Подвижной состав железных дорог

Подвижной состав железных дорог

УДК 621.313
В. Д. Авилов, П. Г. Петров, Е. М. Моисеенок
К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ КОММУТАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
КОЛЛЕКТОРНЫХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА
Эффективность и надежная работа тягового подвижного состава во многом зависят от надежности их тяговых двигателей и вспомогательных электрических машин. Ожидаемое увеличение объемов перевозок и увеличение интенсивности движения потребуют серьезного пересмотра технологической культуры ремонта и эксплуатации электрических машин тягового подвижного состава.
Проблема повышения устойчивости работы скользящего токосъема очевидно останется актуальной и в ближайшие десятилетия. Несмотря на значительные успехи в электромехани­ке по замене коллекторных машин на бесколлекторные мощные тяговые двигатели остаются коллекторными. Это подтверждается заказом на новые электровозы от ОАО «РЖД» на бли­жайшие годы. Эти электровозы будут эксплуатироваться еще 20 - 30 лет. С учетом наме­чающегося увеличения объемов перевозок, повышения скоростей движения и веса состава появится необходимость в серьезном ужесточении требований к надежности работы коллек­торно-щеточного узла тяговых двигателей.
Многолетний опыт коллектива кафедры «Электрические машины и общая электротех­ника» в области исследования условий работы коллекторно-щеточного узла (КЩУ) электри­ческих машин, по созданию приборов и устройств для оценки уровня искрения и профило- метров для оценки механического состояния коллекторов, изучение работы электрических щеток, создание методов настройки коммутации как тяговых двигателей подвижного соста­ва, так и двигателей прокатных станов и экскаваторов, а также специальных электрических машин указывает на то, что многие проблемы, возникающие при работе КЩУ, являются ре­зультатом нарушения технологии ремонта и неправильных действий человека.
Наглядным примером встречающегося нарушения технологии ремонта являются, на­пример, увеличение биения коллектора после ремонта тягового электрического двигателя (ТЭД); возникновение асимметрии после сборки магнитной системы ТЭД; наличие несоот­ветствующих прокладок под добавочными полюсами; значительная разность в усилиях на­жатия на щетки; случаи выпуска ТЭД из ремонта без проверки на испытательной станции. Результат этих нарушений проявляется на коллекторе электрической машины в виде искре­ния щеток, подгара коллектора, повышенного износа контактной пары, предрасположенно­сти к круговым огням и т. д.
Для выявления причин неудовлетворительных условий коммутации ТЭД необходима должным образом оборудованная испытательная станция, которая может быть выполнена как на машинных агрегатах, так и на статических преобразователях, занимащих меньшую площадь и автоматизирующих процессы самих испытаний. Для исключения влияния челове­ческого фактора на результаты испытаний необходимо использовать полностью автоматизи­рованные испытательные станции. Кроме того, результаты испытания должны быть пред­ставлены в виде протокола на ЭВМ. Внедряемые в настоящее время испытательные станции должны дополнительно быть оборудованы приборами и устройствами по оценке уровня ис­крения в соответствии с ГОСТ 183-74, а также системой подпитки добавочных полюсов. Удорожание стенда не превысит 10 %, а его возможности по оценке и настройке условий коммутации ТЭД при этом значительно расширяются. Это позволит проводить исследования и настройку коммутации на весьма высоком уровне. По мнению авторов, в такой комплекта­ции должны оборудоваться все испытательные станции ремонтных заводов Желдорреммаша и базовые локомотивные ремонтные депо всех железных дорог. Стенды для обкатки ТЭД на холостом ходу должны оборудоваться профилометрами, позволяющими оценивать фактиче-



ское биение коллектора и перепад между пластинами коллектора. Последний параметр имеет определяющее значение при формировании условий работы КЩУ.
На коммутационный процесс в обмотке машины постоянного тока оказывает влияние большое количество факторов: величина и скорость изменения тока якоря, температура кол­лектора, скорость вращения якоря, условия окружающей среды, усилие нажатия на щетку, внешние воздействия, собственные вибрации элементов КЩУ и многие другие. Влияние всех возможных факторов в условиях эксплуатации может определить только интегральный параметр - это минимум износа контактной пары [1]: