,
Петуров В.И., Воронов Н.О.
Чита, Россия
(Chita, Russia)
В настоящее время существует огромное количество различных методов диагностирования двигателей постоянного тока, применяемых в различных сферах промышленности и транспорта, в том числе железнодорожного. Данное разнообразие методов связано непосредственно с конкретными условиями эксплуатации двигателей, а также с преимуществами одного метода диагностирования перед другим.
Работы в области разработки методов и средств диагностирования тяговых электродвигателей (ТЭД) выполнялись учеными и специалистами ВНИИЖТ, различных ВУЗов железнодорожного транспорта, силами специалистов локомотиворемонтных заводов и депо.
Существуют различные направления в разработке методов диагностики указанных электрических машин, что объясняется разнообразием возможных неисправностей и типов дефектов ТЭД.
Для разработки новой методики диагностирования паяных соединений петушков коллектора ТЭД возникает необходимость в исследовании тепловой нестационарной модели коллектора ТЭД.
Существуют различные методы по расчету температурных полей для двигателей постоянного тока, обладающие своими достоинствами, и имеющие также свои недостатки, обусловленные допущениями принятыми в используемых математических моделях.
Анализируя существующие методики тепловых расчетов, был сформулирован вывод, что существующие методы определения температурного поля не учитывают геометрию коллектора и поэтому являются менее точными по сравнению с методом конечных элементов.
Так, например, такой метод как метод тепловых схем замещения имитирует только пути передачи тепловых потоков. Этот метод не дает полный картины теплограммы коллектора, а позволяет определять лишь средние значения температуры отдельных элементов. При расчете теплового поля коллектора методом тепловых схем замещения используются выражения для расчета нагревания однородного тела, при этом коллектор в действительности не является однородным телом, так в своем составе имеет не только медные коллекторные пластины, но и миканит, имеющий свою теплопроводность, отличную от теплопроводности меди.
Также к тепловым расчетам в коллекторе относятся методики, основанные на аналитическом решении уравнений одномерного температурного поля. Поэтому применение метода конечных элементов [6] является более целесообразным при анализе тепловых полей в процессе расчета теплограммы коллектора.
Это обусловлено тем, что указанный метод позволяет учитывать не только геометрию моделируемого тела, но и разнородность материалов, их различную теплопроводность. При некачественной пайке происходит увеличение переходного сопротивления в месте соединения и, как следствие, значительный нагрев, описываемый законом Джоуля - Ленца[2]:
Q = I2RdT (1)
где Q - количество теплоты, выделяющееся в переходном сопротивлении (мера энергии тела), Дж;
I - сила тока в проводнике, А;
R - переходное сопротивление, характеризующее плохой контакт, Ом.
dT - промежуток времени в течение которого происходит нагрев, с.
В соответствии с правилами ремонта электрических двигателей техническое состояние паяного соединения считается удовлетворительным при степени пропайки контактного соединения не менее 80 % [3, 4].
Для такого контактного соединения расчетным путем в программе Elcut установлено критическое значение температурного перепада, которое составляет 20 °С, и превышение температуры, являющееся браковочным критерием для оценки технического состояния якоря [5].
На рисунке 1 представлены три возможных зоны дефектов, связанных с некачественной пайкой коллекторной пластины в тяговом электродвигателе НБ-418 К6.
Каждая зона выделана своим цветом. Зона 1 (оранжевый цвет) - зона пайки выводов якорной обмотки и петушка коллектора; зона 2 (красный цвет) и зона 3 (желтый цвет) - место пайки «петушка» и коллекторной пластины.
Рисунок получен на основе данных Улан-Удэнского локомотиво - вагоноремонтного завода (УУ ЛВРЗ).
Рисунок 1 -Зоны возможной некачественной пайки
На основе вышеизложеного, можно сформулировать следующие выводы.
1) При моделировании тепловых процессов, связанных с нагревом коллектора, диагностическим признаком наличия дефекта (некачественная пайка) является температурный перепад который составляет порядка 20 єС [5]. диагностирование электродвигатель коллектор пайка
2) Согласно представленных зон пайки (рисунок 1), влияние эффективной площади прилегания в месте контакта может распространяться на все три зоны. Но как показывает статистический анализ [1] наиболее частый дефект некачественной пайки приходится на зону 1.
3) Увеличение температурного перепада связано с увеличением переходного сопротивления в месте контакта "петушок - коллектор" [3].
4) Большинство методик расчетов распределения тепла в коллекторе (например, метод тепловых схем замещения) не учитывают геометрию коллектора и являются менее точными по сравнению с методом конечных элементов.
С учетом вышеизложенного возникает необходимость в расчете с использованием метода конечных элементов в программной среде трехмерного моделирования с целью исследования влияния рассмотренного типа дефекта на нагрев коллектора.
Библиографический список
1. Чуйко А.Д. Анализ существующих методов диагностирования паяных соединений петушков коллектора тягового электродвигателя. В кн. «Управление, эксплуатация и ремонт железнодорожных узлов и агрегатов». Межвузовский сборник научных трудов / Чита: ЗабИЖТ, 2009г.
2. Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособ. для вузов / Трофимова Т.И. - 15-е изд. - М.: Академия, 2007. - 560 с.
3. ЦТ-ЦТВР-4782 - Правила ремонта электрических машин электроподвижного состава.
4. Фоменко В.К. Разработка технологии тепловизионного контроля технического состояния якорей тяговых электродвигателей локомотивов: диссертация кандидата технических наук: 05.22.07.- Омск, 2008. - 143 с.
5.Чуйко А.Д. Расчет теплового поля коллектора в программной среде Elcut 5.6. В кн. «Инновации и современные технологии экономике и транспорту». Межвузовский сборник научных трудов / Чита: ЗабИЖТ, 2013.
6.Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. - М.: Мир, 1975. - 541 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Использование индивидуального и групповых тяговых приводов для передачи вращающего момента от тягового электродвигателя или гидравлической передачи к движущим осям локомотива. Конструкция упругого зубчатого колеса тягового редуктора грузовых тепловозов.
реферат [1,4 M], добавлен 27.07.2013Преимущества системы автоматического регулирования тягового привода автономного транспортного средства. Классификация автоматических систем на теплоэлектрическом подвижном составе: теплового двигателя, тягового генератора и тяговых электродвигателей.
контрольная работа [548,4 K], добавлен 25.07.2013Организация диагностирования и ремонта роликов моторно-осевых подшипников тягового электродвигателя электровоза вихретоковым контролем. Устройство, принцип работы, основные неисправности и дефекты. Порядок работы в режиме повторной выбраковки роликов.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 25.04.2014Преобразование механической энергии дизеля в переменный ток. Устройство синхронного тягового генератора. Основные технические данные тяговых генераторов и тяговых агрегатов отечественных тепловозов. Система автоматического регулирования возбуждения.
реферат [1,0 M], добавлен 27.07.2013Расчет и построение тяговых характеристик электровоза постоянного или переменного тока и их анализ. Электромеханические характеристики тягового двигателя. Расчет тяговых характеристик при различных способах регулирования режима работы двигателя.
контрольная работа [2,4 M], добавлен 10.11.2014Характеристики тягового электродвигателя тепловоза. Расчет тока, касательной силы тяги и касательной мощности. Расчет основного удельного сопротивления при движении в режиме тяги и выбега. Оценка удельного сопротивления движению поезда на подъеме.
контрольная работа [668,1 K], добавлен 19.11.2013Назначение и принцип работы станций послеремонтных испытаний тяговых электродвигателей. Электротехнические характеристики и анализ работы станции. Расчет фронта ремонта и процента неисправных локомотивов. Технологические решения по улучшению станции.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 11.04.2015Разработка методики проведения НК тягового хомута с использованием магнитопорошкового метода. Выбор метода контроля. Методика расчета намагничивания устройства для тормозной тяги. Свойства дефектоскопического материала. Нанесение магнитного индикатора.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.12.2012Изучение и сравнение различных методов и схем испытаний тяговых электрических машин. Управление испытательными стендами, их анализ и расчет. Экспериментальное измерение и теоретический расчет электромеханических характеристик тягового электродвигателя.
лабораторная работа [424,9 K], добавлен 09.01.2009Расчет программы и фронта ремонта, инвентарного парка и процента неисправных локомотивов по видам ремонта, сериям. Определение штата работников электромашинного цеха и организация его работы. Разборка, ремонт, сборка тягового электродвигателя ТЭД НБ-520.
дипломная работа [383,7 K], добавлен 03.06.2014Расчет сопротивлений участков стартерной цепи. Определение основных размеров электродвигателя стартера, расчет обмотки якоря. Характеристика холостого хода. Расчет обмотки возбуждения. Диаметр коллектора и ширина щетка. Рабочие характеристики стартера.
контрольная работа [79,6 K], добавлен 10.11.2013Неисправности, возникающие в процессе эксплуатации тягового электродвигателя, причины их возникновения и способы предупреждения. Периодичность, сроки и объем технических обслуживаний и текущих ремонтов. Способы очистки и контроля технического состояния.
курсовая работа [672,5 K], добавлен 19.01.2015Электрическая передача постоянного и переменного тока. Физические основы преобразования энергии в электрических машинах. Назначение и конструкция тяговых электродвигателей тепловозов. Построение тяговой и токовой характеристик с учетом ограничений.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 05.04.2009Выбор числа пар полюсов и типа обмотки якоря. Расчёт размагничивающего действия реакции якоря, коллекторно-щёточного узла, магнитной цепи и катушек главных и добавочных полюсов. Расчёт массы и технико-экономических показателей тягового электродвигателя.
курсовая работа [304,6 K], добавлен 19.02.2013Назначение, конструкция и принцип работы тягового электродвигателя НБ-514Е магистрального грузового электровоза 3ЭС5К. Условия работы, неисправности, возникающие в процессе работы. Демонтаж и разборка тягового электродвигателя, очистка, дефектация.
курсовая работа [180,0 K], добавлен 30.05.2015Расчет необходимого оборудования и размера площадей производственного участка электромашинного цеха для ремонта тяговых двигателей. Проектирование поточной линии. Послеремонтные испытания: контроль изоляции и искрения. Определение себестоимости ремонта.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 10.09.2012Конструкция и принцип действия тягового двигателя. Технические данные двигателей ТЛ-2К1 и НБ-418К6 и их сравнительный анализ. Электрическая схема двигателя последовательного возбуждения с ее описанием и кривая намагничивания тягового двигателя Ф(Iя).
лабораторная работа [976,3 K], добавлен 02.04.2011Расчет номинального тока тягового электродвигателя, сопротивления секций реостата и шунтирующих резисторов. Скоростные и электротяговые характеристики электровоза постоянного тока. Анализ работы системы управления электровозом при разгоне поезда.
контрольная работа [22,2 K], добавлен 01.03.2014Статистика дефектов функциональных систем автомобилей ВАЗ. Основные методы и алгоритм для диагностирования электрооборудования автомобиля в условиях массового промышленного производства. Исследования переходного процесса в изделии электрооборудования.
презентация [352,2 K], добавлен 16.10.2013Схема технологического процесса зоны общего диагностирования и слесарно-механического цеха. Перечень работ, выполняемых в них. Подбор оборудования для зоны и цеха. Разработка технологических процесса и карты настройки света фар автомобиля КАМаЗ 45144.
курсовая работа [236,9 K], добавлен 07.09.2012
