Файл: Пояснительная записка к дипломному проекту дп 23. 05. 03. 04. 153. Пз студент гр. 153 Д. Ю. Дроголов Консультант по безопасности жизнедеятельности.docx

Трогание с места электровоза зачастую сопровождается разгрузкой первых по ходу движения осей колёсных пар каждой из тележек. Это зачастую приводит к возникновению боксования со всеми вытекающими из этого последствиями. Однако другие режимы движения тоже могут привести к возникновению боксования колёсных пар ТЭД, питаемых от разных ВИП. Поэтому исследование этого вида боксования является актуальным.

Зададимся условием, что в боксования срываются колёсные пары первого и третьего ТЭД.

На рисунке 3.16 отображены величины разности потенциалов между средними точками ТЭД. График токов якорей ТЭД аналогичен предыдущему виду боксования (рисунок 3.13) за исключением лишь того, что в момент начала боксование снижение тока якоря произойдёт у двигателя, питаемого от другого ВИП. Поэтому данный график не приводится. График перетекания уравнительных токов представлен на рисунке 3.17.


г)

в)

б)

а)


Рисунок 3.16 – Величина напряжений между средними точками ТЭД в режиме боксования:

а – между 1 и 2 ТЭД; б – между 2 и 3 ТЭД; в – между 3 и 4 ТЭД; г – между 4 и 1 ТЭД



Рисунок 3.17 – Осциллограмма уравнительных токов:
верхний график – токи подпитки первого ТЭД боксующей КП; средний график – ток
подпитки третьего ТЭД боксующей КП; нижний график – уравнительные токи от второго и четвёртого ТЭД небоксующих КП

Данный вид боксования очень схож с предыдущим по возникающим процессам в силовой схеме и при условии одновременного начала боксования КП повторяет рисунок 3.14. Поэтому было смоделировано последовательное вступление колёсных пар в процесс боксования, сначала первая КП, а затем третья и данный вариант перетекания токов был зафиксирован на рисунке 3.17.

---

3.3.7 Моделирование боксования при разности диаметров бандажей КП

Согласно [20] электровозы «Ермак» имеют номинальный диаметр КП по кругу катания 1250 мм. Однако тем же документом устанавливается, что допустимо устанавливать КП с диаметром, не менее 1205 мм, причём у комплекта колёсных пар, подкатываемых под электровоз, разница диаметров бандажей не должна превышать 8 мм.

Произведём моделирование наихудших условий. Для этого примем диаметр бандажа D_б одной КП 1205 мм, а другой – 1213 мм. При этом в подсхемах Vn1–Vn4 изменятся коэффициенты. Для случая D_б = 1205 мм вид подсхемы представлен на рисунке 3.18, для случая D_б = 1213 мм – на рисунке 3.19.



Рисунок 3.18 – Вид подсхем Vn1 и Vn3 для случая разностных диаметров колёсных пар



Рисунок 3.19 – Вид подсхем Vn2 и Vn4 для случая разностных диаметров колёсных пар

В ситуации, когда боксование отсутствует, величины разности потенциалов между средними точками ТЭД отображены на рисунке 3.20.


г)

в)

б)

а)


Рисунок 3.20 – Величина напряжений между средними точками ТЭД в статическом режиме:

а – между 1 и 2 ТЭД; б – между 2 и 3 ТЭД; в – между 3 и 4 ТЭД; г – между 4 и 1 ТЭД

По значениям разности потенциалов можно удостовериться, что неравенство бандажей КП повышает величину разности относительно ситуации, в которой все бандажи колёсных пар равны D_б = 1250 мм (рисунок 3.8). Однако это повышение не так существенно и восприниматься, как боксование, не будет.

---

В момент начала боксования датчики напряжения покажут значения, представленные на рисунке 3.21, из которых можно сделать вывод о том, что разность диаметров бандажей КП несколько повышает величину разности потенциалов.


г)

в)

б)

а)


Рисунок 3.21 – Величина напряжений между средними точками ТЭД в режиме боксования:

а – между 1 и 2 ТЭД; б – между 2 и 3 ТЭД; в – между 3 и 4 ТЭД; г – между 4 и 1 ТЭД

Диаграмма начала боксования представлена на рисунке 3.22.



Рисунок 3.22 – Осциллограмма уравнительных токов при боксовании

Из последнего представленного рисунка можно убедиться в том, что разница диаметров бандажей КП повышает величину уравнительного тока, подпитывающего обмотку возбуждения боксующего ТЭД.

3.3.8 Выводы по результатам моделирования

Упрощённое моделирование работы электровоза позволило подтвердить некоторые положения и прийти к следующим выводам:

- в статическом режиме между средними точками ТЭД действительно существует разница потенциалов, а при разности диаметров бандажей КП она увеличивается;

- при боксовании КП одного ТЭД подпитка его обмотки возбуждения уравнительным током осуществляется в своём преимущественном большинстве соседствующим с ним по ВИП двигателем;

- боксование КП двух ТЭД в равной степени перераспределяет уравнительные токи между ТЭД боксующих КП и подпитывающих ТЭД;

- за счёт датчиков напряжения можно распознавать виды боксования, что важно не только в целях дополнительной информативности, но и для наилучшего предотвращения возникшего боксования.

---

Срабатывания датчиков напряжения для каждого из режимов боксования сведены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Соответствие сигналов датчиков напряжения ДН1–ДН4 режимам возникшего боксования

Вид боксования	ДН1	ДН2	ДН3	ДН4
Боксование КП 1 ТЭД	+V	–	–	-V
Боксование КП 2 ТЭД	-V	+V	–	–
Боксование КП 3 ТЭД	–	-V	+V	–
Боксование КП 4 ТЭД	–	–	-V	+V
Боксование КП 1 и 2 ТЭД	–	+V	–	-V
Боксование КП 2 и 3 ТЭД	-V	–	+V	–
Боксование КП 3 и 4 ТЭД	–	-V	–	+V
Боксование КП 4 и 1 ТЭД	+V	–	-V	–

Окончание таблицы 3.2

Вид боксования	ДН1	ДН2	ДН3	ДН4
Боксование КП 1 и 3 ТЭД	+V	-V	+V	-V
Боксование КП 2 и 4 ТЭД	-V	+V	-V	+V
Боксование КП 1, 2 и 3 ТЭД	–	–	+V	-V
Боксование КП 2, 3 и 4 ТЭД	-V	–	–	+V
Боксование КП 3, 4 и 1 ТЭД	+V	-V	–	–
Боксование КП 4, 1 и 2 ТЭД	–	+V	-V	–

Распознавание начавшегося боксования и его вида позволит автоматике принять соответствующие меры для его подавления.

---

3.4 Управление системой ЭСО

Система управления ЭСО представлена на рисунке 3.23.



Рисунок 3.23 – Принципиальная схема системы управления ЭСО

Данная система управления подаёт импульсы на драйвер IGBT-модуля U_вых в моменты боксования и снимает его по моменту восстановления работы
электровоза в статическом режиме (без боксования). Элементы, используемые в схеме на рисунке 3.23, сведены в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Соответствие обозначений на схеме системы управления ЭСО
элементной базе

Обозначение	Марка	Номинал
А1	К140УД7	–
V1	Д818Е	–
V2	КД509А	–
V3	КТ630	–
V4	КТ818В	–
V5	КД210В	–
С1	К-73-16	2,2 мкФ, 160 В
R1, R2	МПТ-0,5	4,7 кОм
R3	МПТ-0,5	240 кОм
R4	МПТ-0,5	300 кОм
R5	МПТ-0,5	470 кОм
R6	МПТ-0,5	300 Ом
R7	МПТ-0,5	1 кОм
R8	МПТ-0,5	4,3 кОм
R9	МПТ-0,5	180 Ом
R10	МПТ-2	51 Ом
R11	ПЭВ-25	10 Ом

Схема узла автоматической подсыпки песка представлена на рисунке 3.24, а её компоненты – в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Соответствие обозначений на схеме системы автоматической
подсыпки песка элементной базе

Обозначение	Марка	Номинал
А1, А2	К140УД7	–
V1, V2, V5–V7	КД209А	–
V3	Д818Е	–
V4	КТ630	–
С1	К-50-29	100 мкФ, 100 В
С2	К-73-16	2,2 мкФ, 160 В
К	РКС-3	–
R1, R2	МПТ-0,5	1 кОм
R3	МПТ-0,5	1,8 кОм

---