Управління і ТО електровоза

 

1.1   Призначення допоміжного обладнання електровозів   Тяговий рухомий склад це комплексна система в якій взаємодіють пристрої і агрегати, спільна задача яких полягає в створенні тягових і гальмівних зусиль. Очевидно, що в цьому ключі найбільш важливим є тягове і гальмівне обладнання локомотива, яке умовно можна назвати основним. У той же час на локомотиві є цілий комплекс пристроїв, від надійної роботи яких безпосередньо залежить правильне функціонування локомотива в цілому, таке обладнання називають допоміжним. Допоміжне обладнання – це обладнання яке забезпечує надійну та якісну роботу тягового та гальмівного обладнання, а також працездатність систем безпеки. Допоміжних систем електровозів відносяться: -         пневматичні системи; -         протипожежні системи; -         система вентиляції; -         системи резервного живлення; -         системи життєзабезпечення (освітлення, кондиціонування). У комплексі допоміжного обладнання є ряд пристроїв і механізмів, для приводу яких необхідно використання електричних двигунів. На електровозах такими пристроями є вентилятори, компресори, насоси, генератори ланцюгів управління, перетворювачі напруги, дільники напруги. Крім того, до допоміжного обладнання також відносять електромашинні перетворювачі і обертові фазорасщеплювачі. Перераховані апарати виконують функції, пов'язані з підтриманням нормальних умов роботи тягового і гальмівного обладнання. Компресори забезпечують локомотив і поїзд стисненим повітрям для функціонування систем гальмування, електричних апаратів з пневматичним приводом, автоматичних дверей (в електропоїздах) і іншого пневматичного обладнання. Вентилятори здійснюють повітряне охолодження електричного обладнання електрорухомого складу, яке піддається нагріванню процесі роботи (тягові двигуни, перетворюючі установки, пускові реостати). Також здійснюють вентиляцію кабіни машиніста. Насоси забезпечують циркуляцію масла і інших холодоагентів в системах рідинного охолодження електрообладнання. Генератори кіл управління, що представляють собою електрогенератор низької напруги, живлять кола управління, сигналізації та освітлення електроенергією з необхідними параметрами. Електромашинні перетворювачі служать для необхідних змін параметрів електричної енергії в допоміжних ланцюгах. Обертові фазорасщепітелі (ФР) застосовуються для перетворення однофазного змінного струму в трифазний для живлення асинхронних двигунів. Приводні двигуни перерахованих пристроїв називаються допоміжними машинами.  На практиці допоміжними машинами також називають комплекс, що складається з власне агрегату і його електроприводу (мотор-компресор, мотор- вентилятор, мотор-насос). Очевидно, що завдання, які виконують допоміжні машини, мають високий рівень значимості - вихід з ладу будь-якого допоміжного агрегату негативно відбивається на тягових властивостях локомотива і безпеці руху. Наприклад, відмова охолоджувальних механізмів призводить до неможливості роботи тягового обладнання, а відмова компресора призводить систему гальмування поїзда в неробочий стан. 1.2 Вимоги до допоміжних машин рухомого складу  Як було відзначено, роль допоміжних машин на локомотиві істотна: Їх відмова негативно позначається на безпеці руху, умовах роботи тягового і силового обладнання, якості живлення кіл власних потреб. Тому головною вимогою до допоміжних машин є збереження працездатного стану у всіх режимах роботи рухомого складу і у всіх можливих умовах, на які він розрахований. Також, як і інше обладнання, яке встановлюється в кузові електровоза, допоміжні машини повинні зберігати свою працездатність в інтервалі температур від +60 °C до -50 °C [1]. У частині електропостачання допоміжні машини повинні зберігати працездатність при коливаннях напруги на струмоприймачі на залізницях постійного струму от 2000 В до 4000 В і змінного струму від 19 кВ до 29 кВ [2]. Крім того, допоміжні машини повинні мати високі техніко-економічними показниками. Загальна потужність допоміжних машин на електровозах постійного струму становить до 3-5% загальної потужності тягових двигунів, а у електровозів змінного струму – до 7-10% при споживанні ними до 10% електроенергії, що витрачається на тягу [2]. Найбільшою мірою надійність допоміжних машин визначається надійністю найбільш навантажених і схильних до зносу вузлів. Розподіл ушкоджень по окремих вузлах асинхронних двигунів змінюється в залежності від умов їх застосування, однак найбільше число ушкоджень завжди доводиться на обмотку статора. В середньому через пошкодження обмоток двигунів відбувається 85-95% відмов [3]. Надійність обмоток в першу чергу залежить від стану ізоляції, яка працює в складних, несприятливих умовах, що негативно впливають на її електричну міцність. Основні причини прискореного старіння ізоляції полягають в підвищених пускових токах двигунів і впливі вібрацій.             Другим основним джерелом відмов в електричних двигунах є  підшипниковий вузол. Найбільш часто відмова підшипникового вузла  1.3 Типи систем допоміжних машин електрорухомого складу  На електричному рухомому складі залізниць найбільшого поширення знайшли два типу систем допоміжних машин: -          системи допоміжних машин постійного струму з колекторними двигунами; -          системи допоміжних машин змінного струму з асинхронними двигунами. Допоміжні колекторні двигуни знайшли широке застосування на електрорухомому складі (ЕРС) постійного струму (ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11, ЧС7, ДЕ1, ВЛ11м/6), де для живлення таких машин не потрібно перетворення роду струму. Трифазні асинхронні двигуни в якості допоміжних машин в основному застосовуються на ЕРС змінного струму (ВЛ80, ВЛ85, 2ЕС5К). Однак на сучасному рухомому складі рід струму електровоза (електропоїзда) вже не впливає на вибір тієї чи іншої системи допоміжних машин. З появою досить дешевих і надійних електронних перетворювачів все більшого поширення набувають саме асинхронні допоміжні електродвигуни, в тому числі і на ЕРС постійного струму (2ЕС4К, HRCS2 “Hyndai Rotem”, EJ675 “Skoda Vagonka”, ЕКр1 «Тарпан»).