Совершенствование методики и устройства диагностирования коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока с учетом неидентичности коммутационных циклов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, кандидат наук Афонин Александр Петрович

• Афонин Александр Петрович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Афонин Александр Петрович

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ УСЛОВИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

1.1. Анализ технического состояния тяговых электродвигателей

1.2. Процесс коммутации в машинах постоянного тока и роль щеточного контакта в нем

1.3. Влияние температуры щеточного контакта и температуры окружающей среды

1.4. Профиль коллектора и износ щеток

1.5. Влияние на коммутацию изменений нагрузки и частоты вращения

1.6. Коммутирующие свойства дополнительных полюсов и щеток

1.7. Процесс коммутации машин постоянного тока как вероятностный процесс

1.8. Анализ законов распределения интенсивности искрения

1.9. Определение диагностических параметров, характеризующих законы распределения интенсивности искрения

1.10. Выводы по главе и постановка задач исследования

2. ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОЛЛЕКТОРНО-ЩЕТОЧНОГО УЗЛА

2.1. Формирование диагностической модели с учетом параметров, отражающих неидентичность коммутационных циклов

2.2. Выделение рабочей граф-модели

2.3. Декомпозиция граф-модели диагностирования

2.4. Составление двудольных графов соответствия дефектов и диагностических параметров

2.5. Уточнение двудольных графов для условий приемосдаточных испытаний

2.6. Выводы по главе

2

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

3.1. Обоснование интервалов варьирования параметрами режима работы

3.2. Описание экспериментальной установки

3.3. Формирование регрессионной модели

3.4. Анализ соответствия полученных регрессионных моделей двудольным графам соответствия дефектов и диагностических параметров

3.5. Выводы по главе

4. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Анализ существующих методов и устройств оценки интенсивности искрения

4.2. Разработка устройства преобразования диагностических сигналов

4.3. Программное обеспечение устройства ПКК-5М

4.4. Методика применения предложенных диагностических параметров

4.5. Определение точностных показателей диагностирования

4.6. Обоснование экономической эффективности

4.7. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Патент на полезную модель

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Свидетельство о регистрации электронного ресурса

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методики и устройства диагностирования коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока с учетом неидентичности коммутационных циклов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Несмотря на известные недостатки коллекторных электрических машин, они остаются востребованными в отраслях, требующих наличия электропривода с высокими значениями частоты вращения, широким диапазоном и хорошей плавностью регулирования, хорошими пусковыми свойствами.

В настоящее время, например, продолжает эксплуатироваться значительное количество электровозов прежних серий с коллекторными тяговыми двигателями постоянного тока (ВЛ10, ВЛ80 и др.), а также поступают в эксплуатацию новые типы электровозов (ЭС5К «Ермак», ЭС4К «Дончак», 2ЭС6 «Синара», ЭП1 и др.). Это говорит о том, что отрасль железнодорожных перевозок не планирует в ближайшей перспективе отказываться от тяговых коллекторных двигателей постоянного тока.

Учитывая, что срок службы коллекторных электродвигателей достаточно велик, диагностирование их технического состояния в процессе эксплуатации, является задачей, без которой не возможно обеспечение высоких показателей экономической эффективности работы отраслей, зависящих от двигателей данного типа.

Подвижной состав железных дорог в процессе эксплуатации подвергается воздействию множества факторов различной физической природы, при этом наиболее интенсивному воздействию тяговые подвержены именно электродвигатели (ТЭД). Статистические данные показывают, что на долю ТЭД приходится до 29,1% отказов электровозов серии 2ЭС6. Основными слабыми местами ТЭД являются повышенный износ щеток, выход из строя КЩУ, возникновение кругового огня, нарушение рабочей поверхности коллектора. На долю этих отказов приходится до 23% от общего количества отказов ТЭД. Таким образом, техническое состояние КЩУ является одним из критических элементов, определяющих надежность ТЭД, а, следовательно, и подвижного состава. Поэтому, обеспечение надежной работы электровозов возможно за счет повышения достоверности диагностирования технического состояния КЩУ ТЭД в процессе приемо-сдаточных испытаниях ТЭД после ремонта.

Диссертационная работа выполнена в рамках госбюджетной НИР ГБ-166 «Повышение качества и экономичности работы электромеханических преобразователей и устройств. Разработка методов исследования и средств диагностирования и контроля» (№ г.р. 01.9.60.0 00796).

Степень разработанности темы диссертации. Значительный вклад в исследования надежности и работоспособности коллекторно-щеточного узла двигателей постоянного тока, в том числе ТЭД подвижного состава магистральных железных дорог внесли такие ученые как М. Ф. Карасев, В. Д. Авилов, В. Т. Касьянов, О. Г. Вегнер, Р. Ф. Бекишев, А. С. Курбасов, А. И. Скороспешкин, Г. А. Си-пайлов, Э. К. Стрельбицкий, В. В. Толкунов, В. В. Фетисов, С. И. Качин, В. В. Харламов, И. В. Плохов и другие.

В настоящее время известно множество диагностических параметров, методик их определения, а также диагностического оборудования для выявления причин неудовлетворительной коммутации коллекторных электродвигателей. Сложность настройки коммутации связана с отклонениями конструктивных и технологических параметров коллекторных машин постоянного тока, что обуславливает неизбежную неидентичность коммутационных циклов различных секций обмотки якоря. При этом не достаточно проработанным остается вопрос обоснования необходимого и достаточного объема испытаний и диагностического оборудования, а также правильной интерпретации массива диагностической информации.

Цель диссертационной работы — повышение достоверности диагностирования технического состояния коллекторно-щеточного узла электрических машин постоянного тока в условиях неидентичности коммутационных циклов. Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи: Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи: 1) исследовать влияние факторов электромагнитной и механической природы, обусловленных отклонением конструктивных и технологических параметров, на качество функционирования коллекторно-щеточного узла (КЩУ) электрических машин постоянного тока (МИТ); исследовать законы распределения интенсивности искрения

под щетками в различных режимах работы и определить статистические параметры искрения, применимые для диагностирования состояния КЩУ МПТ;

2) сформировать диагностическую модель КЩУ МПТ с учетом параметров законов распределения, отражающих неидентичнocть кoммутaционных циклов;

3) выделить множество параметров диагностирования технического состояния, обладающих наибольшей информативностью и различительной способностью, применимых в процессе приемо-сдаточных испытаний;

4) выполнить экспериментальную проверку выдвинутых теоретических положений и осуществить анализ полученных регрессионных моделей;

5) разработать устройство преобразования диагностических сигналов, позволяющее определять предложенные диагностические параметры, для внедрения его в существующие диагностические системы оценки технического состояния КЩУ МПТ;

6) предложить методику диагностирования технического состояния КЩУ МПТ с использованием разработанного устройства и оценить экономическую эффективность ее применения.

Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования проводились с применением методик расчетов из теорий цепей, электрических машин, информации и графов, методов математического моделирования, статистических проверок гипотез, а также дисперсионного и корреляционного анализа. В процессе расчетов и анализа математических зависимостей применялись электронные таблицы Excel, а также специализированный пакет программ MathCAD. Разработка оригинальных программных продуктов осуществлялась на языке C++. Экспериментальные исследования проводились на специально разработанных модельных установках с использованием статистических методов обработки результатов измерений.

Объект исследования. Коллекторная машина постоянного тока.

Область исследования. Диагностирование технического состояния коллек-торно-щеточного узла машин постоянного тока.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) сформирована диагностическая модель КЩУ МПТ с учетом параметров законов распределения интенсивности искрения, отражающих неидентичность коммутационных циклов, как во времени, так и по коллектору;

2) определено множество эффективных диагностических параметров, учитывающих неидентичность коммутационных циклов и позволяющих повысить достоверность диагностирования при определении технического состояния КЩУ МПТ в процессе приемо-сдаточных испытаний;

3) на основе экспериментальных исследований получены регрессионные модели, отражающие зависимость предложенных параметров диагностирования, учитывающих неидентичность коммутационных циклов, от настройки двигателя и режима его работы;

4) разработана методика диагностирования технического состояния КЩУ МПТ с использованием параметров законов распределения интенсивности искрения, учитывающих неидентичность коммутационных циклов, вызванных физическими явлениями различной природы.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обеспечивается корректным использованием основных положений теории электрических машин, теории графов и регрессионного анализа. Результаты теоретических изысканий экспериментально подтверждены. При статистической проверке доверительная вероятность принята равной 0,95.

Практическая значимость работы. Значимость проведенных работ определяется комплексностью теоретических, конструкторских и экспериментальных исследований, направленных на создание и внедрение в производство усовершенствованного комплекса диагностических средств для повышения достоверности диагностирования коллекторно-щеточного узла МПТ.

Сформированная диагностическая модель на основе предложенного множества эффективных параметров, учитывающих неидентичность коммутационных циклов различной природы, и разработанный алгоритм применения диагностиче-

ских параметров позволяют повысить достоверность диагностирования и усовершенствовать процесс приемо-сдаточных испытаний ТЭД за счет экономии времени на проведение диагностических операций.

Разработано и защищено патентом РФ устройство контроля гаммутации, позволяющее регистрировать предложенные диагностические параметры законов распределения интенсивности искрения.

Реализация результатов работы. Разработанный метод оценки технического состояния КЩУ МПТ используются в учебном процессе на кафедре «Электрические машины и общая электротехника» ОмГУПСа, диагностическая система, реализующая этот метод, внедрена в технологический процесс технического обслуживания и ремонта тяговых двигателей постоянного тока в локомотивном ремонтном депо «Московка».

Основные положения, выносимые на защиту:

1) диагностическая модель КЩУ МПТ с учетом параметров законов распределения интенсивности искрения, отражающих неидентичность коммутационных циклов, как во времени, так и по коллектору;

2) множество эффективных параметров, учитывающих неидентичность коммутационных циклов, при определении технического состояния КЩУ МПТ в процессе приемосдаточных испытаний;

3) результаты анализа регрессионных моделей, отражающие зависимость предложенных параметров диагностирования, учитывающих неидентичность коммутационных циклов, от настройки двигателя и его режима работы;

4) методика диагностирования технического состояния КЩУ МПТ с использованием параметров законов распределения интенсивности искрения, учитывающих неидентичность коммутационных циклов.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались и были одобрены на восьми конференциях различного уровня: научно-технической конференции «Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте» (ОмГУПС, Омск, 2009 г.); международной

научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (ТПУ, Томск, 2009 г.); международной научно-технической конференции с международным участием «Инновации для транспорта» (ОмГУПС, Омск, 2010 г.); всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов» (ОмГУПС, Омск, 2012 г.); международной научно-технической конференции «Повышение эффективности эксплуатации коллекторных электромеханических преобразователей энергии» (ОмГУПС, Омск, 2013 г.); всероссийской научно-технической интернет-конференции с международным участием «Информационные и управляющие системы на транспорте и в промышленности» (ОмГУПС, Омск, 2014 г.); международной научно-технической конференции «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (ВоГУ, Вологда, 2016 г.); всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Приборы и методы измерений, контроля качества и диагностики в промышленности и на транспорте» (ОмГУПС, Омск, 2016 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 17 печатных работах, из них 5 статей - в изданиях, определенных ВАК Минобрнауки России, один патент РФ на полезную модель и одно свидетельство о регистрации электронного ресурса.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 110 источников. Общий объем -170 страниц, в том числе 41 иллюстрация, 35 таблиц.

1. Анализ основных факторов, определяющих условия коммутации коллекторных электрических машин

Двигатели постоянного тока благодаря своим пусковым свойствам и регулировочным характеристикам получили широкое применение во всех видах электрического транспорта [61], в судовых электродвигателях, в приводах прокатных станов на металлургических предприятиях [6, 72, 102, 103]. Несмотря на то, что в благодаря развитию силовых полупроводниковых преобразователей, асинхронные двигатели вытесняют двигатели постоянного тока, электромагнитные нагрузки и мощности МПТ продолжают расти, что обуславливает актуальность исследований, направленных на повышение коммутационной устойчивости МПТ[10].

В своих научных трудах профессор В.Д. Авилов приводит следующую мысль: причины неудовлетворительной коммутации разделены на две главные группы: механические и электромагнитные. Но данное разделение - можно считать условным. Неидентичность коммутационного процесса, связанная с электромагнитными причинами зависит от соотношения коммутирующей и реактивной ЭДС, а также от переходного падения напряжениями в контакте щетка-коллектор. Данное обстоятельство В.Д. Авилов выражает в обобщенных параметрах, объединяя все механические факторы в единую группу [1].

Отсюда можно сделать следующий вывод о том, что коммутационный процесс в МПТ определяется множеством самых различных факторов электромагнитных и механических. Кроме того значительное влияние оказывает окружающая воздушная среда [91].

К механическим факторам относятся следующие: шероховатость и деформация поверхности коллектора, его биение, эллиптичность, выступание межла-мельной изоляции, давление щетки на поверхность коллектора, вибрация КЩУ и др. Данные факторы приводят к вибрации щеток, что ухудшает контакт между щеткой и коллекторными пластинами и приводит к возникновению искрения под щетками.

Даже при наличии практически идеального механического состояния контакта коллектор-щетка вследствие воздействия электромагнитных факторов может наблюдаться неудовлетворительная коммутация, сопровождающаяся искрением под щетками, которое может повредить сбегающий край щеток, а также рабочую поверхность коллектора. Такие повреждения в свою очередь вызывают дополнительную вибрацию щеток и еще больше усиливают искрение, связанное с механическими причинами.

К факторам окружающей среды относятся влажность, температура, а также наличие пыли и т.п. Данные факторы определяют состояние политуры, состоящей из смеси углерода, различных окислов меди и частично из воды, находящихся на рабочей поверхности коллектора. Так, например, при низкой влажности в политуре преобладают окислы меди, вследствие чего возрастает трение щеток о коллектор и усиливается износ элементов КЩУ [21, 94].

Мероприятия, направленные на снижение искрения и повышение коммутационной устойчивости [9, 12, 36, 48, 53, 95] позволяют получать существенный технико-экономический эффект, обусловленный снижением капитальных затрат на ремонт и обслуживание МПТ, в процессе которых необходимо производить замену щеток, протачивать коллектор, выполнять продорожку и др. операции. Капитальные затраты на ремонт и обслуживание особенно ощутимы на машинах большой мощности, где они могут составить до трети от цены на данную МПТ.

1.1. Анализ технического состояния тяговых электродвигателей

На тяговые двигатели электрифицированного подвижного состава в процессе реальной эксплуатации негативно воздействует одновременно целый ряд факторов, к которым можно отнести повышенную токовую нагрузку, достаточно большие изменения температуры окружающей среды, а также высокая влажность воздуха. Интенсивность воздействия данных факторов определяется районом эксплуатации конкретного электровоза, особенностями его конструкции, типом при-

меняемого привода и др. Анализ отказов ТЭД показывает, что 23% всех отказов приходится на возникновение кругового огня на коллекторе, неисправности КЩУ и возникновение задиров коллектора. Исходя из того, что доля отказов тяговых электродвигателей в электровозах составляет около 54% отказов, можно сделать вывод об актуальности задачи диагностирования технического состояния КЩУ ТЭД [4 - 6].

На текущий момент одни из наиболее современных в парке ОАО «РЖД» являются электровозы 2ЭС6, которых на дату 31.12.2016 г. эксплуатируется 642 единицы.

Приведем анализ надежности электровозов типа 2ЭС6 на основании информации о результатах их эксплуатации за 2015 - 2016 гг.

Диаграмма отказов за 2015 и 2016 гг. в целом по парку электровозов 2ЭС6 представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Диаграмма отказов за 2015 и 2016 гг. электровозов типа 2ЭС6

В соответствии с приведенной на рисунке 1.1 диаграммой наибольшее количество отказов относится к тяговым электродвигателям. При этом прослеживается тенденция на увеличение их доли отказов по отношению к общему их числу. Доля отказов ТЭД в 2015 г. составила 19,5%, а в 2016 г. выросла до 22%. Следо-

вательно, для данного типа электровозов, ТЭД является наиболее важным элементов, определяющим надежность подвижного состава в целом.

Электровозы типа 2ЭС6 имеют в своем составе тяговые двигатели четырех типов СТК-810, ЭДП-810, ДПТ-810, ЭК-810Ч.

Распределение числа электровозов, оборудованных соответствующими типами двигателей представлено на рисунке 1.2.

350

300

250

200

150

100

50

208

68

16

ЭДП-810

ЭК-810Ч

СТК-810

ДПТ-810

Рисунок 1.2 - Диаграмма распределения количества ТЭД по электровозам

типа 2ЭС6

Оборудование электровозов 2ЭС6 разными типами ТЭД обуславливает дополнительные проблемы в обслуживании и как следствие снижение надежности электровозов данного типа.

Проанализируем надежность тяговых электродвигателей электровозов типа 2ЭС6 по типам ТЭД в расчете числа отказов в год на один электровоз.

В соответствии с данными, представленными на рисунке 1.3, количество отказов в год в расчете на один электровоз возрастает или не убывает по всем типам тяговых электродвигателей, применяемых на электровозах 2ЭС6 в течении 2015-2016 гг, и составляет порядка 3 единиц на один электровоз в год.

ЭДП-810 ЭК-810Ч СТК-810 ДПТ-810

Рисунок 1.3 - Диаграмма отказов различных типов ТЭД на электровозах 2ЭС6

Диаграмма распределения отказов тяговых электродвигателей электровозов 2ЭС6 за 2016 г. в соответствии с причинами приведена на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Диаграмма отказов ТЭД по причинам возникновения на электровозах типа 2ЭС6 за 2016 г.

В соответствии с диаграммой отказы, связанные с различными неисправностями КЩУ, составляют порядка 23% от полного числа отказов ТЭД.

Приведенный анализ показывает, что достаточно большой процент отказов электровозов 2ЭС6 приходится на тяговые двигатели, что обуславливает большие объемы капитальных вложений в их обслуживание и ремонт. Следовательно, как показывает пример электровозов типа 2ЭС6, задача повышения достоверности диагностирования технического состояния тяговых двигателей является актуальной, в том числе для подвижного состава железных дорог.

1.2. Процесс коммутации в машинах постоянного тока и роль щеточного контакта в нем

Параметры определяющие коммутационный процесс в МПТ переменны во времени в связи с тем, что данный процесс является динамическим, причем данное обстоятельство, несомненно, приводит к его ухудшению. При этом следует отметить, что множество факторов могут изменяться совместно.

Практически все исследователи коммутации используют для анализа процесса коммутации следующую систему нелинейных дифференциальных уравнений первого порядка в том или ином виде:

А

(г)

*

аг к

м,

ь

Ь

ак(г)

Жг йгп (г)

к

А,

аг к

V

с

м

м

ж к(г) ^

Жг ,

а<к(г У

Жг (г)

Жг

--Ди(1наб(г))- Ди(1сб(г))- (г)х -екх(г); Ди (1

2 наб (г))- Ди (I 2 сб (г))-к (г) ^ 2 ек 2 (г); (1.1) Ди(1п наб (г))- Ди(1п сб (г))- 1п (г)Язп - ек п(г),

<

где еь = - Ь

Ш(г) Жг

- ЭДС самоиндукции; е

м

I

к

V

(г)

м,—— к аг

- ЭДС взаимоиндук-

У

ции; Ди(1наб (г)) и Ди(1сб (г)) - переходные падения напряжения под набегающим и сбегающим краями щетки; Я8 - сопротивление коммутируемой секции; ек(?) -

коммутирующая ЭДС, которая наводится в секции при ее взаимодействии с магнитным полем в зоне коммутации [100].

Если при завершении процесса коммутации ток, протекающий по коммутируемой секции не сравнялся с током параллельной ветви обмотки якоря 1а, между сбегающим краем щетки и коллекторной пластиной появляется ток разрыва. При этом запасенная в коммутирующей секции энергия, равная £/р/2, превращается в энергию электрического поля. Разность потенциалов между расходящимися коллекторной пластиной и щеткой быстро возрастает, что приводит к искровому, или иногда к дуговому разряду [55, 59, 93, 105].

Наиболее ответственным этапом коммутации является ее завершающий этап. В этот временной промежуток наиболее явно выражено воздействие переходного сопротивления щеточного контакта. Откуда следует, что щетка является активным элементом коммутируемого контура и существенно влияет на характер коммутации.

Как профессор М. Ф. Карасев, так и продолжатель его научной школы профессор В. Д. Авилов называли щеточный контакт «краеугольным камнем» коммутационного процесса, отмечая, что его характеристики крайне сложным образом зависят от множества различных факторов. Переходное сопротивление щеточного контакта обусловлено маркой щетки, силой прижатия щетки к поверхности коллектора, реальной поверхности коллектора, воспринимающей усилие от прижатия щетки, вибрации щеточного узла, параметров окружающей атмосферы, температуры контакта щетка-коллектор, а также параметров самой коммутируемой секции. При этом наиболее сложной задачей в расчете процесса коммутации является характер распределения плотности тока по контактной поверхности [2].

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) контактного слоя щетки с коллектором отражает зависимость переходного падения напряжения в контакте от плотности тока Лищ = /(Jщ). Данный тип характеристики может иметь различный

вид. Линия а на рисунке 1.5 (сплошная) отражает наиболее типичный вид вольт-амперной характеристики.

При увеличении плотности тока до значений порядка (20 - 30)-106 А/м2 различные марки щеток имеют от долей вольта (как, например, металлосодер-

жащие щетки) до нескольких единиц вольта (электрощетки типа ЭГ) [60, 62]. Форма ВАХ переходного сопротивления имеет две границы: от гщ = const - линия б (см. рисунок 1.5) до ищ = const - линия в [1, 2, 15, 44].

Рисунок 1.5 - Вольт-амперные характеристики щеточного контакта

Ряд исследователей [1, 44] для анализа и расчета процесса коммутации принимают аппроксимацию реальной ВАХ щетки в следующем виде:

ДЦщ = A-arctg(BJm).

(1.2)

Путем изменения параметров А и В в выражении (1.2) можно достаточно точно получить характеристики, которые будут соответствовать условиям: гщ = const и ищ = const [38]. На рисунке 1.6, а показаны ВАХ, построенные по выражению (1.2). На рисунке 1.6, б представлены кривые тока коммутируемой секции, с полученные с учетом аппроксимаций, приведенных на рисунке 1.6, а [44].

2,4 В

1,6

дищ 0,8

/ (45 В=2 У

L / / А =1,5; Б =0,2

г

0 4 8 12 А/см2 20 J-►

а

б

Рисунок 1.6 - Расчетные характеристики: а - вольт-амперные; б - кривые тока коммутации

Анализ приведенных кривых показывает, что параметры щеточного контакта, определяемые видом ВАХ, в значительной степени определяют характер кривой тока коммутируемой секции.

Отметим, что практически любые изменения в работе щеточного контакта сказываются на среднем значении интенсивности искрения [25].

1.3. Влияние температуры щеточного контакта и температуры окружающей среды

ВАХ щеточного контакта значительно изменяют свой вид при изменении своей температуры [49]. Степень изменения ВАХ определяется типом применяемой электрощетки. На некоторые щетки это влияние выражено в большей степени, на другие - в меньшей. Так на пример, для щеток ЭГ-74 с ростом температуры значительно уменьшается А ищ и снижается наклон характеристики, приближаясь к прямой (гщ = const), однако на щетки ЭГ-2А изменение температуры оказывает значительно меньшее влияние. При этом очевидно, что изменение ВАХ является причиной изменения характера коммутации МПТ.

18

С точки зрения теории оптимальной коммутации [1, 2, 44, 46] такие исследования зависимости температуры щеточного контакта на ВАХ показали, что при низкой температуре наблюдается недокоммутация, далее значительная перекоммутация, которая при дальнейшем увеличении температуры снова переходит в недокоммутацию. На рисунке 1.7 приведена зависимость оптимального значения коммутирующей ЭДС ек.опт от температуры щетки ЭГ-2А. При применении других типов электрощеток наблюдается тот же эффект. Таким образом, влияние температуры щеточного контакта на ВАХ неоднозначно. Следовательно, в данном случае достаточно адекватный аналитический расчет выполнить не представляется возможным, и отталкиваться здесь можно только от экспериментальных исследований.

По виду зон безыскровой работы (т.е. их ширине и расположению относительно оси абсцисс) в рабочем диапазоне МПТ оценивают коммутирующие свойства щеток и коллектора. Токосъем в скользящем контакте осуществляется с меньшим искрообразованием, в случае, когда шире зона безыскровой коммутации и при этом ее средняя линия расположена ближе к горизонтальной оси. При этом уменьшается возможность появления кругового огня на коллекторе, а также уменьшается износ коллектора и щеток. Это происходит за счет того, что воздействие напряжений, имеющихся между коллекторными пластинами на дуге между соседними щеткодержателями будет снижено из-за отсутствия между коллектором и сбегающими краями щеток искровых разрядов, ионизирующих воздух.

Чтобы добиться наилучшей настройки машины необходимо обеспечить как можно большую ширину зоны безыскровой коммутации и расположения ее средней линии, как можно ближе к нулевому уровню тока подпитки/отпитки дополнительных полюсов (ДП).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Афонин Александр Петрович, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авилов, В. Д. Методы анализа и настройки коммутации машин постоянного то-

ка: монография [Текст] / В. Д. Авилов. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 237 с.

2. Авилов, В. Д. Оптимизация коммутационного процесса в коллекторных элек-

трических машинах постоянного тока [Текст] / В. Д. Авилов. Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2013. - 356 с.

3. Авилов, В. Д. Сравнительный анализ первичных преобразователей информации

об условиях коммутации в различных режимах [Текст] / В. Д. Авилов, Е. И. Шельмук // Электрические машины общего и специального назначения: Меж-вуз. темат. сб. науч. тр. / Омская гос. акад. путей сообщения. - Омск, 1996. -С. 6 - 10.

4. Авилов, В. Д. Комплексная оценка влияния факторов механической и электро-

магнитной природы на работу скользящего контакта [Текст] / В. Д. Авилов, В. В. Харламов, Р. В. Сергеев, П. К. Шкодун, В. А. Нехаев, В. Н. Ушак // Исследование процессов взаимодействия объектов железного транспорта с окружающей средой: Сборник науч. статей /Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2003. - 198с.

5. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий

[Текст] / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - М.: Наука, 1976. -280 с.

6. Алексеев, А. Е. Тяговые электрические машины и преобразователи [Текст] /

А. Е. Алексеев. - Л.: Энергия, 1967. - 432 с.

7. Афонин, А. П. Микропроцессорное устройство для контроля технического со-

стояния коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей в условиях не-идентичности коммутационных циклов [Текст] / А. П. Афонин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2012. - №2. - С. 286 -290.

8. Арнольд, Э. Машины постоянного тока [Текст] / Э. Арнольд, И. Л. Ла-Кур - М.:

Гостехиздат, 1931. - 496 с.

9. Балакшин, Б. С. Основы технологии машиностроения [Текст] / Б. С. Балакшин.

- М.: Машиностроение, 1969. - 358 с.

10. Бекишев, Р. Ф. Электропривод: Учебное пособие [Текст] / Р. Ф. Бекишев, Ю. Н. Дементьев. - М.: Юрайт, 2016. - 301 с.

11. Биргер, И. А. Техническая диагностика [Текст] / И. А. Биргер. - М.: Машиностроение, 1978. - 240 с.

12. Битюцкий, И. Б. Новые методы расчета и наладки коммутации машин постоянного тока [Текст] / И. Б. Битюцкий. - Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2003. - 226 с.

13. Болотин, В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций [Текст] / В. В. Болотин. - М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

14. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов [Текст] / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. - М.: Наука, 1980. - 976 с.

15. Вегнер, О. Г. Теория и практика коммутации машин постоянного тока [Текст] / О. Г. Вегнер. - М.; Л.: Госэнергоиздат, 1961.

16. Веников, В. А. Теория подобия и моделирования / В. А. Веников. - М.: Высшая школа, 1976. - 479 с.

17. Волков, Б. А. Экономическая эффективность инвестиций на железнодорожном транспорте в условиях рынка [Текст] / Б. А. Волков. - М.: Транспорт, 1996. -191с.

18. Волков, В. К. Повышение эксплуатационной надежности тяговых двигателей [Текст] / В. К. Волков, А. Г. Суворов. - М.: Транспорт, 1987. - 127 с.

19. Входное устройство прибора контроля коммутации по сигналу с разнополяр-ных щеток при тиристорном питании электрических машин [Текст] / В. В. Харламов, Ю. Я. Безбородов, В. Н. Козлов // Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. -Омск, 1987. - 15 с.

20. Волков, В. К. Повышение эксплуатационной надежности тяговых двигателей [Текст] / В. К. Волков, А. Г. Суворов. - М.: Транспорт, 1987. - 127 с.

21. Гаркунов, Д. Н. Повышение износостойкости деталей машин [Текст] / Д. Н.

Гаркунов. - М.: Машгиз, 1960. - 164 с.

152

22. Гемке, Р. Г. Неисправности электрических машин [Текст] / Р. Г. Гемке. - Л.: Энергия, 1969 - 272 с.

23. Гиоев, З. Г. Выбор диагностических параметров электрических машин [Текст] / З. Г. Гиоев, Г. Д. Косенко и др. // Электрическая и тепловозная тяга. - 1989. -Вып. 5. - С. 31-32.

24. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика [Текст] / В. Е. Гмурман. - М.: Юрайт, 2018. - 479 с.

25. Гольдберг, О. Д. Надежность электрических машин общепромышленного и бытового назначения [Текст] / О. Д. Гольдберг. - М.: Энергия, 1976. - 56 с.

26. ГОСТ 27471-87. Машины электрические вращающиеся. Термины и определения [Текст]. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2005.

27. ГОСТ 2582 - 2013. Машины электрические вращающиеся тяговые. Общие технические условия [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2015. - 81 с.

28. ГОСТ 10159 - 79. Машины электрические вращающиеся коллекторные. Методы испытаний [Текст]. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1980. - 13 с.

29. ГОСТ Р 52776-2007. Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и характеристики [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2008.

30. ГОСТ 11828 - 86. Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний [Текст]. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1986. - 42 с.

31. ГОСТ 20911 - 89. Техническая диагностика. Термины и определения [Текст].

- М.: Госстандарт, 1989.

32. Деева, В. С. Анализ и иследование динамического поля проводимости щеточного контакта: Автореф. дис... канд. техн. наук. - Томск, 2013. - 16 с.

33. Долгова, А. В. Совершенствование технологии диагностирования коллектор-но-щеточного узла тяговых электродвигателей магистральных электровозов: Автореф. дис. канд. техн. наук. - Омск, 2013. - 20 с.

34. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента [Текст] / Н. Джонсон, Ф. Лион. Пер. с англ.

- М.: Мир, 1981. - 520 с.

35. Григорьев, Ю.Д. Методы оптимального планирования эксперимента: линейные модели [Электронный ресурс] : учеб. пособие - Электрон. дан. - Санкт-Петербург: Лань, 2015. - 320 с.

36. Ермолин, Н. П. Надежность электрических машин [Текст] / Н. П. Ермолин, И. П. Жерихин. - Л.: Энергия, 1976. - 248 с.

37. Захарченко, Д. Д. Тяговые электрические машины [Текст] / Д. Д. Захарченко, Н. А. Ротанов // Учебник для вузов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1992. -343 с.

38. Зенкевич, О. Конечные элементы и аппроксимация [Текст] / О. Зенкевич, К. Морган // Пер. с англ. - М.: Мир. 1986. - 318 с.

39. Зубкович, Е. М. Правила ремонта электрических машин электроподвижного состава [Текст] / Под ред. Е. М. Зубкович. - М.: Транспорт, 1992. - 295с.

40. Зюзин, А. Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок [Текст] / А.Ф. Зюзин - М. 1980 - 287 с.

41. Ивоботенко, А. И. Планирование эксперимента в электромеханике [Текст] / А. И. Ивоботенко, Н. Ф. Ильинский, И. П. Копылов. - М.: Энергия, 1975. -184 с.

42. Изотов, А. И. Применение смазывающих щеток для снижения износа элементов узлов токосъема в электрических машинах [Текст] / А. И. Изотов, Г. А. Мамаев, В. Я. Беспалов, А. А. Фоминых, В. Н. Тимошенко, Л. И. Новиков, С. В. Никулин, С. А. Изотов // Электричество. - 2015. - №3. - С. 53-57.

43. Исмаилов, Ш. К. Тепловое состояние тяговых и вспомогательных электрических машин электровозов постоянного и переменного тока: монография [Текст] / Ш. К. Исмаилов. - Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2001. -75 с.

44. Карасев, М. Ф. Коммутация коллекторных машин постоянного тока [Текст] / М. Ф. Карасев. - Госэнергоиздат, 1961. - 224 с.

45. Карасев, М. Ф. Дальнейшее развитие теории оптимальной коммутации машин постоянного тока [Текст] / М. Ф. Карасев, В. П. Беляев, В. Н. Козлов и др. //

Коммутация коллекторных электрических машин: Науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1967. Т. 78. - 176 с.

46. Карасев, М. Ф. Щеточный контакт и его роль в коммутационном процессе машин постоянного тока [Текст] / М. Ф. Карасев, В. Д. Авилов, В. П. Беляев и др. // Коммутация тяговых электродвигателей и других коллекторных машин: Науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1977. Т. 184. - С. 3 - 16.

47. Качин, О. С. Повышение ресурса скользящего контакта универсальных коллекторных электродвигателей: Автореф. дис... канд. техн. наук. - Томск, 2008. - 21 с.

48. Качин, С. И. Высокоиспользованные коллекторные машины малой мощности: Автореф. дис. докт. техн. наук. - Томск, 2002. - 43 с.

49. Кикнадзе, Н. И. Электровоз ВЛ-10. Руководство по эксплуатации [Текст] / Под ред. Н. И. Кикнадзе. - М.: Транспорт, 1975. - 326 с.

50. Клюев, В. В. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник [Текст] / Под ред. В. В. Клюева М., 1986. - 486 с.

51. Коварский, Е. М. Испытание электрических машин [Текст] / Е. М. Коварский, Ю. И. Янко. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.

52. Костенко, М. П., Электрические машины [Текст] / М. П. Костенко, Л. М. Пиотровский. - Л.: Энергия, 1973. - 544 с.

53. Котеленец, Н. Ф. Испытания и надежность электрических машин [Текст] / Н. Ф. Котеленец, Н. Л. Кузнецов. - М.: Высшая школа, 1988. - 232 с.

54. Курбасов, А. С. и др. Проектирование тяговых электродвигателей [Текст] / А. С. Курбасов, В. И. Седов, Л. Н. Сорин. - М.: Транспорт, 1987. - 535 с.

55. Лившиц, П. С. Скользящий контакт электрических машин [Текст] / П. С. Лившиц. - М.: Энергия, 1974. - 321 с.

56. Маркович, З. П. Упорядочение элементов граф-модели объекта [Текст] / З. П. Маркович // Кибернетические методы в диагностике. Рига: Зинатне, 1973. -С. 3 - 10.

57. Маркович, З. П. Алгоритм нахождения покрытия таблицы расстояний [Текст] / З. П. Маркович // Кибернетические методы в диагностике. Рига: Зинатне, 1973. - С. 70 - 76.

58. Мусин, И. А. Планирование эксперимента при моделировании погрешности средств измерений [Текст] / И. А. Мусин. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 136 с.

59. Мышкин, Н. К. Электрические контакты [Текст] / Н. К. Мышкин, В. В. Кон-чиц, М. Браунович. - Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2008. -560 с.

60. Официальный сайт компании ООО ТПК «Электромашина». 2017. URL: http://elektromashina.com (дата обращения: 02.11.2017).

61. Официальный сайт компании АО «Синара-Транспортные Машины». 2017. URL: https://sinaratm.ru (дата обращения: 02.11.2017).

62. Официальный сайт компании ЗАО «Электроконтакт». 2017. URL: http://old.elc-pm.ru (дата обращения: 02.11.2017).

60. Осис, Я. Я. Диагностирование на граф-моделях: На примерах авиационной и автомобильной техники [Текст] / Я. Я. Осис, Я. А. Гельфандбейн, З. П. Маркович, Н. В. Новожилова. - М.: Транспорт, 1991. - 244 с.

61. Плохов, И. В. Диагностическая система для исследования скользящих электрических контактов [Текст] / И. В. Плохов, А. В. Андрусич, А. В. Ильин, А. Н. Исаков, И. И. Бандурин, О. И. Козырева // Вестник Псковского государственного университета. - 2012. - №1. - С. 204-210.

62. Плохов, И. В. Моделирование процессов электрофрикционного взаимодействия в узлах скользящего токосъема [Текст] / И. В. Плохов, А. В. Ильин, О. И. Козырева // Научно-технический вестник Поволжья. - 2013. - №4. - С. 166173.

63. Прибор контроля профиля коллектора машин постоянного тока [Текст]: Пат. 108833 РФ, МПК G01B 7/28 / В. В. Харламов, Д. А. Ахунов и др. // Заявлено 08.06.2011; Опубл. 27.09.2011, Бюл. № 27. - 3 с.: ил.

64. Румшиский, Л. З. Математическая обработка результатов эксперимента [Текст] / Л. З. Румшиский. - М.: Наука, 1971. - 192 с.

65. Сайт справочно-информационного портала «Погода и климат» 2017. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/climate/28698.htm (дата обращения: 02.11.2017).

66. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результатов [Текст] / В. Г. Блохин, О. П. Глудкин, А. И. Гуров, М. А. Ханин; под ред. О. П. Глудкина. - М.: Радио и связь, 1997. - 232 с.

67. Сотников, И. Б. Технико-экономические расчеты в эксплуатации железных дорог [Текст] / И. Б. Сотников, А. А. Ваганов, Ф. С. Гоманков. - М.: Транспорт, 1983. - 254 с.

68. Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов [Текст] / А. А. Спиридонов. - М.: Машиностроение, 1981. -184 с.

69. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года. Утверждена Правительством Российской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877-р.

70. Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины [Текст]: пат. 65302 Рос. Федерация: МПК H01R 39/58, G01R 31/34 / В. В. Харламов, Р. В. Сергеев, П. К. Шкодун, Г. Г. Ахметзянов; заявитель и патентообладатель Омский гос. ун-т путей сообщения. -№ 2007112147/22; заявл. 02.04.07; опубл. 27.07.07, Бюл. № 21.

71. Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины [Текст]: пат. 53820 Рос. Федерация: МПК H01R 39/58, G01R 31/34 / В. В. Харламов, Р. В. Сергеев, П. К. Шкодун, Г. Г. Ахметзянов; заявитель и патентообладатель Омский гос. ун-т путей сообщения. -№ 2005141047/22; заявл. 27.12.05; опубл. 27.05.06, Бюл. № 15.

72. Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины [Текст]: пат. 100679 Рос. Федерация: МПК H01R 39/58, G01R 31/34 / В. В. Харламов, Р. В. Сергеев, П. К. Шкодун, А. П. Афонин; зая-

витель и патентообладатель Омский гос. ун-т путей сообщения. -№ 2010129677/07; заявл. 15.07.10; опубл. 20.12.10, Бюл. № 35.

73. Харламов, В. В. Применение комплексных параметров неидентичности коммутационных циклов для диагностирования состояния коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей [Текст] / В. В. Харламов, Д. И. Попов, А. П. Афонин // Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава: Материалы IV всероссийской научно-технической конференции с международным участием / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2017. С. 286-292.

74. Харламов, В. В. Оценка состояния коммутации тяговых электродвигателей с учетом условий эксплуатации [Текст] / В. В. Харламов, П. К. Шкодун, А. П. Афонин, А. В. Проненко // Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте Материалы научно-практической конференции, посвященной 200-летию образования Управления водяными и сухопутными сообщениями и учреждения Института корпуса инженеров путей сообщения: Сборник.- Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2009. - С. 122 - 131.

75. Харламов, В. В. Контроль состояния коммутации коллекторных электрических двигателей с учетом неидентичности коммутационных циклов [Текст] /

B. В. Харламов, Р. В. Сергеев, П. К. Шкодун, А. П. Афонин // Совершенствование электромеханических преобразователей энергии: Межвузовский тематический сборник научных трудов. - Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2010. - С. 34 - 40.

76. Харламов, В. В. Анализ законов распределения интенсивности искрения коллекторных электрических машин [Текст] / В. В. Харламов, Р. В. Сергеев, А. П. Афонин // Инновации для транспорта: Сборник научных статей Международной научно-технической конференции с международным участием: в 3 частях. Сер. "ТРАНСВУЗ-2010". - Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2010. -

C. 114 - 119.

77. Харламов, В. В. Диагностирование состояния коммутации коллекторных электродвигателей с использованием прибора ПКК-5М [Текст] / В. В. Харламов,

158

П. К. Шкодун, А. П. Афонин // Известия Транссиба. - 2011. - №3(7). - С. 52 -57.

78. Харламов, В. В. Повышение достоверности диагностирования коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя [Текст] / В. В. Харламов, Р. В. Сергеев, П. К. Шкодун, А. П. Афонин // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: Материалы всероссийской научно-технической конференции с международным участием. -Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2012. - С. 116 - 121.

79. Харламов, В. В. Формирование эффективного множества диагностических параметров для контроля технического состояния коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей в условиях неидентичности коммутационных циклов [Текст] / В. В. Харламов, П. К. Шкодун, А. П. Афонин // Известия Транссиба. - 2012. - №4 (12). - С. 69 - 75.

80. Харламов, В. В. Диагностический комплекс для определения технического состояния коллекторных электродвигателей [Текст] / В. В. Харламов, П. К. Шкодун, А. П. Афонин // Повышение эффективности эксплуатации коллекторных электромеханических преобразователей энергии: Материалы IX Международной научно-технической конференции. - Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2013. - С. 141 - 147.

81. Харламов, В. В. Графоаналитическая модель коллекторно-щеточного узла машины постоянного тока с учетом условий эксплуатации [Текст] / В. В. Харламов, А. В. Хлопцов, А. П. Афонин // Информационные и управляющие системы на транспорте и в промышленности: Материалы всероссийской научно-технической интернет-конференции с международным участием. - Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2014. - С. 219 - 226.

82. Харламов, В. В. Влияние локальных механических дефектов коллектора на распределение уровня искрения щеток по коллектору [Текст] / В. В. Харламов, Д. И. Попов, А. П. Афонин // Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность

машин, при-боров и оборудования: материалы XI Международной научно-

159

технической конференции / М-во образ. и науки РФ; Вологод. гос. ун-т - Вологда: ВоГУ, 2016. - С. 180 - 182.

83. Харламов, В. В. Повышение достоверности диагностирования коллекторно-щеточного узла электрических машин с учетом неидентичности коммутационных циклов [Текст] / В. В. Харламов, Д. И. Попов, О. С. Огневский, А. П. Афонин // Омский научный вестник. - 2016. - №4 (148). - С. 65 - 69.

84. Харламов, В. В. Методика применения диагностических параметров, учитывающих неидентичность коммутационных циклов, в процессе приемосдаточных испытаний [Текст] / В. В. Харламов, Д. И. Попов, А. П. Афонин // Приборы и методы измерений, контроля качества и диагностики в промышленности и на транспорте: Материалы II всероссийской научно-технической конференции с международным участием. - Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2016. - С. 32 - 37.

85. Харламов, В. В. Методы и средства диагностирования технического состояния коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей и других коллекторных машин постоянного тока: монография [Текст] / В. В. Харламов. - Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2002. - 233 с.

86. Харламов, В. В. Совершенствование технологии диагносирования технического состояния коллекторно-щеточного узла: Научная монография [Текст] / В. В. Харламов, П. К. Шкодун, А. В. Долгова, Д. А. Ахунов; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2015. - 233 с.

87. Харламов, В. В. Выбор диагностических параметров для оценки влияния профиля коллектора на процесс коммутации в тяговых электродвигателях [Текст] / В. В. Харламов, П. К. Шкодун, Р. В. Сергеев, Д. А. Ахунов // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: материалы Всероссийской научно-технической конф. с международным . - Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2012. - С. 51 - 57.

88. Харламов, В. В. Испытания тяговых электрических двигателей электровозов с

учетом режимов их эксплуатации [Текст] / В. В. Харламов, П. К. Шкодун,

А. А. Бакланов, Д. И. Попов, А. П. Афонин // Эксплуатационная надежность

160

локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: Материалы всероссийской научно-технической конференции с международным участием. - Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2012. - С. 173 - 178.

89. Харламов, В. В. Диагностирование состояния коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока в условиях приемосдаточных испытаний с учетом параметров неидентичности коммутационных циклов [Текст] / В. В. Харламов, Д. И. Попов, А. П. Афонин // Омский научный вестник. - 2017. - №5 (155). - С. 66 - 71.

90. Хольм, Р. Электрические контакты [Текст] / Р. Хольм. - М.: Иностранная литература, 1961. - 464 с.

91. Чичинадзе, А. В. Трение, износ и смазка [Текст] / А. В. Чичинадзе. - М.: Машиностроение, 2003. - 576 с.

92. Шантаренко, С .Г. Совершенствование технологической готовности технического обслуживания и ремонта тягового подвижного состава: автореф. дис. ... доктора техн. наук: 05.22.07 / Шантаренко Сергей Георгиевич. - Омск, 2006. - 40 с.

93. Шенк, Х. Теория инженерного эксперимента [Текст] / Перевод с английского Е. Г. Коваленко. Под ред. чл.-корр. АН РФ Н. П. Бусленко / Х. Шенк. - М.: Мир, 1972. - 381 с.

94. Шенфер, К. И. Природа искрения щеток на коллекторе электрических машин [Текст] // Труды МЭИ. - М.: 1937. Вып. 1.

95. Шкурина, Л. В. Экономическая оценка эффективности инвестиций на железнодорожном транспорте [Текст] / Л. В. Шкурина, С. С. Козлова. - М.: РГО-ТУПС, 2000. - 74с.

96. Щербаков, В. Г. Тяговые двигатели электровозов [Текст] / Под ред. В. Г. Щербакова. - Новочеркасск: Агентство Наутилус, 1998. - 627 с.

97. Avilov V. D., Popov D. I. Sliding current collector in motors of the direct current

Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. 2007. Т. 311. № 4. Pp. 116-119.

101. Binder A. Elektrische Maschinen und Antriebe: Grundlagen, Betriebsverhalten. -Springer, 2012. - 1249 p.

102. Chiasson J. Modeling And High Performance Control Of Electric Machines. -John Wiley & Sons, Inc., 2005. - 709 p.

103. Drubel O. Converter Aplications and their Influence on Large Electrical Machines. - Springer, 2013. - 190 p.

104. Gerling D. Electrical Machines: Mathematical Fundamentals of Machine Topologies. - Springer, 2015. - 472 p.

105. Holm R. Electric contacts. Stockholm: Gebers, 1946. - 350 p.

106. Kothari D., Nagrath I. Electric Machines. 4th Edition. - Tata McGraw Hill Education, New Delhi, 2010. - 778 p.

107. Mukerji S. K., Khan A.S Electromagnetics for Electrical Machines. - CRC Press, Taylor & Francis Group, 2015. - 421 p.

108. Pyrhonen J., Jokinen T., Hrabovcova V. Design of Rotating Electrical Machines. 2nd edition. - John Wiley & Sons, Ltd., 2014. - 584 p.

109. Tong W. Mechanical Design of Electric Motors. - CRC Press, Taylor & Francis Group, 2014. - 702 p.

110. Veltman A., Pulle D., De Doncker R. Direct Current Machines. In: Fundamentals of Electrical Drives, Power Systems. - Springer, Cham, 2016. - 341 p.

Патент на полезную модель

Свидетельство о регистрации электронного ресурса

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное научное учреждение

ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЕМ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ

образования

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ФОНД ЭЛЕКТРОННЫХ РЕСУРСОВ "НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ'

(основан в 1991 гаду)

СВИДЕТЕЛЬСТВО О РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОННОГО РЕСУРСА

№ 23379

Настоящее свидетельство выдано на электронный ресурс ¡требованиям новизны и приоритетности:

Программное обеспечение прибора ПКК-5М

Дата регистрации 27 декабря 2017 года Авторы IIIкоду н П.К., Сергеев Р.В.. Афонин А.И.

Организация-разработчик ФГБОУ ВО «Омский государственный умиверс

путей сообщения»

Директор ФГБНУ ИУО РАО, доктор «ономмчеекмх ндук_

С.С. Нсустроев

Руководитель ОФЭРНиО. почетп! работник науки и техники России

I "ал книа

Документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы

УТВЕРЖДАЮ

Т. В. Комякова

» ¿1 2017 г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы в Омском государственном университете путей сообщения

Баландина С. А. - к. и. н., доцента, начальника учебно- методического

Сергеева Р. В. - к. т. н., доцента, декана электромеханического факультета,

Харламова В. В. - д. т. н., профессора, заведующего кафедрой «Электрические машины и общая электротехника», составила настоящий акт в том, что результаты диссертационной работы Афонина А. П., а именно: методика диагностирования технического состояния коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока с использованием параметров законов распределения интенсивности искрения внедрены в учебный процесс на основании решения заседания кафедры «Электрические машины и общая электротехника» от 5 июля 2017 г., протокол № 18.

Указанные результаты используются при изучении дисциплин «Современные методы исследования и настройки коммутации в коллекторных электрических машинах» и «Техническое диагностирование коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей» аспирантами, обучающимися по направлению подготовки 13.06.01 «Электро- и теплотехника» (направленность «Электромеханика и электрические аппараты»), и выполнении научно-исследовательской работы студентами очной формы обучения по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» и специальностям 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» (специализация «Электрический транспорт железных дорог») и 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов» (специализация «Электроснабжение железных дорог»).

Декан электромеханического факультета

Начальник учебно-методического управления

Заведующий кафедрой «Электрические ма1 и общая электротехника»

Р. В. Сергеев

В. В. Харламов

С. А. Баландин

Научно-исследовательский институт технологии, контроля и диагностики железнодорожного транспорта ОАО «НИИТКД»

АКТ

от « 2о » /2 2017 г. г. Омск

Об использовании результатов научных исследований и разработок на производстве

Основание: Разработка Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС), выполненная под руководством заведующего кафедрой «Электрические машины и общая электротехника», профессора, д. т. н. Харламова В. В., при личном участии аспиранта Афонина А. П.

Методика диагностирования технического состояния коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока с использованием параметров законов распределения интенсивности искрения, учитывающих неидентичность коммутационных циклов.

Разработка выполнена в соответствии с планом научно-технических работ Омского государственного университета путей сообщения №г.р. 01.9.60.0 00796.

Составлен комиссией в составе:

Представителя предприятия - ОАО «НИИТКД»:

заместитель генерального директора по производству ОАО «НИИТКД» Степанов А. Н. - председатель комиссии;

главный инженер ОАО «НИИТКД» Елисеев С. В.;

главный конструктор ОАО «НИИТКД» Лифанов М. В.

Представители ОмГУПСа:

заведующий кафедрой, профессор, д. т. н. Харламов В. В.;

аспирант Афонин А. П.

1. Разработка ОмГУПСа, характеризуемая основными особенностями (признаки):

предлагаемая методика диагностирования позволяет с большой достоверностью контролировать техническое состояние коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока в условиях неидентичности коммутационных циклов;

применение разработанной методики в процессе диагностирования позволяет в ряде случаев отказаться от такой диагностической операции, как снятие профиля коллектора.

2. Методика диагностирования технического состояния коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока с использованием параметров законов распределения интенсивности искрения, учитывающих неидентичность коммутационных циклов принята к использованию в технологическом процессе в ОАО «НИИТКД».

3. Предложения о дальнейшем использовании и другие замечания:

Рекомендуется широкое использование указанной в акте разработки ОмГУПСа на предприятиях, занимающихся ремонтом, техническим обслуживанием и испытаниями электрических машин постоянного тока подвижного состава железных дорог.

Составлен в трех экземплярах:

1-й экземпляр - ОмГУПС, НИЧ;

2-й экземпляр - ОАО «НИИТКД»;

3-й экземпляр - ОмГУПС, разработчику.