автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение ресурса изоляции обмоток электрических машин подвижного состава в условиях эксплуатации

На правах рукописи ИСМАИЛОВ Шафигула Калимуллович { /

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОДВИЖНОГО СОСТАВА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ОМСК 2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации» (ОмГУПС (ОмИИТ) МПС России).

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор АВИЛОВ Валерий Дмитриевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор КИСЕЛЕВ Валентин Иванович, доктор технических наук, профессор ГИОЕВ Заурбек Георгиевич, доктор технических наук, профессор КОВАЛЕВ Юрий Захарович.

Ведущая организация:

федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (ФГУП ВНИКТИ МПС России).

Защита состоится 20 февраля 2004 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при Омском государственном университете путей сообщения (ОмГУПСе) по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан .2004 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.007.01.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Г. П. Маслов

Омский гос. университет путей сообщения, 2004

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. От надежности работы локомотива как сложной системы зависят не только экономические показатели депо, отделения, дороги, но и сохранность грузов, и жизнь людей. В свою очередь надежность электровоза определяется надежностью его отдельных элементов, узлов и механизмов. В связи с этим вопросы надежности работы, ресурса тяговых электродвигателей (ТЭД) и вспомогательных электрических машин (ВЭМ) всегда актуальны.

Серьезное внимание исследованию надежности электрических машин (ЭМ) начали уделять в 50 - 60-х гг. двадцатого столетия. Объясняется это тем, что до названного времени электромашиностроение развивалось главным образом в направлении повышения использования активных материалов, увеличения электромагнитных нагрузок и снижения массы ЭМ на единичную мощность. Параллельно с этим совершенствовались методы проектирования, система вентиляции и охлаждения, внедрялись новые виды активных, изоляционных и конструкционных материалов.

При разработке конструкции и технологии изготовления электрических машин необходимо учитывать, что в процессе эксплуатации на них воздействует целый ряд факторов, снижающих электрическую прочность. Это факторы механической, электродинамической (броски тока, токи короткого замыкания), электрической (перенапряжения) природы и, безусловно, тепловой фактор, вызванный нагревом обмоток при значительных токовых нагрузках. Обоснованный выбор изоляционных материалов, соблюдение технологии изготовления изоляции, оптимальная работа мотор-вентиляторов и равномерное распределение количества охлаждающего воздуха и статического напора для различных ТЭД одного электровоза в значительной степени могут компенсировать отрицательное воздействие указанных факторов и обеспечить надежность электрической прочности изоляции обмоток ЭМ электровоза.

Анализ отказов, вызвавших плановые и неплановые ремонты электровозов, на примере Западно-Сибирской железной дороги показывает, что значительная их доля приходится на ТЭД и ВЭМ. Отмечен тот факт, что от 50 до 65% отказов ЭМ составляют электрические пробои, межвитковые замыкания обмоток и повреждение изоляции кабелей.

В связи с этим большое значение приобретают вопросы, связанные с разработкой эффективных диагностических средств, технологий и методов качественной и количественной оценки электрической прочности изоляции обмоток, повышения ресурса изоляции обмоток, к о посвящены многочисленные е

СОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

оУЖМ

дования ученых В. А. Винокурова, 3. Г. Гиоева, И. П. Исаева, В. Д. Кузьмича, Л. Л. Курочки, В. И. Киселева, М. Д. Находкина, О. А. Некрасова, Г. И. Сканави, B. Г. Щербакова, Г. Фрелиха, Л. Ф. Френца и др.

Фундаментальные работы в области теории коммутации ЭМ, а также экспериментальные и теоретические исследования процесса коммутации, проведенные отечественными и зарубежными учеными (Э. Арнольд, И. Л. Ла-Кур, В. Д. Авилов, Е. А. Алексеев, Р. Ф. Бекишев, О. Г. Вегнер, А. И. Вольдек, В. Т. Касьянов, М. Ф. Карассв, А. С. Курбасов, С. П. Калиниченко, М. П. Костенко, Е. М. Синельников, Г. А. Сипайлов, А. И. Скороспешкин, В. В. Толкунов, В. В. Фетисов, В. С. Хвостов, К. И. Шенфер, В. А. Яковенко и многие другие), внесли весомый вклад в решение проблемы коммутации ЭМ. Многочисленными исследованиями подтверждается факт определяющего влияния на надежность работы электрических машин качества коммутации.

Комплексный системный подход к задачам оценки и повышения электрической прочности изоляции обмоток полюсов, якоря ЭМ, кабелей и разработка конструктивно-технических и технологических решений, обеспечивающих их эксплуатационную прочность, является весьма актуальной проблемой.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка научно обоснованного комплекса технических и технологических решений,- направленных на повышение ресурса изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин локомотивов с учетом особенностей их эксплуатации и ремонта.

Для достижения поставленной цели определены следующие основные задачи.

1. Разработать и обосновать физическую модель воздействия комплекса факторов в условиях эксплуатации на электрическую прочность изоляции обмоток ТЭД и ВЭМ.

2. Выполнить теоретические и экспериментальные исследования по уточнению механизма разрушения электрической прочности твердого диэлектрика.

3. Создать методику оценки влияния динамического воздействия пути (геометрических неровностей, рельсовых стыков и стрелочных переводов) на электрическую прочность изоляции обмоток полюсов и якоря ТЭД на основе математического моделирования и статистической обработки данных натурных испытаний и предложить технические решения, направленные на повышение ресурса изоляции обмоток.

4. Оценить влияние различных эксплуатационных факторов на тепловое состояние ТЭД и ВЭМ и определить пути снижения воздействия последнего на электрическую прочность изоляции обмоток.

5. Разработать метод и технологическую карту корректировки сопротивления ослабления поля (ОП) и пусковых реостатов с целью снижения неравномерности распределения тока нагрузки по ТЭД.

6. Разработать метод практической оптимизации условий коммутации тяговых и вспомогательных электрических машин подвижного состава, включающий в себя комплекс технических и технологических решений..

Методика исследования. Методологической основой при теоретических и экспериментальных исследованиях является системный подход к решению проблемы повышения ресурса электрической изоляции обмоток ТЭД локомотивов в условиях эксплуатации, предусматривающий разработку новых методов, технологий, диагностических средств для перехода к техническому осмотру (ТО) и техническому ремонту (ТР) локомотивов по их фактическому состоянию без изменения планово-предупредительной системы ремонта.

Теоретическая часть диссертации базируется на математических и физических моделях, учитывающих воздействие режима эксплуатации и физико-химических процессов в материалах диэлектриков; на теории планирования эксперимента; теории динамических случайных процессов; математической статистике; применении трехмерных математических моделей и графоаналитического метода.

Выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, научно обоснованы применением современных методов математического моделирования. Достоверность результатов расчетов разработанных моделей и исследований, проведенных на испытательных станциях, физических моделях, натурных узлах и в эксплуатационных условиях, достаточно высока.

Научная новизна диссертации заключается в создании методологии повышения ресурса изоляции обмоток электрических машин на основе системного анализа физико-химических процессов, протекающих в изоляции обмоток, аналитических и экспериментальных исследований, а именно:

1. Разработаны и обоснованы математические и физические модели воздействия на электрическую прочность изоляции обмоток в условиях эксплуатации локомотивов комплекса факторов механической, электродинамической, электрической природы и теплового фактора и проведены экспериментальные исследования развития во времени процесса электрического сквозного пробоя изоляции обмоток ЭМ.

2. Уточнена физическая модель механизма электрического сквозного пробоя изоляции обмоток, позволившая экспериментально в лабораторных условиях исследовать лидсрный канал - токовый шнур, прошивающий изоляцию обмоток.

3. Предложено и доказано положение о совокупном воздействии комплекса факторов, отрицательно влияющих на электрическую прочность изоляции обмоток, дающее физическое обоснование корреляционной связи между наработкой до отказа по причинам электрической природы и качеством настройки ТЭД, ВЭМ по коммутации;

4. Разработан метод оценки параметров динамического воздействия пути на электрическую прочность изоляции обмоток ТЭД.

5. Разработаны и реализованы методы экспериментальных исследований распределения количества охлаждающего воздуха и его статического напора по ТЭД электровозов в зависимости от номера оси колесной пары и величины напряжения в контактной сети, вызывающего значительные перегревы и ускоренное старение изоляции обмоток двигателей.

6. Разработан метод корректировки сопротивления ОП и пусковых реостатов, позволяющий минимизировать неравномерности распределения тока нагрузки по ТЭД и тягового усилия по осям колесных пар электровоза.

7. Разработан метод практической оптимизации условий коммутации ТЭД и ВЭМ, включающий в себя:

трехмерные пространственные математические модели, критерии оптимизации и программное обеспечение коммутационных свойств ТЭД ТЛ-2К1, НБ-418К6;ВЭМТЛ-110М,НБ-431А;

научно-методическое обоснование, математическое обеспечение графоаналитического метода корректировки магнитной системы ТЭД ТЛ-2К1, НБ-418К6; ВЭМ ТЛ-110М, НБ-431А, направленное на снижение отрицательного воздействия факторов электрической и электродинамической природы на электрическую прочность (ресурс изоляции обмоток);

методику расчета единичных показателей надежности ТЭД - зависимости отказов ТЭД по причинам электрической природы от качества коммутации и комплекса факторов, воздействующих на электрическую прочность изоляции в условиях эксплуатации подвижного состава.

Практическая ценность диссертации состоит в том, что на основании проведенного системного анализа воздействия комплекса факторов на электрическую прочность изоляции обмоток полюсов, якоря разработаны расчетные методики, технологии и технические решения, направленные на повышение ресурса изоляции обмоток ЭМ, а именно:

1. Предложен и разработан прибор - устройство для количественной оценки малого омического сопротивления электрооборудования подвижного состава.

2. Разработаны и внедрены детализированная технологическая карта диагностирования электрооборудования электровоза ВЛ10 в целом и электрической прочности изоляции обмоток полюсов, якоря ТЭД, ВЭМ; методика, технология и технологическая карта по корректировке реостатов ОП и пусковых сопротивлений с целью обеспечения более равномерного распределения тока нагрузки, силы тяги на ободе колесной пары.

3. Разработаны структурная схема управления техническим диагностированием ЭМ и технология прохождения технического диагностирования ТЭД на испытательной станции, позволяющие полно и объективно контролировать выбранные параметры, отражающие техническое состояние ЭМ; оценивать допустимые отклонения от номинальных; прогнозировать ресурс того или иного узла и выдавать необходимые рекомендации.

4. Усовершенствованы схемы испытательных станций по методу взаимной нагрузки с трехмашинными агрегатами, а также с использованием статических преобразователей, оборудованных схемой подпитки-отпитки дополнительных полюсов (ДП).

5. Разработаны и внедрены метод и технология настройки коммутации ЭМ на базе графоаналитического подхода корректировки зазоров по ДП ТЭД и ВЭМ.

Реализация результатов работы. Основные положения теоретических и экспериментальных исследований, практические рекомендации, изложенные в диссертации, использованы в локомотивных депо на Западно-Сибирской, Красноярской, Восточно-Сибирской железных дорогах - филиалах ОАО «РЖД»; в про-ектно-конструкторском бюро локомотивного хозяйства - филиале открытого акционерного общества «Российские железные дороги» (ПКБ ЦТ ОАО «РЖД») и на федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава».

Научные результаты диссертации используются в лекционных и практических курсах «Электрические машины» для студентов очной и заочной форм обучения по следующим специальностям: 18.14.00 - «Электрический транспорт железных дорог», 15.07.00 - «Локомотивы», 10.04.00 - «Электроснабжение железнодорожного транспорта», а также в Институте повышения квалификации и переподготовки для инженерно-технических работников, занимающихся ремонтом, монтажом, испытаниями и эксплуатацией тяговых электрических машин постоянного тока.

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены, обсуждены и одобрены на конференциях «Техническая диагностика и повышение на-

дежности средств транспорта» (Ташкент, 1988); «Перспективы развития электромашиностроения на Украине. Машины постоянного тока и охлаждение электрических машин» (Харьков, 1988); «Методы и средства диагностирования технических средств железнодорожного транспорта» (Омск, 1989); «Проблемы развития локомотивостроения» (Ворошиловград, 1990); «Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта» (Омск, 1991); «Проблемы механики железнодорожного транспорта. Динамика, прочность и надежность подвижного состава» (Днепропетровск, 1992); «Современные тенденции в развитии и конструировании коллекторных машин постоянного тока» (Омск, 1993); «Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Москва, 1998); «Железнодорожный транспорт Сибири: проблемы и перспективы» (Омск, 1998); «Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта» (Иркутск, 2000); «Вузы Сибири и Дальнего Востока - Транссибу» (Новосибирск, 2002); «Современные тенденции в развитии и конструировании коллекторных и других электромеханических преобразователей энергии» (Омск, 2003), а также на Уральском семинаре по механике и процессам управления (Миасс, 2002) и научно-практических конференциях (Омск, 1990; 1995,1997, 1999,2001,2003).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 51 печатной работе.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, списка использованных источников из 318 наименований и приложения. Обший объем диссертации составляет 422 страниц, из них 246 страниц основного текста, 121 рисунок, 34 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность и народнохозяйственная значимость выбранной темы диссертации, ее научное и практическое значение, сформулирована цель исследования.

Первая глава диссертации содержит анализ технического состояния тягового подвижного состава (ТПС) в целом и проблемы электрической прочности изоляции обмоток в частности ТЭД и ВЭМ электроподвижного состава (ЭПС) на современном этапе. В ней сделан акцент на основных технических требованиях, предъявляемых к ЭПС нового поколения. Основой для разработок должен стать принцип модульной компоновки подвижного состава с рациональной унификацией узлов и систем, снижающих стоимость новой техники и ее разработки. Представлена разработанная автором физическая модель воздействия комплекса факторов на развитие физико-химических процессов, протекающих в изоляции обмо-

ток ТЭД и ВЭМ. В заключительной части главы приводится детализированная постановка задач исследований.

Основные задачи обеспечения надежности электрической прочности изоляции обмоток ТЭД, ВЭМ - установление закономерностей возникновения отказов в виде пробоя изоляции и межвитковых замыканий в них, изучение влияния внешних и внутренних факторов на надежность, электрическую прочность материала диэлектрика, установление количественных характеристик и методов оценки и расчета надежности, разработка методов испытания на надежность, определение методов обеспечения надежности при проектировании и изготовлении, а также сохранения надежности при эксплуатации и ремонте магнитной системы ТЭД, ВЭМ.

Изучение физических закономерностей изменения свойств и параметров элементов, кинетики процессов, вызывающих эти изменения, представляется особенно важным, если иметь в виду, что проблема надежности электрической прочности изоляции обмоток заключается, в конечном счете, в изменчивости материалов и элементов во времени при заданных, максимально приближенных к реальным условиях эксплуатации.

Наряду с физико-химическими процессами, происходящими в твердых телах (в обмотках полюсов, якоря, кабелей), во многих случаях решающее влияние на работоспособность обмоток и возникновение отказов ЭМ оказывают процессы на поверхности тела, которая непосредственно подвергается воздействию окружающей среды (влаги, загрязнений и т. д.).

В первой главе диссертации автором уточнен механизм электрического пробоя изоляции обмоток ТЭД, ВЭМ, дающий физическое обоснование корреляционной связи между наработкой до отказа ТЭД по причинам электрической природы (электрический пробой изоляции обмоток и межвитковые замыкания в них) и качеством настройки двигателей по коммутации. Данное положение отражает совокупное воздействие трех основных факторов, отрицательно влияющих на качество коммутации: механической, электромагнитной природы, теплового фактора.

В результате ухудшения качества коммутации и возникновения круговых огней происходит срабатывание защиты от круговых огней и возникают токи короткого замыкания до 20 кА и перенапряжения, достигающие 16-19 кВ, а также факторы электродинамической и электрической природы, отрицательно воздействующие на электрическую прочность изоляции обмоток, качество которой нарушено под воздействием факторов механической природы и теплового. Наряду с этим отрицательное влияние на электрическую прочность изоляции обмоток оказывают электрохимическая коррозия, электротермическая эрозия, факторы элек-

тромагнитной (электронной, ионной) природы и окружающая рабочая и агрессивная среда (влажность, облучение, атмосферное давление, окружающая температура и т. д.).

В работах отечественных и зарубежных ученых А. П. Александрова, А. Ахие-зера, Г. Вагнера, А. Ф. Вальтера, Б. М. Вула, Ф. Ф. Волькенштейна, А. А. Воробьева, А. Гюнтершульце, Г. Е. Горовца, И. М. Гольдмана, Б. И. Давыдова, К. Зинера, Е. К. Завадовской, А. С. Зингермана, Л. Д. Инге, А. Ф. Иоффе, А. К. Красина, Л. Каллена, И. Лифшица, Е. Маркса, В. И. Пружининой-Грановской, Н. Л. Писа-ренко, В. Роговского, Г. Таусенда, А. А. Смурова, С. Уайтхэда, В. А. Фока, К. Фаулера, Я. И. Френкеля, Ш. Фрелиха, Ф. Франца, А. Хиппеля, В. А. Чуенкова, В. Шредингера, И. М. Шмушкевича и др. изложены основы фундаментальных исследований теории пробоя газов как следствия ударной ионизации электронами; установления зависимостей пробивного напряжения твердых диэлектриков от температуры, давших качественную и количественную характеристику теплового пробоя твердых диэлектриков и поставивших на научную основу расчет электрической изоляции электроаппаратов; электрического пробоя твердых диэлектриков, обусловленного ударной ионизацией вследствие разрыва твердой структуры диэлектрика силами. электрического поля; квантово-механических теорий электрического пробоя твердых. диэлектриков (туннельный эффект); просачивания электронов в твердом диэлектрике с учетом штарк-эффекта и т. д.

Наиболее существенными следует считать труды А. Е. Аустена и С. Уайт-хэда по установлению упрочнения слюды в тонком слое; А. Хиппеля и Р. Алжера, где выявлена зависимость электрической прочности от времени воздействия напряжения; К. В. Плеснера- по пробою весьма тонких пленок; Р. Купера и А. А. Уоллеса, где показано, что кристалл КС/ при полях более 0,85 мВ/см испытывает пластическую деформацию, О. В. Девиссона, где уточнено кристаллографическое направление электрических разрядов во многих кристаллах различного строения.

На основании анализа и обобщения рассмотренного в первой главе материала можно сделать следующие основные выводы.

1. В большинстве твердых диэлектриков при полях, близких к пробивным, электропроводность носит преимущественно электронный характер.

2. Большая скорость распространения разряда указывает на электронный характер процесса электрического пробоя твердых диэлектриков.

3. Различная кристаллографическая направленность разрядов с электродов разной полярности объясняется теорией ударной ионизации.

4. Электрический пробой твердых диэлектриков происходит в основном по следующим причинам: механической природы - механическое разрушение (развитие микротрещин, ослабляющих электрическую прочность диэлектриков); тепловой природы - изменение свойств и структуры диэлектрика (возрастание тепловой электропроводности) и электрического характера - импульсные перенапряжения, ионизация с процессом вырывания электронов из атомов, молекул из ионов.

Вторая глава содержит обоснование теоретических предпосылок и описание экспериментальных исследований, объясняющих механизм разрушения электрической прочности твердого диэлектрика.

Все большее значение придается вопросам, связанным с физико-техническими аспектами, с физикой отказов, которым посвящены работы И. В. Базовского, Г. В. Дружинина, Н. П. Ермолина, И. П. Исаева, А. С. Курбасо-ва, А. М. Калошкина, А. С. Леоновича, И. М. Меламедова, Б. С. Сотскова, Р. Хе-виленд и др. Показатели надежности любого узла представляются как функции физических характеристик и параметров элементов и скорости их изменения в зависимости от различных факторов.

Единственно верное направление дальнейшего развития теории надежности — сочетание статистических, вероятностных методов с «...глубоким проникновением в физическую (или физико-химическую) сущность процессов, протекающих в изделии...» (Р. Хевиленд). Для этого необходимо установление непосредственной зависимости основных показателей надежности, во-первых, от физических свойств и параметров материалов и элементов, от физико-химических процессов изменения этих свойств и параметров и, во-вторых, от интенсивности эксплуатационных воздействий с учетом случайного характера величин и процессов. Исследование, изучение физических закономерностей изменения свойств и параметров элементов представляется особенно важным, если иметь в виду, что существо проблемы надежности заключается, в конечном счете, в изменении материалов и элементов во времени при заданных условиях эксплуатации. Этим исследованиям посвящены работы В. Беккера, В. И. Бетехтина, П. Бенинга, Ю. Н. Вершинина, А. А. Воробьева, А. Ф. Вальтера, Н. Грасси, С. Н. Журкова, Г. В. Карпенко, С. Н. Койкова, Н. А. Козырева, И. Крамера, В. И. Камийвянского, А. И. Лихтмана, Л. Д. Ландау, В. П. Павлова, П. А. Ребиндера, Ф. Рейфа, В: Р. Регеля, Г. И. Скана-ви, Э. Е. Томашевского, Б. М. Тареева, С. Уайтхэда, К. Хуанга и многих других.

Основополагающие обобщения научного материала теоретических и экспериментальных исследований отечественных и зарубежных ученых по проблеме изменения электрической прочности материалов диэлектриков во времени, обу-

словленного происходящими в них физико-химическими процессами, легли в основу диссертационной работы по оценке воздействия различных факторов на прочность изоляции обмоток машин постоянного тока (МПТ) и по предложению путей повышения ее ресурса в условиях эксплуатации. Установлено, что процессы, предшествующие электрическому пробою изоляции обмоток ЭМ, определяются общими физико-химическими процессами, изменением структуры, свойств и параметров изоляции. Закономерности, характеризующие эти процессы, могут служить основой для создания общих физических моделей отказов и процессов их возникновения.

Процесс возникновения отказа представляет собой, как правило, некоторый кинетический процесс, внутренний механизм и скорость которого определяются структурой и свойствами изоляционного материала, напряжениями, вызванными электродинамическими силами, а также, в большинстве случаев, температурными изменениями. Вследствие этого классификация отказов МПТ по их физической природе представляет собой классификацию физико-химических процессов, непосредственно или косвенно влияющих на работоспособность, электрическую прочность и возникновение отказов в изоляции обмоток, а также классификацию условий протекания процессов.

Многие физико-химические процессы, связанные с возникновением отказов обмоток ТЭД, являются термически активируемыми процессами, т. е. могут протекать только при определенном уровне тепловой энергии, причем интенсивность процессов увеличивается с ростом температуры нагрева тела. Тепловые процессы играют значительную, порой решающую роль в изменении свойств и характеристик изоляционного материала обмоток, процессах их разрушения и старения. Воздействующие в условиях эксплуатации факторы влияют на процессы возникновения отказов ТЭД, ВЭМ двояко: во-первых, они вызывают постепенное изменение характеристик и параметров изоляционного материала обмоток, во-вторых, при определенных значениях этих характеристик и параметров изменения интенсивности воздействия до некоторого критического уровня может вызвать отказ -электрический пробой обмоток ГП, ДП, КО либо обмотки якоря.

К общим физическим моделям отказов обмоток ЭМ ТПС и процессов их возникновения относятся: деформация и механическое разрушение изоляционного материала; электрическое разрушение (нарушение электрической прочности, электрический пробой) диэлектрических материалов; тепловое разрушение (нарушение тепловой устойчивости, перегорание, расплавление и т. п.) обмоток полюсов, якоря.

Широта спектра физико-химических процессов связана с изменением концентрации вещества в результате переноса его частиц и их взаимодействия. Следовательно, скорости протекания этих процессов представляют собой скорости изменения концентрации вещества. Весь спектр физико-химических процессов рассмотрен в работах В. И. Бетехтина, С. Н. Журкова, А. И. Лихтмана, А. И. Петрова, П. А. Ребиндера, В. Р. Регеля, Э. Е. Томашевского, Е. Д. Щукина и др.

Процессы в обмотках ГП, ДП, КО, якоря и на их поверхности, ведущие к нарушению работоспособности и появлению отказов ЭМ, обычно возникают и развиваются как локальные.

Механизм процесса разрушения электрической прочности изоляции обмоток ТЭД и ВЭМ при длительном воздействии нагрузки сводится к постепенному росту микротрещин до критического размера в результате флуктуационного разрыва атомных связей в вершине (устье) трещины. Таким образом, развитие микротрещин в напряженном теле представляет собой сущность процесса разрушения.

Скорость процессов механического разрушения материалов диэлектриков, снижение электрической прочности изоляции обмоток, а также время до разрушения зависят, соответственно, от структуры и свойств изоляционного материала, от напряжения, вызываемого нагрузкой под действием динамических и электродинамических сил, температуры и т. д.

Многочисленные исследования В. Беккера, Л. Джерарда, В. Р. Регеля, Э. Е. Томашевского и других ученых показали, что трещины в материале диэлектрика образуются вскоре после приложения нагрузки механического и электродинамического характера обычно на различного рода дефектах (включениях, неод-нородностях, царапинах и т. д.) и их развитие занимает основную часть времени до разрыва. Результаты исследований свидетельствуют о близкой природе физических процессов механического и теплового разрушения материалов диэлектриков и подтверждают тот факт, что одновременное действие механической нагрузки и нагревания вызывает ускоренное разрушение материалов диэлектриков.

Под влиянием повторных кратковременных воздействий напряжения на материал диэлектрика наблюдается определенный кумулятивный эффект и изменяется напряжение пробоя диэлектрика в зависимости от числа импульсов напряжения. При постоянном напряжении, по данным Г. И. Сканави, напряжение пробоя диэлектрика уменьшилось с 21,9 до 11,6 кВ, а при переменном - с 17,2 до 8,8 кВ. Согласно исследованиям Н. А. Козырева электрическая прочность изоляции обмоток вращающихся машин при многократном приложении напряжения может уменьшиться на 20 - 30%; у трансформаторов уменьшение электрической прочности может достигнуть 50%. В условиях эксплуатации, при срабатывании защи-

ты от круговых огней, перенапряжение достигает 16 - 19 кВ. В результате процессы электрического разрушения изоляции обмоток МПТ происходят в двух видах: пробой диэлектрика и разряд на поверхности материала диэлектрика. Пробой происходит в основном в двух формах: пробой, вызванный электрическим разрядом (чисто электрический), и тепловой пробой; иногда как отдельные формы выделяются химический (электрохимический) пробой и пробой, вызываемый физическими дефектами диэлектрика. Под химической формой понимается пробой, связанный со снижением электрической прочности диэлектрика вследствие химических изменений, происходящих в диэлектрике при длительном воздействии высокого напряжения (при этом по существу происходят два последовательных процесса: физико-химическое изменение диэлектрика (старение), снижающее его электрическую прочность, и собственно пробой - тепловой или электрический).

Пробой, вызванный физическими дефектами - порами, трещинами и другими посторонними включениями, не является новым видом пробоя: физические дефекты, обычно содержащиеся в неоднородных материалах диэлектрика, играют существенную роль при всех видах пробоя. В связи с этим рассмотрение процессов пробоя неоднородных материалов диэлектриков изоляции обмоток полюсов, якоря и т. д. имеет большое практическое значение.

В результате анализа и обобщения исследований ученых и специалистов по проблеме электрической прочности материалов диэлектриков автором предложена физическая модель воздействия эксплуатационных факторов на изоляцию обмоток ТЭД, представленная на рис. 1.

Обоснованность этой модели доказана результатами данной работы и практическим внедрением технических, технологических и организационных решений.

Физическая модель учитывает комплекс факторов, обусловленных эксплуатационными условиями и оказывающих разрушающее воздействие на изоляцию обмоток электрических машин, позволяет сформировать математическую модель вероятностных характеристик прочности изоляции по всем факторам:

8д

¿5(Лхм)

1

81

дд

•и

о

а(д*э)

. 4^3,- )

с/

О

¿5Кр)

I 1

л +

0)

*=Е С?(ДдГпр1-)

Л:

1

81

где Д* - запас прочности (механической, тепловой, электрической и др.);

5(Дх)

а/

скорость изменения запаса прочности вследствие протекающих внутри или на по-

верхности изоляционного материала физико-химических процессов; роятностные прочностные характеристики изоляционного материала.

дд

д(Ах)

В третьей главе исследован процесс электрического пробоя изоляции обмоток ЭМ (канал протекания тока короткого замыкания). Установлено, что первоначально частичные разряды переходят в объемное электрическое поле и в сквозной проход тока лидерного канала (токового шнура), следствием чего является полное разрушение изоляции обмотки ТЭД.

ве

Несмотря на значительный вклад отечественных и зарубежных ученых в решение вопроса о пробое твердых диэлектриков существуют значительные трудности математического характера, а отсутствие однозначных экспериментальных закономерностей существенно ограничило сведения об элементарных процессах, протекающих при пробое твердых диэлектриков. В настоящей работе исследовано развитие во времени процесса (механизма) электрического сквозного пробоя изоляции обмоток МПТ. В основу исследований положена разработанная автором физическая модель воздействия эксплуатационных факторов на изоляцию обмоток ТЭД.

С целью подтверждения правомерности и обоснованности предложенной модели проведены обширные экспериментальные исследования по определению электрических свойств изоляции обмоток ЭМ на примере изоляторов типа П-4,5 на реальной установке для высоковольтных испытаний. Установлено, что повреждение изоляции обмоток (рис. 2), кабелей ТЭД и ВЭМ при электрическом пробое обычно имеет форму лидерного канала -токового шнура (рис. 3), проходящего от одного электрода до другого. В достаточно сильных полях ток нарастает быстрее, чем по закону Ома. При некотором критическом значении Епр у острия анода ■ развивается критическая лавина, сопровождающаяся фотоионизацией и образованием положительного объемного заряда. По мере развития лавины напряженность электрического поля в остальной части диэлектрика возрастает, что связано с сокращением межэлектродного расстояния и увеличением плотности положительного объемного заряда, что создает благоприятные условия для образования новых лавин. После объединения объемных зарядов нескольких лавин создаются благоприятные условия для развития разряда. Если напряженность внешнего поля и поля объемного заряда на фронте лавины достигнет критического значения, лави-

Рис. 4. Вывод дополнительного полюса ТЭД ТЛ-2К1 (электрический пробой, оплавление медных жил)

на переходит в стример. Время образования стримера (д. ф.-м. наук В. Д. Кучин) составляет (2 - 10) х х 10~9с, затем стримеры начинают двигаться к центру, оставляя после себя слой ионизированного диэлектрика, смыкаются в сплошной фронт, образуя сплошной цилиндр, - так возникает «лидер» и наступает электрический пробой диэлектрика, весь ток течет по узкому каналу и происходит так называемое шнурование тока.

Шнурование тока возникает тогда, когда вольт-амперная характеристика диэлектрика (проводника) настолько сильно отклоняется от закона Ома, что принимает 8-образную форму и отражает свойство отрицательного дифференциального сопротивления. Вольт-амперная характеристика с образной формой характерна для веществ, удельная электропроводимость которых быстро растет с увеличением температуры (из-за увеличения концентрации носителей заряда или их подвижности). Нагревание за счет джоулева тепла приводит к увеличению проводимости и аномальному росту тока. Плотность тока в шнуре в момент максимума увеличивается в 150 раз, в результате чего ионная температура плазменного шнура растет почти в 1,5 раза быстрее, чем при пробое на постоянном напряжении. Характерно то, что максимальная плотность и максимальные температуры наступают несколько раньше, чем пробивной ток достигнет максимального значения, а при больших скоростях роста тока кумуляция существенно отстает от максимума тока.

Эти выводы дополняют модель пробоя. После того, как диэлектрик в канале пробоя расплавился или испарился (в зависимости от длительности приложения напряжения), в изоляции обмотки происходит следующее: в связи с тем, что теп-лоотвод от токового шнура мал из-за низкой теплопроводности диэлектрика, возникает высокий радиальный градиент температуры, приводящий к появлению продольных полосовых трещин, которые распространяются от канала в плоскости к свободным боковым поверхностям изоляции обмотки (см. рис. 2). Данный факт еще раз подтверждает результаты многочисленных исследований отечественных и зарубежных ученых и показывает, что вероятность и объем разрушения изоляции обмотки определяется также длительностью горения электрической дуги и значением сопровождающего короткое замыкание тока (рис. 4).

При нахождении материала диэлектрика в высокотемпературном поле происходит растрескивание и частичное разложение материала, которое совершается тем интенсивнее, чем выше температура (рис. 5). С течением времени происходит постепенное увеличение пористости изоляционного материала. Это приводит к возникновению местных электрических неоднородностей, сказывающихся на изменении локальной диэлектрической проницаемости, что в свою очередь приводит к возникновению местных перенапряжений при наложении на изоляционный материал переменного электрического поля.

С целью изучения и объяснения механизма Рис. 5. Изоляция обмотки ДП

ток МПТ (см. рис. 2), канала протекания тока на

лабораторной установке проведены многочисленные исследования для определения процесса возникновения первоначально частичных разрядов, переходящих в последующем в объемное электрическое поле и в канал сквозного прохода тока.

Под действием приложенного напряжения в слое загрязнения на изоляторе будет проходить ток утечки, который его нагревает, увеличивая скорость испарения влаги с поверхности диэлектрика. Вследствие изменения плотности тока вдоль сложной поверхности, а в реальных условиях эксплуатации и из-за неоднородности слоя загрязнения, поверхность нагревается неравномерно и скорость испарения влага на отдельных участках разная. С ростом напряжения ток утечки и нагрев поверхности увеличиваются. При некотором значении напряжения, зависящем от интенсивности увлажнения, скорость испарения на наиболее нагретом участке становится выше скорости поступления влаги, поверхность на этом участке высыхает, его сопротивление резко увеличивается, вследствие чего практически все напряжение оказывается приложенным к этому небольшому промежутку на поверхности, в результате происходит его перекрытие с образованием частичной дуги длиной в несколько миллиметров.

В процессе проведенных исследований установлено, что на поверхности диэлектрика объемными зарядами создается неравномерное электрическое поле. В результате ускорения электрическим полем заряженные частицы при соударении с микроскопическими частицами пыли, молекулярными частицами воды и воздуха могут вызывать ударную ионизацию, приводящую к лавинообразному

электрического сквозного пробоя изоляции обмо-

в результате температурного и механического воздействия

нарастанию числа заряженных частиц и к образованию, на примере развития заряда молнии, стримеров - каналов с повышенной проводимостью. Стекающие по стримерам заряды резко повышают их проводимость, в результате чего образуется так называемый лидерный канал - токовый шнур, в котором происходит интенсивная ударная фотоионизация газа, а также термоионизация молекул вследствие нагрева канала протекающим в нем током. Таким образом, ток, протекающий по токовому шнуру, прошивает изоляцию обмотки и вследствие нагрева канала происходит оплавление шинной меди и изоляции обмотки или, как показано на рис. 4, оплавление медных жил выводного кабеля катушки ДП и значительное разрушение изоляции обмотки кабеля ТЭД.

Приведенный экспериментальный материал и анализ вышедшего из строя электрооборудования позволяют автору утверждать, что процессы, протекающие на изоляторах, характерны и для материалов диэлектриков ЭМ.

Четвертая глава раскрывает особенности влияния на электрическую прочность изоляции обмоток фактора динамического взаимодействия пути и подвижного состава.

На основе разработанных расчетных схем (рис. 6, 7) получены математические модели пространственных колебаний локомотива, динамики тягового двигателя как единого целого и пространственных колебаний якоря ТЭД с учетом электромагнитных процессов электрической цепи двигателя.

Математическая модель пространственных колебаний электровоза представляется следующей системой уравнений:

НтХт. + + ¿ sf^"« = аг ;

y=I A/y +£ÍP y=is=|ûis<

y=i APy + dp y=lS=l АЯЯ + dB

MTZT +¿-—7-^3 + 2.2/7-—rubT.-<¿zr .

4 г /А Ь ,2 4 W&Ï/)

j-l pj P ¿=1S=1

^+t^i Ny+W/2 - 1 ¿f^r*

'lA +1 Wi X

j=\bp]+dp ¡=1S=1Ú6S¡ + ав

x [_ + (¿r (_1}У+. + (_1)<S4>/s£/2 ]= ßer ;

-^E^-U p3+F,{A л/) + Лл(Дя) = 0; />У + />

ir V Jzí^L/ V W*») ,r -n .

kX]á ~ ^ A +d pl ~ A +d El "' У=2М Apy + ap S=1Û£S. +"ß

'»Ä- í - + Fnr(Anrj) + Rar^nrA-Qy, ;

y=2í-I /у p S=\ ES¡ Я

y=2j-l 5 = 1

У=2/-|

Jbfiu + i •

У=2ЫАД/ +dP " " S*ABS/+dB

Мл,

А» 21

М 141

Чаг^—о

т

1ТЬ Jjs.Jav.Ja,-

РТТТ

•-'- А л* р -г ' Ч^ф.у М|;.' I '

* >пп

21

И«

Рис. 7. Расчетная схема тягового двигателя: а - динамики КМБ; б, в- электромагнитных и электромеханических процессов в якоре ТЭД

Математические модели электромеханических колебаний представляются системами уравнений:

динамика тягового двигателя -

тчгч+жТ(гд -гг-гт+^т)+жоп{гч-гку'2 =0-, 3$цГ+1гЖт{?.ц +12у/ч -7.тл-1.яч/т)+12рт{7.ч +1гу/ч-¿т+^у/т)+ +/кжоп(гя-гк)уг818пуч = 0;

(3)

"в "К/- ",6,>Г<7

воздействие стыковой неровности —

=тк\чг2хв-гк1\

(4)

VI-

ткУ2(гк -Асг)-«^^,

гк

_ тгк)

ток в цепи ТЭД и вращение якоря -

(¿Р + + 'Л^ + 0Л)-^СеФ(Фа + + /|«Ш1 = "(О;

~~~ + 'в^в ~ 'яп^ц/1 = 0;

ш ---

иш

Л

= I» + /

+ 'шг^шг ~ &

= 0;

(5)

В 1 2>

Ja>Va + М п + М Р = М^;

пространственные колебания ТЭД -

4Л>„-/ „я . 1а 2Кг„-1 2 Кг ■ I

/и "т

4Яг„-Л „„ . , .¿Н)'*1/^ 2Кг„ •/ 2Л>„-/

Дг Д,-

+ г„/

("у+у + + Цц- сое2(/„ • фа - £02 ып 2у/а ■ в„ -е02{уа + <и„)(згп 2уи ■ ф„ + + 2со&2у/ва)

АП2

г"~ — + ?! 4 3 2

--Т2-(га + £ соэ </„) + 2РпГ<ра + ей )ц>афа = 0;

&г 2

Г

£ 2-

+ ~ + -ва - е02 мп2(уа-ф

(6)

гкгл

Ах « V / и ' I и « * —

Г 2

та + «д2+ 1рш\ГиЛ ~ [2£о(га ¥а ~ 2а 8'п ¥а)~ V(Ра СОв у/а + <ра*т Ц/а )] +

2

+ (фи -0а2)2цга + 2ейг02фа2 со^2Уа + 2/?Игш1(^„ + = Мэм.

1 Гш1

Математические модели позволяют получить кинематические характеристики узлов и деталей тягового двигателя, а также силы (поверхностные и объемные), определяющие напряженность состояния ТЭД. Уравнения классической теории упругости дают возможность определить поле напряжений с учетом инерционных сил и импульсных нагрузок.

оа

дт

ё2и

дх ду дг

дт

й2у*

дх ду дг г дтхг | дту ^ дсг: дх ду дг ох20ех + Хв\ау = Ю£у + Я0;а. = Юеу +10;

тху = = СУуг^хг =

д2а

V2ríl +—у = 0 = дг; д2 = у; = г);

(7)

Системы уравнений (2) - (7) лежат в основе методики расчета напряжений в изоляционном материале тягового двигателя и являются исходными для оценки критериев электрической прочности при работе ТЭД в различных режимах эксплуатации электровоза.

Результаты обобщения многочисленных экспериментальных и теоретических исследований процесса коммутации ТЭД локомотивов в условиях эксплуатации, проведенные под руководством профессора М. Ф. Карасева, исследований процесса взаимодействия пути и подвижного состава, проведенных под руководством профессора М. П. Пахомова и многих других отечественных и зарубежных ученых, а также исследования автора позволили качественно и количественно оценить роль моторно-осевой подвески ТЭД НБ-418К6 электровозов ВЛ80 ' , ТЭД ТЛ-2К1 электровозов ВЛ10 с точки зрения взаимодействия пары «колесо -рельс» и его влияние на электрическую прочность изоляции обмоток, качество коммутации и надежность ТЭД в целом.

Выбор типа датчика-преобразователя, а также конструкция измерительных приборов определялись характеристиками измеряемых ими абсолютных значений и частотными диапазонами. Основными требованиями являлись однозначность и линейность преобразований. Те же требования предъявлялись и ко всей измерительной цепи - от датчика до регистрирующего прибора.

Для измерения ускорений КМБ электровозов использовались ускорениеме-ры конструкции ОмИИТа с диапазоном измерений от 1 до 50g при частоте 150 — 200 Гц. Динамическая тарировка ускорениемеров производилась на вибростенде при ускорениях и частотах, соответствующих рабочему режиму приборов. Собственная частота колебаний тележки электровозов ВЛ80р,т составляет 13 - 14 Гц.

В результате натурных экспериментальных исследований установлено, что метод электрических измерений неэлектрических величин с регистрацией параметров на фотоленте вносит существенную погрешность при ее расшифровке и дальнейшей оценке зависимости уровня вибрации от скорости движения, в связи с чем для повышения точности расшифровки автором разработан метод измерений с использованием самопишущего прибора Н338-6П с синхронной регистрацией уровня вибрации в вертикальной и горизонтальной плоскостях, скорости движения электровоза, силы тяги, километровых отметок и т. д.

В результате аппроксимации экспериментальных кривых с учетом критериев согласия выбрана экспоненциальная зависимость для ускорений: в вертикальной плоскости - y = aebv; в горизонтальной - г = а0еЬ<>У.

Полученные автором зависимости (рис. 8) подтверждают то, что увеличение скорости движения электровозов ВЛ80ти ВЛ80р существенно влияет на уровень вибрации ТЭД в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что влечет за собой механическое разрушение электрической изоляции обмоток ГП, ДП, КО и якоря.

Вибрация КМБ в вертикальной и горизонтальной плоскостях, передающаяся на ТЭД, оказывает существенное влияние на качество коммутации двигателя, механическую устойчивость щеточного контакта, стабильность воздушного зазора между полюсом и якорем.

Разработанный автором метод настройки коммутации ТЭД и ВЭМ позволяет значительно расширить зону «темной» коммутации двигателя, тем самым увеличить коммутационную устойчивость ТЭД, ВЭМ к вибрационным воздействиям со стороны пути и сохранить электрическую прочность изоляции обмоток ГП, ДП, КО и якоря за счет снижения отрицательного воздействия короткого замыкания (КЗ) (фактор электрической и электродинамической природы).

С участием автора предложено техническое решение, основанное на применении стыковой накладки к рельсам с опорой для гребня бандажа колесной пары, позволяющее снизить динамические нагрузки в рельсовых стыках и увеличить срок службы электрической изоляции обмоток двигателя.

Таким образом, снижение динамического воздействия пути на КМБ за счет различных технических решений (накладки с опорной поверхностью для гребня колеса, опорно-рамное подвешивание и т. д.), учет его при проектировании, изготовлении ТЭД, повышение коммутационной устойчивости ТЭД к вибрационным воздействиям позволят не только обеспечить надежность ТЭД на заданном уровне (увеличить срок службы электрической изоляции ГП, ДП, КО и обмотки якоря), но и значительно улучшить эксплуатационные показатели колесно-моторного блока в целом.

Пятая глава посвящена оценке теплового состояния ТЭД в различных режимах эксплуатации. В процессе работы в обмотках ЭМ выделяется значительное количество тепла вследствие активных потерь и повышается температура, что предъявляет повышенные требования к изоляции по ее термической устойчивости и нагревостойкости.

В результате проведенных натурных испытаний в реальных условиях эксплуатации электровозов ВЛ15 установлена значительная неравномерность распределения количества охлаждающего воздуха и его статического напора по ТЭД в зависимости от номера оси колесной пары и значения напряжения в контактной сети; наибольшее количество воздуха проходит через крайние ТЭД секций электровоза (ТЭД 1, 6, 7, 12); расход воздуха на высокой скорости мотор-вентилятора (МВ) на указанных двигателях даже превышает номинальный (110 м*/мин) и составляет соответственно 121, 116 и 123 м3/мин; напротив, смежные с крайними ТЭД (ТЭД 2, 5, 8, 11) получают минимальное количество воздуха (от 75 до 85% номинального расхода), которое составляет соответственно 83, 87, 98 и

92 м3/мин. При этом на испытуемом электровозе.второй ТЭД ТЛ-3 недополучает 22%, а одиннадцатый -18% необходимого объема воздуха.

С использованием графоаналитического метода получены зависимости ресурса изоляции ТЭД НБ-418К6, ТЛЗ (на примере ТЭД ЭД118А) от тока нагрузки при различных объемах охлаждающего воздуха. Установлено, что с ростом тока нагрузки при одном и том же объеме охлаждающего воздуха ресурс изоляции резко снижается.

Исследование и анализ влияния эксплуатационных факторов (тока нагрузки, объема охлаждающего воздуха и его статического напора) на тепловое состояние ТЭД и ВЭМ позволили определить область допустимых режимов их работы с учетом неравномерности нагревания обмоток отдельных электрических машин.

В наиболее тяжелых с точки зрения температурного режима условиях находится второй ТЭД секции А. В результате получены зависимости (рис. 9), связывающие статический напор и расход охлаждающего воздуха в ТЭД ТЛЗ при различных уровнях напряжения, где отмечены нижние (при и = 2700 В) и верхние 4000 В) границы наблюдаемых при испытаниях величин для низкой (НЧВ) и высокой (ВЧВ) частот вращения. Установлено следующее:

даже при напряжении 4000 В и высокой частоте вращения расход охлаждающего воздуха составляет лишь 95 м3/мин, что на 14% ниже номинального;

при снижении напряжения до 2700 В расход составил 75 м3/мин, т. с. на 32% ниже необходимого;

на низкой частоте вращения MB расход воздуха изменяется соответственно от 67 до 53 м3/мин.

Таким образом, второй ТЭД регулярно недоохлаждается даже при наиболее благоприятных условиях.

Установлено, что в реальных условиях эксплуатации электровозов ВЛ15 ТЭД ТЛЗ работают с током длительного режима достаточно продолжительное время, в результате чего температура нагрева якорей обмоток при высокой часто-

те вращения МВ и напряжении 4000. В на 8°С выше допустимой (рис. 10); при снижении напряжения в контактной сети до 2700 В перегрев составляет 20°С. Только при токе, составляющем 90 - 92% от длительного тока при номинальном напряжении, и высокой частоте вращения МВ можно обеспечить допустимую температуру обмоток.

Регулярное нарушение теплового режима ТЭД приводит к ускорению старения изоляции. Высокий удельный вес отказов ТЭД (от 50 до 65 %) по причине электрического пробоя изоляции и межвиткового замыкания, наряду с другими факторами, вызван и нарушением теплового режима двигателей. С другой стороны, необходимость длительной работы МВ на высокой частоте вращения снижает их надежность, значит, повышается вероятность отказа МВ, в том числе и по причине накопления усталостных явлений.

Установлено, что тепловое состояние МПТ существенно зависит от количества охлаждающего воздуха. Данная закономерность достаточно четко прослеживается на графиках-зависимостях превышения температуры якорной обмотки ТЭД ТЛЗ электровоза ВЛ15 от объема охлаждающего воздуха. Согласно этим графикам при расходе воздуха 95 м3/мин, токе / = 0,64 /х и высокой частоте вращения МВ превышение температуры якорной обмотки над окружающей средой составило 58,5°С, при расходе воздуха 80 м3/мин (снижении объема воздуха на 15 - 16 %) и тех же параметрах тока нагрузки и ВЧВ пропорционально произошло превышение температуры обмотки якоря и составило 67°С (увеличение температуры на 14- 15 %).

В результате анализа фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований, проведенных отечественными учеными А. Е. Алексеевым, А. С. Блудовым, В. А. Винокуровым, А. Б. Иоффе, О. Н. Костиковым, М. П. Кос-тенко, М. Д. Находкиным, О. А. Некрасовым, В. П. Немухиной, И. М. Постниковым, М. Л. Перцовским, И. М. Петровым, Я. И. Яковлевым и др., по вопросу расчета температуры обмоток электрических машин при стационарных тепловых режимах, большинство из которых основываются на методе эквивалентных теп-

й--

Рис. 10. Превышение температуры якорной обмотки ТЭД № 2 в зависимости от количества охлаждающего воздуха

ловых схем; обширных исследований в области оценки теплового состояния различных типов ТЭД локомотивов, в которых обобщены результаты экспериментальных исследований для математического описания процессов теплоотдачи от основных поверхностей ЭМ к теплоносителю с помощью критериальных уравнений вынужденной и свободной конвекции, а также процессов теплопроводности в телах с однородной структурой и различной степенью обработки поверхностей установлено, что расход и распределение охлаждающего воздуха через ТЭД электровоза, тепловоза, его статического напора должны быть такими, которые позволяли бы поддерживать необходимое тепловое состояние любого узла ТЭД, и особенно его лимитирующего узла, например лобовой части обмотки якоря, определяющей надежность ТЭД по тепловому фактору, и гарантировать сохранение его температуры в допустимых пределах.

Условие возникновения теплового пробоя электрической изоляции обмоток

ао, е0о

представляется в виде: > ^ , где уь - количество тепла, выделяющегося в

диэлектрике; QQ - количество тепла, отводимого от диэлектрика.

Для более надежной работы изоляции обмоток ТЭД в условиях эксплуатации наряду с защитой изоляции от запыленности, отпотевания и обеспечения оптимального теплового режима изоляции обмоток следует исключить выключение мотор-вентиляторов на стоянках и перевод их на низкую скорость при ведении длинносоставных и сдвоенных поездов.

В связи с тем, что ТЭД НБ-418К6 электровозов ВЛ80р'т60% времени работают при токе нагрузки 500 - 825 Л и при расходе охлаждающего воздуха 75 м3/мин, средняя температура обмотки якоря может составить160°С. Такое утверждение, по мнению автора, допустимо лишь по той причине, что разброс параметров расхода охлаждающего воздуха в сторону уменьшения реален и достигает 57 м3/мин.

Долговечность обмоток ЭМ зависит от скорости процессов старения изоляции, которая в свою очередь изменяется от уровня воздействующих на изоляцию факторов и прежде всего - от температуры обмоток МПТ.

Таким образом, зависимости, характеризующие влияние напряжения контактной сети на количество охлаждающего воздуха, превышение температуры якорной обмотки ТЭД при различных токах нагрузки, позволяют объяснить существенный разброс значений ресурса изоляции обмоток ТЭД, ВЭМ в условиях эксплуатации.

Шестая глава посвящена решению вопроса снижения перераспределения токов по основным цепям электровоза, вызванного значительным разбросом оми-

ческого сопротивления реостатов ослабления поля. Нарушение температурного режима и частое срабатывание защиты от токов перегрузки являются дополнительными факторами, отрицательно воздействующими на электрическую прочность изоляции обмоток полюсов, якоря ТЭД.

Существенным параметром при решении поставленной задачи, значительно (отмечено ниже) влияющим на скоростные, моментные (тяговые) характеристики ТЭД и электровоза в целом, является значение сопротивления реостатов ослабления поля.

В соответствии с нормативно-технической документацией у различных типов электровозов допускается разброс значений сопротивления ослабления поля, не превышающий ± 5 % от номинальных. При этих условиях разброс значений коэффициента ослабления поля составляет примерно ± 1 % от номинального значения для всех ступеней ОП. Расчет тяговых характеристик локомотивов ведется с учетом минимально возможного коэффициента ОП в случае существенных отклонений (особенно при четвертой ступени) требуется коррекция реостатов ослабления поля (РОП).

Результаты измерений, проведенных на 420 комплектах РОП электровозов ВЛ10, показали, что на всех четырех ступенях РОП имеют тенденцию смещения центра распределения преимущественно в сторону увеличения относительно номинальных значений. При этом 22% РОП1,25 - РОП2,38 - РОПЗ и 51% РОП4 по значению сопротивления вышли за допустимый пятипроцентный предел. Такие существенные отклонения сопротивления РОП, как было сказано выше, объясняются, во-первых, температурной коррозией фехралевых элементов, во-вторых, технологией изготовления РОП (отпайки и перемычки приварены с нижней стороны ящика сопротивлений с точностью до одного витка), а также тем, что после подъемочного или капитального ремонта, модернизации электровоза комплекты сопротивлений не всегда возвращаются именно в свои секции.

Под руководством автора разработан прибор - устройство для измерения малых активных сопротивлений (УИМАС) обмоток, пусковых реостатов, индуктивных шунтов и реостатов ослабления поля ТЭД. Устройство позволяет проводить измерения по четырехпроводной схеме; размеры щупа дают возможность измерять сопротивления элементов при удалении от объекта измерения до 10 м и с контактами, разнесенными на расстояние до 2,5 м; допускаемая погрешность на всех пределах измерения не превышает 1%.

Применение разработанного прибора позволило получить приведенную выше достоверную информацию о состоянии пусковых реостатов и РОП на базе локомотивного депо Московка.

В локомотивных депо Западно-Сибирской железной дороги внедрены в эксплуатацию автоматизированные системы технической диагностики (АСТД) электрооборудования электровозов и электропоездов, разработанные в ОмГУПСе с участием автора, которые позволяют оценить работоспособность и выявить неисправности основного оборудования цепей ТЭД и ВЭМ, а также цепей силовых и управления.

Технологический процесс диагностирования электрооборудования электровозов обеспечен соответствующей программой и включает в себя подготовку электровоза к диагностированию, подключение аппаратуры ко всем 42 контрольным точкам, которые практически полностью охватывают все силовые и вспомогательные цепи, и позволяет выполнять диагностические операции, анализ полученных результатов, находить неисправности и устранять их. Все вышеуказанные. операции детализированы в технологической карте, которая разработана применительно к техническому диагностированию электрооборудования в целом и электрической прочности изоляции обмоток полюсов, якоря, кабелей ТЭД и ВЭМ.

Количественную оценку влияния отклонения параметра сопротивления (собственно реостата ОП) на тяговые характеристики в ходовых режимах, т. е. на моментные, скоростные, нагрузочные и характеристики КПД электровоза в условиях эксплуатации, можно производить, применяя методику их расчета по М. Д. Находкину и зная влияние упомянутого разброса на коэффициент ослабления поля р, который рассчитывается по формуле:

где - стандартное значение сопротивления ОП с учетом отклонений;

/?иш - стандартное значение сопротивления индуктивного шунта ИШ-2К, Лиш = 0,0236;

- сопротивление кабельных и контакторных соединений по четырем ступеням ослабления поля (получено опытным путем);

Ков - сопротивление двух последовательно соединенных обмоток возбуждения ТЭД ТЛ-2К1 с учетом сопротивления кабельных и контакторных соединений, Ков = 0,088 Ом;

ьчислоступеней ОП (1 н-4).

Результаты расчета зависимости коэффициента ослабления поля от разброса значений сопротивления РОП приведены на рис. 11.

Из анализа электромеханических характеристик следует,

0,80 0.75

0,70 0,60

0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30

ОП1

ОП2

ОПЗ

что двигатели, работающие при большем ослаблении поля (ОПЗ, ОП4) с заниженными значениями РОП, имеют значительную перегрузку по току якоря, реализуют большую силу тяги на ободе колесной пары и провоцируют процесс боксования. Таким образом, считаем доказанным, что РОП необходимо корректировать по сопротивлению, стремясь уменьшить разброс по ступеням ослабления поля до 3%.

Таким образом, автором разработаны методика, технология и технологическая карта по корректировке сопротивления ОП и пусковых реостатов с целью равномерного распределе-

ОП4

-20-15 -10 -5

0 5 5 Лоп

10 % 20

ней ослабления поля электровоза ВЛ10

ния тока нагрузки, силы тяги на ободе колесной пары, снижения частоты возникновения процесса боксования, сопровождающегося электромеханическими (динамическими) процессами, отрицательно влияющими на электрическую прочность (целостность) изоляции обмоток ТЭД.

Практика внедрения метода и технологии корректировки сопротивления РОП более чем на 100 электровозах ВЛ10 показала, что после корректировки реостатов разброс значений сопротивлений по электровозу не превышает 2,5 - 3%; число внеплановых выкаток ТЭД ТЛ-2К1 по причинам электрического характера (электрический пробой изоляции, межвитковые замыкания в них) в локомотивном депо Московка на электровозах ВЛ10 с проведенной коррекцией на 20% меньше по сравнению с электровозами, где коррекция не проводилась.

В седьмой главе диссертации с учетом специфики эксплуатации, системы и технологии обслуживания локомотивов в системе МПС автором разработан метод практической оптимизации условий коммутации ТЭД и ВЭМ подвижного соста-

ва, который внедрен в практику, он основывается на положениях теории оптимальной коммутации. Оптимальная настройка коммутации соответствует условию:

^»0; /2 я0 при< —► Т, (9)

где ¡с - ток секции; /'2 — ток на сбегающем крае щетки; Т- расчетный период коммутации.

Опыт настройки коммутации крупных МПТ и результаты многочисленных исследований указывают на индивидуальность ЭМ, которая зависит от коммутационной напряженности и объясняется неидентичностью коммутации, т. е. степенью влияния на условия коммутации отдельных факторов.

Тяговые электродвигатели относятся к машинам, работающим с частыми и значительными изменениями режимов — тока нагрузки, частоты вращения, магнитного потока ГП, вибрации КМБ в вертикальной и горизонтальной плоскостях и т. п., что оказывает влияние на коммутацию в зависимости от предварительной ее настройки.

При рассмотрении коммутации автором взят за основу один из шести обобщенных параметров, предложенных д.т.н., профессором В. Д. Авиловым, воздействующих на процесс коммутации, а именно характеризующий

электромагнитную неидентичность - конструктивные отклонения в геометрии магнитной системы ТЭД. Детально разработан метод оценки качества коммутации по импульсам напряжения на сбегающем крае щеток. Один из приборов, предназначенных для оценки качества коммутации, модернизирован с участием автора совместно с УО ВНИИЖТа применительно к условиям коммутации ТЭД и получил название ПКК-2М.

Существенным достоинством данного прибора является возможность диагностирования неудовлетворительной коммутации. Опыт работы с прибором ПКК-2М в депо Московка, Тайга, Нижнеудинск, Иркутск и других показал его полную надежность, сокращение времени и затрат на испытания.

В результате математической обработки накопленного статистического материала получены зависимости между баллами искрения по ГОСТ 183-74 и условными единицами ПКК-2М.

Анализ результатов контрольных испытаний ТЭД в депо Московка, Тайга, Нижнеудинск и других позволил автору получить данные о распределении частоты выпуска двигателей ТЛ-2К1 и НБ-418К6 из ремонта с тем или иным уровнем искрения при коммутационных испытаниях. Доля ТЭД, имеющих повышенный уровень искрения, составляет 30 - 40%, но именно эта группа двигателей в экс-

плуатации может, как показывают проведенный расчет и практика, дать 80 - 90% электрических отказов - пробои изоляции обмоток полюсов, якоря.

В свою очередь нарушение поверхности контакта «коллектор - щетка» приводит к резкому увеличению износа щеток, а вследствие ускоренного износа коллектора сокращается срок его службы, увеличивается время простоя оборудования и усложняется трудоемкость обработки коллекторов.

Степень износа контактной пары определяется интенсивностью дуговых разрядов в процессе токосъема на вращающемся коллекторе. Объем материала эрозионного износа с учетом параметров дугового искрения может быть определен как

где у - постоянная материала; м3/А-с; q — суммарное количество электричества, прошедшего через дуговые разряды за рассматриваемый промежуток времени, Ас; N — общее количество дуговых разрядов, появившихся за это же время; ipi —

ток разрыва /-и секции; xgi - длительность горения дуги /-й секции; Lp - индуктивность разрыва; Uq - напряжение дуги.

Эффективную работу контактной пары обеспечивает условие V = min, требующее поиска таких условий коммутации, при которых в рассматриваемый отрезок времени обеспечиваются суммарные значения:

Х'р/ = min или= min.

(И)

Выражение (11) отражает физическую сторону условия оптимальности настройки коммутации. Используя определенные технические устройства для прямого или косвенного измерения качества коммутации, можно установить критерий инструментальной оценки оптимальности настройки коммутации.

На индикаторе искрения ПКК-2М со вспомогательной щеткой-датчиком основной физический критерий на сбегающем крае щетки получает свое отражение в виде:.

где А - суммарная длительность дуг за единицу времени; Т] их - длительность процесса и число участков с соответствующим режимом работы.

БИБЛИОТЕКА ! СПстербург ; ОЭ 500 «IT \

Выражение (12) является общим для любого характера нагрузки испытуемой машины. Оно означает, что при оптимальной настройке коммутации отсутствует искрение, либо равенство суммарного искрения от недо- и перекоммутации.

По своему существу данный критерий отражает одну физическую сущность - минимальный износ контактной пары при оптимальных условиях коммутации для конкретных условий работы за определенный промежуток времени или цикл в общем технологическом процессе. Теоретически и экспериментально исследователями доказано, что показание прибора соответствует минимальному суммарному искрению, которое имеет вид (7-образной кривой в зависимости от настроечного параметра (тока подпитки, зазора под ДП и т. д.).

Автором предложен метод практической оптимизации условий коммутации ТЭД, ВЭМ подвижного состава, включающий в себя следующие элементы.

1. Методику расчета единичных показателей надежности ТЭД ТЛ-2К1, НБ-418Кб,. которая позволила получить количественные зависимости влияния качества коммутации на ресурс изоляции обмоток полюсов, якоря, дающие возможность спрогнозировать наработку до отказа двигателей.

2. Структурную схему управления техническим диагностированием двигателей и структуру прохождения диагностирования ТЭД на испытательной станции, позволяющие наиболее полно и объективно, количественно и качественно контролировать выбранные параметры, отражающие техническое состояние ЭМ; оценивать допустимые отклонения от номинальных; прогнозировать ресурс того или иного узла и выдавать необходимые рекомендации.

3. Усовершенствованные схемы испытательных станций по методу взаимной нагрузки и с использованием статических преобразователей.

4. Трехмерные математические модели коммутационных свойств ТЭД ТЛ-2К1, НБ-418К6, ВЭМ ТЛ-ПОМ, НБ-431А (рис. 12).

Для оценки влияния различных режимов нагрузки ТЭД на качество коммутации разработана методика проведения стендовых коммутационных испытаний. В результате на основе метода Касьянова В. Т. получена математическая модель коммутационных свойств ТЭД

Лгшнк = (®0 +«/i + «['. +в;/,2)/п + (13)

Используя разработанную модель (13), можно производить корректировку зазоров под ДП по формуле:

5. Графоаналитический метод корректировки зазоров под ДП ТЭД и ВЭМ, на основе которого новый зазор определяется по выражению: при недокоммута-ции - (5; = Л"нк при перекоммутации - <5; = Лтпс<5г • На основе эмпирических зависимостей: при недокоммутации - 0,25(3,4 - Лнк ' Ю-4 ) дь при иерекомму-тации- ¿7 = (1,17 + Аш' Ю"4)^.

Использование метода настройки коммутации ТЭД позволяет значительно снизить уровень искрения щеток при доведении ее до «темной» коммутации, т. е. создать своеобразную область повышенной коммутационной устойчивости (создать диапазон коммутационной устойчивости ТЭД в 15 - 20 Л тока подпитки-отпитки ДП), и тем самым увеличить наработку до отказа по условиям коммутации двигателей до 2,5 млн км и выше, отдельные двигатели имели 4,5 - 5,0 млн км пробега.

В процессе многочисленных экспериментальных исследований с использованием приборов объективной оценки качества коммутации удалось провести более детальный анализ качества коммутации ряда ТЭД (ТЛ-2К1; НБ-418К6; НБ-412К; УРТ-110; ДК-106) и ВЭМ (ТЛ-1 ЮМ, НБ-413А, НБ-436В и ДК-405К) и установить,

что основная причина повышенной интенсивности искрения щеток состоит в наличии существенных отклонений в геометрии магнитной системы ДП. Такое состояние вопроса требует значительного ужесточения допусков, повышения технологической дисциплины при капитальном ремонте ЭМ в условиях заводов-изготовителей и депо;

увеличение интенсивности искрения щеток от 1% до 114 балла по шкале ГОСТ 183-74 повышает число срабатывания защиты от круговых огней от 6, 7 до 16,17 случаев за 1 млн км пробега;

при уровне искрения 500 усл. ед. по прибору ПКК-2М, т. е. 1% балла по ГОСТ 183-74, для ТЭД ТЛ-2К1 средний пробег двигателей до отказа составит порядка 1млн 377 тыс. км, при этом вероятность отсутствия отказов ТЭД за пробег Ь0 по электрической природе составит 83%, что подтверждается на практике в условиях эксплуатации ТЭД ТЛ-2К1 электровозов ВЛ10 на Кузбасском отделении Западно-Сибирской железной дороги.

Предложенный метод настройки коммутации позволяет

накапливать информацию о ТЭД, ВЭМ в виде протоколов испытаний, базы данных в памяти ЭВМ с последующим анализом и прогнозированием ресурса;

формировать экипаж электровоза с учетом условий коммутации, оцененных при стендовых испытаниях;

выявлять ТЭД, ВЭМ с аномальными проявлениями в работе коллекторно-щеточного узла и восстанавливать их до оптимальных параметров.

Разработанная и внедренная в практику схема испытательной станции по методу взаимной нагрузки на базе трехмашинного агрегата позволяет значительно повысить регулировочные свойства, уменьшить количество механических связей со вспомогательными машинами испытательного стенда, минимизировать расход электроэнергии при проведении испытаний ТЭД и т. д. Схема испытательной станции с использованием статических преобразователей позволяет значительно облегчить управление процессом испытаний, автоматически поддерживать заданный режим, повысить регулировочные способности испытательных стендов, ликвидировать шум от вращающихся ЭМ, уменьшить площади, занимаемые оборудованием испытательной станции, а также полностью автоматизировать про-

цесс испытаний ТЭД, что повышает производительность труда обслуживающего персонала, качество ремонта и достоверность результатов испытаний.

Предложенный в настоящей работе метод практической оптимизации условий коммутации ТЭД, ВЭМ дает возможность значительно повысить коммутационную устойчивость ЭМ против воздействия внешних и внутренних факторов и наряду с множеством положительных моментов (снижение износа щеток и коллектора, насыщение околощеточного пространства угольно-графитовой и медной пылью, ионизация околощеточного пространства и т. д.) значительно снизить вероятность возникновения круговых огней по коллектору и на остов ЭМ.

Восьмая глава посвящена вопросам технико-экономического обоснования внедрения предлагаемых конструктивно-технических и технологических решений. Предполагаемый экономический эффект от внедрения результатов работы может быть оценен в среднем в 1232,7 тыс. р. в год на одно локомотивное депо с приписным парком в 100 электровозов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

На основе комплекса теоретических и экспериментальных исследований разработаны и предложены методы анализа, научно обоснованные технические и технологические решения, направленные на повышение ресурса изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин локомотивов (повышение надежности работы ТЭД, ВЭМ), внедрение которых вносит значительный вклад в повышение эффективности и безопасности функционирования железнодорожного транспорта.

1. Обобщен научный материал теоретических и экспериментальных исследований отечественных и зарубежных ученых по проблеме электрической прочности материалов диэлектриков. Разработаны и предложены математические и физические модели воздействия комплекса взаимосвязанных факторов на электрическую прочность изоляции обмоток ТЭД. В указанные модели введены основные факторы, оказывающие воздействие на срок службы изоляции ТЭД с учетом специфики эксплуатации, ремонта и технологического обслуживания их на железнодорожном транспорте. Обоснованность этих моделей доказана результатами экспериментальных, теоретических исследований и практическим внедрением технических, технологических и организационных решений.

2. Разработаны и реализованы методы теоретических и экспериментальных исследований механизма разрушения и электрического пробоя изоляции обмоток на примере изоляторов типа П-4,5 с использованием реальной установки для производства высоковольтных испытаний. Это позволяет утверждать, что процессы,

протекающие на изоляторах, характерны и для материалов диэлектриков электрических машин.

3. Предложены методы качественной и количественной оценки влияния динамических процессов в системе «колесо - рельс» на электрическую прочность изоляции обмоток, качество коммутации и надежность ТЭД в целом.

4. Разработано техническое решение, основанное на применении стыковой накладки к рельсам с опорой для гребня бандажа колесной пары, позволяющее снизить динамические нагрузки в зонах рельсовых стыков, уменьшить их отрицательное воздействие на работу ТЭД и увеличить срок службы изоляции обмоток двигателя.

5. Разработаны и внедрены методы экспериментальных исследований распределения количества охлаждающего воздуха и его статического напора по ТЭД электровозов в зависимости от номера оси колесной пары и значения напряжения в контактной сети.

6. Разработан и реализован метод количественной оценки параметров пусковых реостатов и реостатов ослабления поля ТЭД, включая устройство для количественной оценки малого омического сопротивления электрооборудования подвижного состава.

7. Представлена и внедрена детализированная технологическая карта диагностирования электрооборудования электровоза ВЛ10 в целом и электрической прочности изоляции обмоток полюсов, якоря, кабелей ТЭД и ВЭМ.

8. Разработаны и реализованы методика, технология и технологическая карта по корректировке сопротивления ослабления поля и пусковых реостатов с целью обеспечения более равномерного распределения тока нагрузки, или силы тяги на ободе колесной пары.

9. Предложен и внедрен метод практической оптимизации условий коммутации ТЭД и ВЭМ подвижного состава, включающий в себя следующие элементы:

методику расчета единичных показателей надежности ТЭД ТЛ-2К1, НБ-418К6, позволяющую получить количественные зависимости влияния качества коммутации на ресурс изоляции обмоток полюсов, якоря, дающие возможность спрогнозировать наработку двигателей до отказа;

структурную схему управления техническим диагностированием двигателей и структуру прохождения диагностирования ТЭД на испытательной станции, позволяющие наиболее полно и объективно, количественно и качественно контролировать выбранные параметры, отражающие техническое состояние электрических машин, оценивать допустимые отклонения от номинальных, прогнозировать ресурс того или иного узла и выдавать необходимые рекомендации;

усовершенствованные схемы испытательных станций по методу взаимной нагрузки и с использованием статических преобразователей;

трехмерные математические модели коммутационных свойств ТЭД ТЛ-2К1, НБ-418К6, ВЭМ ТЛ-1 ЮМ, НБ-431А;

графоаналитический метод корректировки зазоров под ДП ТЭД и ВЭМ.

10. Предполагаемый экономический эффект от внедрения результатов работы может быть оценен в среднем в 1232,7 тыс. р. в год на одно локомотивное депо с приписным парком в 100 электровозов.

Основные научные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. О коммутационной надежности тяговых двигателей / Ш. К. И с м а и л о в,

B. П. Беляеви др. // Электрическая и тепловозная тяга. 1989. № 2. С. 25 - 27.

2. Повышение коммутационной надежности тяговых двигателей/Ш. К. Ис-маилов, В. П. Беляев и дрУ/ Электрическая и тепловозная тяга. 1989. № 4.

C. 25 - 27.

3. Использование трехмерной модели коммутационных свойств ТЭД ТЛ-2К1 для диагностирования второго диамагнитного зазора под дополнительными полюсами/В. Д. Авилов, В. П. Беляев, Ш. К. Исмаилов, В. Г. Шил ер //Тезисы докл. науч.-техн. конф. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1989. С. 127.

4. Исмаилов Ш. К. Прогнозирование интенсивности отказов ТЭД на основе диагностирования искрения щеток / Ш. К. Исмаилов, В: П. Беляев, В. Г. Шилер // Тезисы докл. науч.-техн. конф. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1989. С. 128.

5. Б е л я е в В. П. Повышение коммутационной надежности тяговых электродвигателей - существенный резерв увеличения производительности локомотива / В. П. Б е л я е в, Ш. К. И с м а и л о в, Н. А. С е р г е е в // Железнодорожный транспорт. Сер. Локомотивы и локомотивное хозяйство / ЦНИИТЭИ МПС. М., 1989. Вып. 4. С. 22-39.

6. Влияние геометрии магнитной цепи дополнительных полюсов на качество коммутации / Ш. К. И с м а и л о в, В. П. Б ел я е в и др. // Электрическая и тепловозная тяга. 1989. № 6. С. 36 - 38.

7. О коммутационной надежности тяговых двигателей / Ш. К. Исмаилов, В.П. Беляеви др.//Электрическая и тепловозная тяга. 1989.№ 12. С. 15-20.

8. Как влияет расположение двигателей на надежность / Ш. К. Исмаилов, В. П. Б е л я е в и др. // Электрическая и тепловозная тяга. 1990. № 8. С. 28,29.

9. Б ел я е в В. П. О работе электрических машин электровозов ВЛ15 / В. П. Б е л я е в, Ш. К. Исмаилов// Железнодорожный транспорт. Сер. Локомотивы и локомотивное хозяйство / ЦНИИТЭИ МПС. М., 1990. Вып. 3. С. 1 - 18.

10. А в и л о в В. Д. Диагностирование технического состояния тяговых электродвигателей на основании анализа качества коммутации / В. Д. А в и л о в, В. П. Б е л я е в, Ш. К. И с м а и л о в // Тезисы докл. науч-техн. конф. / Вороши-ловградский машиностроительный ин-т. / Ворошиловград, 1990. С. 136, 137.

П.ИсмаиловШ. К. Статистические исследования технологии ремонта дополнительных полюсов тяговых электродвигателей / Ш. К. И с м а и л о в, Е. Н. К о р о т а е в, В. П. Б е л я е в // Тезисы докл. науч-техн. конфУ Ворошилов-градский машиностроительный ин-т. / Ворошиловград, 1990. С. 185, 186.

12. И с м а и л о в Ш. К. Статистическая оценка элементов магнитной цепи дополнительных полюсов тяговых электродвигателей НБ-418К6 по конструктивно-технологическим параметрам; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск,

1990. - 18 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 01.08.90, № 5342.

13. Коммутационная надежность тяговых электродвигателей по осям колесных пар электровозов постоянного и переменного тока / В. П. Б е л я е в, Ш. К. Исмаилови др.; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1990. - 12 с. -Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 23.10.90, № 5384.

14. И с м а и л о в Ш. К. Диагностирование параметров магнитной цепи дополнительных полюсов тяговых электродвигателей по результатам стендовых коммутационных испытаний с применением прибора контроля коммутации; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1991. - 8 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 08.01.91, №5449.

15. И с м а и л о в Ш. К. Использование комплекса устройств диагностирования качества ремонта и испытаний ТЭД; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. -Омск, 1991. - 7 с. - Рус. -Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 08.01.91, № 5450.

16. И с м а и л о в Ш. К. Состояние качества коммутации и отказы тяговых электродвигателей ТЛ-2К1; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1991. - 6 с. -Рус-Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 08.01.91,№ 5451.

17. И с м а и л о в Ш. К. Результаты стендовых коммутационных испытаний тяговых электродвигателей НБ-418К6; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск,

1991. - 6 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 24.04.91, № 5499.

18. И с м а и л о в Ш. К. Влияние тока нагрузки на качество коммутации тяговых электродвигателей НБ-418К6 электровозов серии ВЛ80; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1991. - 7 с. - Рус. -Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 24.04.91, № 5500.

19. Некоторые замечания по надежности электрических машин электровоза ВЛ15 / В. П. Б е л я е в, Ш. К. И с м а и л о в и др. // Вопросы совершенствования конструкции, диагностирования и надежности локомотивов в условиях Средней Азии; Ташкентский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Ташкент, 1991. - 36 с. - Рус. — Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 15.05.91, № 5518.

20. И с м а и л о в Ш. К. Проблемы и перспективы сбора и обработки материалов об эксплуатационной надежности ТЭД и прогнозирование их ресурса // Тезисы докл. науч-техн. конф./ Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1991. С. 98,99.

21. Использование ЭВМ в процессе испытаний тяговых электродвигателей / В. Д. Авилов, Ш. К. Исмаилови др. // Тезисы докл. науч-техн. конф. Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. / Омск, 1991. С. 101,102.

22. Проблема контроля геометрии магнитной цепи и оптимизация параметров по состоянию коммутации ТЭД / В. Д. Авилов, В. П. Беляев, В. Г. Гарт-ман, Ш. К. Исмаилов// Тезисы докл. науч-техн. конфУ Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1991. С. 104, 105.

23. А в и л о в В. Д. Теоретические основы анализа условий коммутации тяговых электродвигателей и практика настройки коммутации / В. Д. А в и л о в, В. П. Б е л я е в, Ш. К. И с м а и л о в; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. — Омск, 1991. - 44 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 20.06.91, № 5545.

24. И с м а и л о в Ш. К. Математическая модель коммутационных свойств тяговых электродвигателей ТЛ-2К1 в различных режимах нагрузки; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1991. - 9 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 29.07.91, № 5620.

25. И с м а и л о в Ш. К. Процессы при боксовании // Электрическая и тепловозная тяга. 1991. № 7. С. 36,37.

26. А в и л о в В. Д. Новый способ диагностики двигателей / В. Д. А в и л о в, В. П. Б е л я е в, Ш. К. И с м а и л о в // Электрическая и тепловозная тяга. 1992. № 2. С. 32,33.

27. И с м а и л о в Ш. К. Усилить контроль. за ремонтом двигателей / Ш. К. И с м а и л о в, В. Д. А в и л о в, В. П. Б е л я е в // Электрическая и тепловозная тяга. 1992. № 5. С. 24,25.

28. Вибрационное воздействие пути на КМБ электровозов переменного тока в условиях Восточной Сибири / В. Д. Авилов, В. П. Беляев, Ш. К. Исмаилов и др.// Тезисы докл. науч-техн. конфУ Днепропетровский ин-т инж. ж.-д. трансп. Днепропетровск, 1992. С. 43.

29. И с м а и л о в Ш. К. Надежность вспомогательных электрических машин / Ш. К. И с м а и л о в, В. П. Б е л я е в, В. Д. А в и л о в // Электрическая и тепловозная тяга. 1992. № 9 - 10. С. 26 - 28.

30. Исмаилов Ш. К. Статистика повреждений вспомогательных электрических машин электровозов ВЛ10 / Ш. К. И с м а и л о в, В. Д. А в и л о в, В. П. Б е л я е в // Железнодорожный транспорт. Сер. Локомотивы и локомотивное хозяйство / ЦНИИТЭИ МПС. М., 1992. Вып. 5 - 6. С. 1 - 19.

31.Толстое В. П. Снижение динамического воздействия пути на эксплуатационные показатели колесно-моторного блока/ В. П. Толстое, Ш. К. Ис-маилов, А. В. Бородин; Омская гос. академия путей сообщения. - Омск, 1997. -23 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 02.08.97, № 6093.

32. И с м а и л о в Ш. К. Электрический пробой изоляции обмоток тяговых электродвигателей /Ш. К. Исмаилов, В. А. Четвергов; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2001. - 35 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 06.07.01, №6328-жд01.

33. Автоматизированная система управления технологическим процессом приемо-сдаточных испытаний тяговых и вспомогательных электрических машин / Ш. К. Исмаилов, В. О. Мельки др.; Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск, 2001. - 23 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 21.12.01, № 6340-жд 01.

34. И с м а и л о в Ш. К. Перераспределение токов по силовым цепям электровоза как фактор нарушения температурного режима изоляции обмоток тяговых электродвигателей; Омский гос. ун-т путей сообщения. — Омск, 2001. - 33 с. -Рус-Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 21.12.01,№ 6342-жд 01.

35.Исмаилов Ш. К. Состояние проблемы электрической прочности изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин электроподвижного состава на современном этапе; Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск, 2002. - 57 с. - Рус. -Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 31.01.02, № 6343-жд 02.

36. И с м а и л о в Ш. К. Физические основы надежности в оценке электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей и вспомогательных электрических машин электроподвижного состава; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. - 10 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 31.01.02, №6347-ждО2.

37. И с м а и л о в Ш. К. Анализ физико-химических процессов возникновения отказов обмоток тяговых электродвигателей и вспомогательных электрических машин; Омский гос. ун-т путей сообщения. — Омск, 2002. - 23 с. — Рус. -Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 08.04.02, № 6352-жд 02.

38. Исмаилов Ш. К. Изоляционные материалы, их свойства и общие закономерности процессов нарушения электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. -36 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 08.04.02, № 6357-жд 02.

39. И с м а и л о в Ш. К. Процессы механического разрушения электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. - 26 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 30.04.02, № 6376-жд 02.

40. И с м а и л о в Ш. К. Механизм процесса разрушения электрической прочности изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин электроподвижного состава; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. -31 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 24.06.02, № 6389-жд 02.

41.Исмаилов Ш. К. Экспериментальные исследования и анализ влияния различных эксплуатационных факторов на механизм процесса электрического пробоя и разрушения изоляции обмоток и кабелей тяговых и вспомогательных электрических машин; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. - 38 с. -Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 16.09.02, № 6390-жд 02.

42. И с м а и л о в Ш. К. Процессы теплового разрушения и пробоя изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. - 38 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 16.09.02, № 6394-жд 02.

43. Методика диагностирования технического состояния электрооборудования электровоза постоянного тока / Ш. К. Исмаилов, В. О. Мельк и др.; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. - 29 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 15.11.02, №6395-жд 02.

44. И с м а и л о в Ш. К. Механизм электрического разрушения и пробоя изоляции тяговых и вспомогательных электрических машин электроподвижного состава; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. - 25 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 15.11.02, № 6396-жд 02.

45. И с м а и л о в Ш. К. Состояние геометрии магнитной системы тяговых и вспомогательных электрических машин как фактор возникновения круговых огней и электрического пробоя изоляции обмоток; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. - 1 8 с - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 15.11.02, № 6398-жд 02.

46. Диагностирование и настройка коммутации тяговых и других коллекторных электрических машин: Учебное пособие / В. Д. Авилов, В. П. Беляев, Ш. К. Исмаилов, В. В. Харламов /Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2002.134 с.

47. Исмаилов Ш. К. Технология диагностирования, испытания и ремонта тяговых и вспомогательных электрических машин // Труды УрО РАН. Екатеринбург, 2002. С. 429 - 436.

48. И с м а и л о в Ш. К. Снижение отрицательного воздействия качества коммутации и фактора электрической природы на надежность электрической прочности изоляции обмоток ТЭД, ВЭМ на основе графоаналитического метода; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. - 33 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 25.12.02, № 6399-жд 02.

49. Технология диагностирования электрической прочности изоляции обмоток, кабелей электрооборудования электровоза постоянного тока / Ш. К. И с м а ил о в, В. О. М е л ь к и др.; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2002. -24 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 25.12.02, № 6400-жд 02.

50. И с м а и л о в Ш. К. Экспериментальные исследования влияния количества охлаждающего воздуха на отклонение температуры ТЭД и электрическое старение изоляции обмоток; Омский гос. ун-т путей сообщения. — Омск, 2002. -23 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 25.12.02, № 6401-жд 02.

5 1.Исмаилов III. К. Электрическая прочность изоляции электрических машин локомотивов: Монография / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2003. 272 с.

Типография ОмГУПСа. 2004. Тираж 100 экз. Заказ 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35.

». 18 27

РНБ Русский фонд

2004-4 27043

Введение.

1. Состояние проблемы электрической прочности изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин электроподвижного состава на современном этапе.

1.1. Анализ основных видов повреждений тяговых и вспомогательных электрических машин электровозов постоянного и переменного тока.

1.1.1. Анализ статистических данных об отказах электровозов В Л10.

1.1.2. Анализ статистических данных об отказах электровозов ВЛ15.

1.1.3. Анализ основных видов повреждений вспомогательных электрических машин электровозов ВЛ10.

1.2. Функциональная схема влияния различных факторов на развитие физико-химических процессов, протекающих в изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин.

1.3. Гипотеза электрического пробоя изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин.

1.4. Цель и задачи исследования.

2. Физические основы надежности электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей. ф 2.1. Математические и физико-технические основы надежности электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей.

2.1.1. Классификация физико-химических процессов возникновения отказов обмоток тяговых электродвигателей.

2.1.2. Общие закономерности процессов нарушения электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей.

2.2. Общие закономерности процессов механического разрушения электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей.

2.2.1. Процессы механического разрушения материалов диэлектриков.

2.2.2. Механизм образования и развития трещин в материалах диэлектриков. 10Ó

2.2.3. Влияние характера изменения нагрузки на процесс разрушения материалов диэлектриков.

2.2.4. Воздействие поверхностно-активных веществ на процесс разрушения материалов диэлектриков.

2.2.5. Процессы теплового разрушения материалов диэлектриков.

2.3. Процессы электрического разрушения электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей.

2.3.1. Электрический пробой изоляции обмоток тяговых электродвигателей.

2.3.2. Поверхностное электрическое повреждение изоляции обмоток тяговых электродвигателей.

2.3.3. Вероятностная оценка электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей.

2.3.4. Тепловой пробой изоляции обмоток тяговых электродвигателей.

2.4. Электрическое старение изоляции обмоток тяговых электродвигателей.

2.4.1. Термическая и окислительная деструкция материалов диэлектриков.

2.4.2. Кинетика процессов старения электрической изоляции обмоток.

От надежности работы локомотива как сложной системы зависят не только экономические показатели депо, отделения, дороги, но и сохранность грузов, и жизнь людей. В свою очередь надежность электровоза определяется надежностью его отдельных элементов, узлов и механизмов. В связи с этим вопросы надежности работы, ресурса тяговых электродвигателей (ТЭД) и вспомогательных электрических машин (ВЭМ) приобретают актуальность.

Серьезное внимание исследованию надежности электрических машин (ЭМ) начали уделять в 50 - 60-х годах двадцатого столетия. Объясняется это тем, что до названного времени электромашиностроение развивалось главным образом в направлении повышения использования активных материалов, увеличения электромагнитных нагрузок и снижения массы ЭМ на единичную мощность. Параллельно с этим совершенствовались методы проектирования, внедрялись новые виды активных, изоляционных и конструкционных материалов, совершенствовалась система вентиляции и охлаждения.

В процессе эксплуатации на электрическую прочность изоляции обмоток ЭМ воздействуют перенапряжения, вызванные природными явлениями, коммутационными изменениями режимов работы электровоза, системы тягового электроснабжения и т. д., поэтому уровень электрической прочности изоляции обмоток главных полюсов (ГП), дополнительных полюсов (ДП), компенсационной обмотки (КО), обмотки якоря ТЭД и ВЭМ должен быть скоррелирован с величиной перенапряжений.

При разработке конструкции и технологии изготовления электрических машин следует учитывать, что в процессе эксплуатации на них воздействует одновременно целый ряд факторов, снижающих электрическую прочность. Это факторы механической природы; электродинамической природы (броски тока, токи короткого замыкания); электрической природы (перенапряжения) и, безусловно, тепловой фактор, вызванный нагревом обмоток при больших токовых нагрузках. Обоснованный выбор изоляционных материалов, соблюдение технологии изготовления изоляции, оптимальная работа мотор-вентиляторов и равномерное распределение количества охлаждающего воздуха и статического напора для различных ТЭД одного электровоза и т. д. могут в значительной степени компенсировать отрицательное воздействие указанных факторов и обеспечить требуемую надежность электрической прочности изоляции обмоток ЭМ электровоза.

Анализ отказов, вызвавших плановые и неплановые ремонты электровозов, на примере Западно-Сибирской железной дороги показывает, что их значительная доля приходится на ТЭД и ВЭМ. Отмечен тот факт, что от 50 до 65% отказов ЭМ составляют электрические пробои, межвитковые замыкания обмоток и повреждение изоляции кабелей.

В связи с этим большое значение приобретают задачи, связанные с исследованием и разработкой эффективных диагностических средств, технологий и методов качественной и количественной оценки электрической прочности изоляции обмоток. Проблеме повышения ресурса изоляции обмоток посвящены многочисленные исследования ученых В. А. Винокурова, 3. Г. Гиоева, И. П. Исаева, В. Д. Кузьмича, А. Л. Курочки, В. И. Киселева, М. Д. Находкина, О. А. Некрасова, Г. И. Сканави, В. Г. Щербакова, Г. Фре-лиха, Л. Ф. Френца и др.

Фундаментальные работы в области теории коммутации ЭМ, а также экспериментальные и теоретические исследования процесса коммутации, проведенные отечественными и зарубежными учеными (Э. Арнольд, И. Л. Ла-Кур, В. Д. Авилов, Е. А. Алексеев, Р. Ф. Бекишев, О. Г. Вегнер,

A. И. Вольдек, В. Т. Касьянов, М. Ф. Карасев, А. С. Курбасов, С. П. Калини-ченко, М. П. Костенко, Е. М. Синельников, Г. А. Сипайлов, А. И. Скоро-спешкин, В. В. Толкунов, В. В. Фетисов, В. С. Хвостов, К. И. Шенфер,

B. А. Яковенко и многие другие) внесли значительный вклад в решение проблемы коммутации ЭМ.

Комплексный системный подход к задачам оценки и повышения электрической прочности изоляции обмоток полюсов, якоря ЭМ, кабелей и, как дальнейший шаг, развитие научно-методических, технологических концепций в обеспечении конструктивно-технических и технологических решений, представляется актуальным современным направлением исследований.

Целью диссертации является разработка научно обоснованого комплекса технических и технологических решений, направленных на повышение ресурса изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин локомотивов с учетом специфики эксплуатации, ремонта и технического обслуживания их на железнодорожном транспорте.

Методологической основой при теоретических и экспериментальных исследованиях является системный подход к решению проблемы повышения ресурса электрической изоляции обмоток ТЭД локомотивов в условиях эксплуатации, предусматривающей разработку новых методов, технологий, диагностических средств для перехода к техническому осмотру (ТО) и техническому ремонту (ТР) локомотивов по их фактическому состоянию без изменения планово-предупредительной системы ремонта.

Теоретическая часть диссертации базируется на математических и физических моделях, учитывающих воздействие комплекса факторов, обусловленных режимами эксплуатации и физико-химическими процессами в материалах диэлектриков; теории планирования эксперимента; динамических случайных процессах, математической статистики, применения трехмерных математических моделей; графоаналитического метода.

Выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, научно обоснованы применением современных методов математического моделирования с помощью вычислительной техники. Достоверность результатов теоретических исследований подтверждается экспериментами, проведенными на испытательных станциях, физических моделях, натурных узлах и в эксплуатационных условиях.

Научная новизна диссертации заключается в создании методологии повышения ресурса изоляции обмоток электрических машин на основе системного анализа физико-химических процессов, протекающих в изоляции обмоток, аналитических и экспериментальных исследований, а именно:

1. Разработаны и обоснованы математические и физические модели воздействия и взаимодействия комплекса факторов механической, электродинамической, электрической природы и теплового воздействия в условиях эксплуатации локомотивов на электрическую прочность изоляции обмоток и проведены натурные экспериментальные исследования развития во времени процесса электрического сквозного пробоя изоляции обмоток ЭМ.

2. Уточнена физическая модель механизма электрического сквозного пробоя изоляции обмоток, позволившая экспериментально в лабораторных условиях исследовать лидерный канал - токовый шнур, прошивающий изоляцию обмоток.

3. Выдвинуто и доказано положение о совокупном воздействии комплекса факторов, отрицательно влияющих на электрическую прочность изоляции обмоток, дающее физическое обоснование корреляционной связи между наработкой до отказа по причинам электрической природы и качеством настройки ТЭД, ВЭМ по коммутации.

4. Разработан метод исследования по оценке влияния параметров динамического воздействия пути на электрическую прочность изоляции обмоток ТЭД.

5. Разработаны и реализованы методы экспериментальных исследований распределения количества охлаждающего воздуха и его статического напора по ТЭД электровозов в зависимости от номера оси колесной пары и величины напряжения в контактной сети, вызывающего значительные перегревы и ускоренное старение изоляции обмоток двигателей.

6. Разработан метод корректировки сопротивлений ОП и пусковых реостатов, позволяющий на основании корректировки сопротивлений ОП минимизировать неравномерности распределения тока нагрузки по ТЭД и тягового усилия по осям колесных пар электровоза.

7. Разработан метод практической оптимизации условий коммутации ТЭД и ВЭМ, включающий в себя:

7.1. Трехмерные пространственные математические модели, критерии оптимизации и программное обеспечение коммутационных свойств ТЭД ТЛ-2К1, НБ-418К6; ВЭМ ТЛ-1 ЮМ, НБ-431А;

7.2. Научно-методическое обоснование, математическое обеспечение графоаналитического метода корректировки магнитной системы ТЭД ТЛ-2К1, НБ-418К6; ВЭМ ТЛ-1 ЮМ, НБ-431А, направленное на снижение отрицательного воздействия факторов электрической и электродинамической природы на электрическую прочность (ресурс изоляции обмоток);

7.3. Методику расчета единичных показателей надежности ТЭД - зависимости отказов ТЭД по причинам электрической природы от качества коммутации и комплекса факторов, воздействующих на электрическую прочность изоляции в условиях эксплуатации подвижного состава.

Первая глава диссертации представлена анализом технического состояния тягового подвижного состава (ТПС) в целом и проблемы электрической прочности изоляции обмоток, в частности, ТЭД и ВЭМ электроподвижного состава (ЭПС) на современном этапе. Сделан акцент на основных технических требованиях, предъявляемых к ЭПС нового поколения. Основой для разработок должен стать принцип модульной компановки подвижного состава с рациональной унификацией узлов и систем, снижающих стоимость новой техники и ее разработки. Разработана и показана физическая модель воздействия комплекса факторов на развитие физико-химических процессов, протекающих в изоляции обмоток ТЭД и ВЭМ. В заключительной части главы приводится детализированная постановка задачи исследования.

Вторая глава содержит теоретические и экспериментальные исследования, объясняющие механизм разрушения электрической прочности твердого диэлектрика.

Все большее внимание привлекают вопросы, связанные с физико-техническими аспектами, с физикой отказов, которым посвящены работы И. В. Базовского, Г. В. Дружинина, Н. П. Ермолина, И. П. Исаева, А. С. Кур-басова, А. М. Калошкина, А. С. Леоновича, И. М. Меламедова, Б. С. Сотско-ва, Р. Хевиленд и др. При этом показатели надежности любого узла могут быть представлены как функции физических параметров элементов и скорости их изменения в зависимости от различных факторов.

Изучение физических свойств элементов, кинетики процессов, вызывающих их изменения, представляется особенно важным, если иметь в виду, что сущность проблемы надежности заключается, в конечном счете, в изменении свойств материалов во времени при заданных условиях эксплуатации. Этим исследованиям посвящены работы В. Беккер, В. И. Бетехтина, П. Бе-нинг, Ю. Н. Вершинина, А. А. Воробьева, А. Ф. Вальтера, Н. Грасси, С. Н. Журкова, Г. В. Карпенко, С. Н. Койкова, Н. А. Козырева, И. Крамера, В. И. Камийвянского, А. И. Лихтмана, Л. Д. Ландау, В. П. Павлова, П. А. Ре-биндера, Ф. Рейфа, В. Р. Регеля, Г. И. Сканави, Э. Е. Томашевского, Б. М. Та-реева, С. Уайтхэда, К. Хуанг и многих других.

В третьей главе исследован процесс электрического пробоя изоляции обмоток ЭМ (канала протекания тока короткого замыкания). В результате проведения многочисленных исследований установлено, что после возникновения первоначально частичных разрядов в последующем они переходят в объемное электрическое поле и канал сквозного прохода тока лидерного канала (токового шнура). Ток, протекающий по токовому шнуру, прошивает изоляцию обмотки ТЭД, и, вследствие нагрева канала происходит оплавление шинной меди и изоляции обмотки и наступает значительное разрушение изоляции обмотки ТЭД.

Четвертая глава раскрывает влияние фактора динамического взаимодействия пути и подвижного состава на электрическую прочность изоляции обмоток.

Результаты обобщения многочисленных экспериментальных и теоретических исследований процесса коммутации ТЭД локомотивов в условиях эксплуатации, проведенные под руководством профессора М. Ф. Карасева, исследований процесса взаимодействия пути и подвижного состава, проведенные под руководством профессора М. П. Пахомова и многих других отечественных и зарубежных ученых, а также исследования автора позволили качественно и количественно оценить систему моторно-осевой подвески ТЭД НБ-418К6 электровозов ВЛ80Р'Т, ТЭД ТЛ-2К1 электровозов ВЛ10 с точки зрения взаимодействия пары «колесо-рельс» и ее влияние на электрическую прочность изоляции обмоток, качество коммутации и надежность ТЭД в целом.

Пятая глава посвящена оценке теплового состояния ТЭД в различных режимах эксплуатации. В процессе работы в обмотках ЭМ выделяется значительное количество тепла, вследствие активных потерь, и повышается температура, что предъявляет повышенные требования к изоляции по ее термической устойчивости и нагревостойкости.

Исследование и анализ эксплуатационных факторов, а именно токов нагрузки, объема охлаждающего воздуха и его статического напора, на тепловое состояние ТЭД и ВЭМ позволило определить область допустимых режимов их работы с учетом неравномерности нагревания обмоток отдельных электрических машин.

Шестая глава посвящена вопросу снижения перераспределения токов по основным цепям электровоза, вызванного значительным разбросом омического сопротивления реостатов ослабления поля. Нарушение температурного режима и дополнительная частота срабатывания защиты от токов перегрузки являются еще дополнительными факторами, отрицательно воздействующими на электрическую прочность изоляции обмоток полюсов, якоря ТЭД.

В седьмой главе диссертации с учетом специфики эксплуатации, системы и технологии обслуживания в системе МПС автором разработан и внедрен метод практической оптимизации условий коммутации ТЭД и ВЭМ подвижного состава, который основывается на положениях теории оптимальной коммутации.

Восьмая глава посвящена вопросам технико-экономического обоснования внедрения предлагаемых конструктивно-технических и технологических решений. Предполагаемый экономический эффект от внедрения результатов работы может быть оценен в среднем 1232,7 тыс. руб. в год на одно локомотивное депо с приписным парком 100 электровозов.

Практическая ценность диссертации состоит в том, что на основании проведенного системного анализа воздействия комплекса факторов на электрическую прочность изоляции обмоток полюсов, якоря, разработаны расчетные методики, технологии и технические решения, направленные на повышение ресурса изоляции обмоток ЭМ, а именно:

1. Предложен и разработан прибор - устройство для количественной оценки малого омического сопротивления электрооборудования подвижного состава.

2. Разработана и внедрена:

- детализированная технологическая карта диагностирования электрооборудования электровоза В Л10 в целом и электрической прочности изоляции обмоток полюсов, якоря ТЭД, ВЭМ;

- методика, технология и технологическая карта по корректировке реостатов ОП и пусковых сопротивлений с целью обеспечения более равномерного распределения тока нагрузки, силы тяги на ободе колесной пары.

3. Структурная схема управления техническим диагностированием ЭМ и структура прохождения технического диагностирования ТЭД на испытательной станции, позволяющие наиболее полно и объективно, количественно и качественно контролировать выбранные параметры, отражающие техническое состояние ЭМ; оценивать допустимые отклонения от номинальных; прогнозировать ресурс того или иного узла и выдавать необходимые рекомендации.

4. Усовершенствованы схемы испытательных станций по методу взаимной нагрузки с трехмашинными агрегатами, а также с использованием статических преобразователей, оборудованных схемой подпитки-отпитки ДП.

5. Разработаны и внедрены метод и технология настройки коммутации ЭМ на базе графоаналитического подхода корректировки зазоров по ДП ТЭД и ВЭМ.

Основные положения теоретических и экспериментальных исследований, практические рекомендации, изложенные в диссертации, использованы в локомотивных депо на Западно-Сибирской, Красноярской, Восточно

Сибирской железных дорогах; на локомотиворемонтных заводах; на Федеральном государственном унитарном предприятии проектно-конструктор-ское бюро локомотивного хозяйства (ФГУП ПКБ ЦТ МПС РФ) и на Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (ФГУП ВНИКТИ МПС России) г. Коломна.

Научные результаты диссертации используются в лекционных и практических курсах «Электрические машины» для студентов очной и заочной форм обучения по следующим специальностям: 18.14.00 - «Электрический транспорт железных дорог», 15.07.00 - «Локомотивы», 10.04.00 - «Электроснабжение железнодорожного транспорта», а также в Институте повышения квалификации и переподготовки для инженерно-технических работников, занимающихся ремонтом, монтажом, испытаниями и эксплуатацией тяговых электрических машин постоянного тока.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

На основе комплекса теоретических и экспериментальных исследований разработаны и предложены методы анализа, научно обоснованные технические и технологические решения, направленные на повышение ресурса изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин локомотивов (повышение надежности работы ТЭД, ВЭМ), внедрение которых вносит значительный вклад в повышение эффективности и безопасности функционирования железнодорожного транспорта.

1. Обобщен научный материал теоретических и экспериментальных исследований отечественных и зарубежных ученых по проблеме электрической прочности материалов диэлектриков. Разработаны и предложены математические и физические модели воздействия комплекса взаимосвязанных факторов на электрическую прочность изоляции обмоток ТЭД. В указанные модели введены основные факторы, оказывающие воздействие на срок службы изоляции ТЭД с учетом специфики эксплуатации, ремонта и технологического обслуживания их на железнодорожном транспорте. Обоснованность этих моделей доказана результатами экспериментальных, теоретических исследований и практическим внедрением технических, технологических и организационных решений.

2. Разработаны и реализованы методы теоретических и экспериментальных исследований механизма разрушения и электрического пробоя изоляции обмоток на примере изоляторов типа П-4,5 с использованием реальной установки для производства высоковольтных испытаний. Это позволяет утверждать, что процессы, протекающие на изоляторах, характерны и для материалов диэлектриков электрических машин.

3. Предложены методы качественной и количественной оценки влияния динамических процессов в системе «колесо — рельс» на электрическую прочность изоляции обмоток, качество коммутации и надежность ТЭД в целом.

4. Разработано техническое решение, основанное на применении стыковой накладки к рельсам с опорой для гребня бандажа колесной пары, позволяющее снизить динамические нагрузки в зонах рельсовых стыков, уменьшить их отрицательное воздействие на работу ТЭД и увеличить срок службы изоляции обмоток двигателя.

5. Разработаны и внедрены методы экспериментальных исследований распределения количества охлаждающего воздуха и его статического напора по ТЭД электровозов в зависимости от номера оси колесной пары и значения напряжения в контактной сети.

6. Разработан и реализован метод количественной оценки параметров пусковых реостатов и реостатов ослабления поля ТЭД, включая устройство для количественной оценки малого омического сопротивления электрооборудования подвижного состава.

7. Представлена и внедрена детализированная технологическая карта диагностирования электрооборудования электровоза ВЛ10 в целом и электрической прочности изоляции обмоток полюсов, якоря, кабелей ТЭД и ВЭМ.

8. Разработаны и реализованы методика, технология и технологическая карта по корректировке сопротивления ослабления поля и пусковых реостатов с целью обеспечения более равномерного распределения тока нагрузки, или силы тяги на ободе колесной пары.

9. Предложен и внедрен метод практической оптимизации условий коммутации ТЭД и ВЭМ подвижного состава, включающий в себя следующие элементы: методику расчета единичных показателей надежности ТЭД ТЛ-2К1, НБ-418К6, позволяющую получить количественные зависимости влияния качества коммутации на ресурс изоляции обмоток полюсов, якоря, дающие возможность спрогнозировать наработку двигателей до отказа; структурную схему управления техническим диагностированием двигателей и структуру прохождения диагностирования ТЭД на испытательной станции, позволяющие наиболее полно и объективно, количественно и качественно контролировать выбранные параметры, отражающие техническое состояние электрических машин, оценивать допустимые отклонения от номинальных, прогнозировать ресурс того или иного узла и выдавать необходимые рекомендации; усовершенствованные схемы испытательных станций по методу взаимной нагрузки и с использованием статических преобразователей; трехмерные математические модели коммутационных свойств ТЭД ТЛ-2К1, НБ-418К6, ВЭМ ТЛ-11 ОМ, НБ-431 А; графоаналитический метод корректировки зазоров под ДП ТЭД и

ВЭМ.

10. Предполагаемый экономический эффект от внедрения результатов работы может быть оценен в среднем в 1232,7 тыс. р. в год на одно локомотивное депо с приписным парком в 100 электровозов.

1. Арнольд Э. Машины постоянного тока / Э. А р н о л ь д, И. Л. Л а-К у р. М.: Гостехиздат, 1931. 496 с.

2. Авилов В. Д. Методы анализа и настройки коммутации машин постоянного тока. М.: Энергоатомиздат, 1995. 237 с.

3. Алексеев Е. А. Тяговые электрические машины и преобразователи. Л.: Энергия, 1977. 444 с.

4. БекишевР. Ф. Исследование уровня радиопомех при работе коллекторных электрических машин постоянного тока / Р. Ф. Б е к и ш е в, А. И. С е л я е в, 1980. № 4. С. 44 46.

5. В е г н е р О. Г. Теория и практика коммутации машин постоянного тока. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. 272 с.

6. В о л ь д е к А. И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974. 840 с.

7. КасьяновВ. Т. Регулировка дополнительных полюсов машин постоянного тока // Электричество. 1934. - № 20. С. 1 -8: 1935. - № 1. С. 1 - 6.

8. Карасев М. Ф. Коммутация коллекторных машин постоянного тока. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. 224 с.

9. Курбасов А. С. Повышение работоспособности тяговых двигателей. М.: Транспорт, 1977. 233 с.

10. Тол кун о вВ. П. Теория и практика коммутации машин постоянного тока. М.: Энергия, 224 с.

11. К о с т е н к о М. П. Электрические машины. Специальная часть. М.: Госэнергоиздат, 1949.

12. Исмаилов Ш. К. Анализ причин повреждения электроподвижного состава / Исмаилов Ш. К., Ш и л е р В. Г.; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1986. - 13 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 20.05.86, № 3537.

13. Исмаилов Ш. К. Анализ эксплуатационной надежности тяговых электродвигателей TJI-2K1 и НБ-418 Кб; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. -Омск, 1986. 30 с. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 23. 07. 86, № 3689.

14. Андросов Н. Н. Результаты испытаний электровоза BJI15 / Н. Н. Андросов, В. М. Левитский, В. С. Наговицин// Электрическая и тепловозная тяга. 1988. № 2. С. 41 43.

15. О работе электрических машин электровозов ВЛ15/ Ш. К. И с м аилов, В. П. Беляев, А. Н. Новоженов, В. П. Смирнов// Ж.-д. транспорт. Сер. локомотивы и локомотивное хозяйство. Ремонт локомотивов: ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС, 1990. Вып. 3. С. 1 18.

16. Надежность вспомогательных электрических машин / Ш. К. И с м а-и л о в, В. П. Б е л я е в, В. Д. А в и л о в, А. X. Ю с у п о в, И. Ф. Г е н о д м а н,

17. B. М. Г о л о в и н // Электрическая и тепловозная тяга, 1992. № 9 10.1. C. 26 28.

18. Статистика повреждений вспомогательных электрических машин электровозов ВЛ10 / Ш. К. И с м а и л о в, В. П. Б е л я е в, В. Д. А в и л о в,

19. А. X. Ю с у п о в, И. Ф. Г е н о д м а н, В. М. Г о л о в и н // Ж.-д. транспорт. Сер. локомотивы и локомотивное хозяйство. Ремонт локомотивов: ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС, 1992. Вып. 5, 6. С. 1 19.

20. Кур б ас о в А. С. О работоспособности изоляции тяговых электродвигателей // Исследование электрооборудования электроподвижного состава постоянного тока: Сб. науч. тр. / ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1959. Вып. 172. С. 27-36.

21. Е р м о л и н Н. П. Надежность электрических машин / Н. П. Е р м о-л и н, И. JI. Ж и р и х и н. JL: Энергия, 1976. 248 с.

22. И с а е в И. П. Отчего зависит ресурс тяговых двигателей / И. П. И с а-е в, А. В.Горский, С. М. Хлопков// Электрическая и тепловозная тяга. 1982. №6. С. 36-39.

23. Леонович А. С. Определение количественных характеристик надежности и закона распределения времени безотказной работы некоторых типов электрических машин. М.: Электротехника, 1989. № 6. С. 15, 16.

24. К а л о ш к и н А. М. Исследование надежности тяговых электродвигателей постоянного тока большегрузных автомобилей: Дис. канд. техн. наук. М.,1982.

25. Меламедов И. М. Физические основы надежности. Л.: Энергия, 1970.

26. В о р о б ь е в А. А. Электрическая прочность твердых диэлектриков /А. А. Воробьев, Е. К. Завадовская. М.: Гостехиздат, 1956.

27. Воробьев А. А. Электрический пробой и разрушение твердых диэлектриков / А. А. В о р о б ь е в, Г. А. В о р о б ь е в. М.: Высшая школа, 1966. 224 с.

28. Исмаилов Ш. К. Электрический пробой изоляции обмоток тяговых электродвигателей /Ш. К. Исмаилов, В. А. Четвергов; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2001. - 35 с. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 06.07.01, №6328-ж.д. 01.

29. То wnsend J. Theory of ionization of gases by Collision. Oxford, 1910; Electricity in gases. Oxford, 1914.

30. Смуров А. А. Электротехника высоких напряжений и передачи энергии. М.-Л., 1932. Т. 1.

31. С м у р о в А. А. Вестник экспериментальной и теоретической электротехники. М.-Л., 1928. Т. 1. Вып. 219.

32. Физика диэлектриков / Под ред. А. Ф. В а л ь т е р а. М.: Гостех-издат, 1932.

33. Волькенштейн Ф. Ф. Электропроводность полупроводников. М.-Л.: Гостехиздат, 1947.

34. С к а н а в и Г. И. Физика диэлектриков (область сильных полей). М.: Физматгиз, 1958. 195 с.

35. УайтхэдС. Пробой твердых диэлектриков / Под ред. В. Т. Р е н-н е: Пер. с англ. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957.

36. К о й к о в С. Н. Электрическое старение твердых диэлектриков / С. Н. К о й к о в, А. Н. Ц и к и н. Л.: Энергия, 1968. 186 с.

37. Вершинин Ю. Н. Электрический пробой твердых диэлектриков. Новосибирск: Наука, 1968. 250 с.

38. В е н т ц е л ь Е. С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа, 1969. 576 с.

39. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Наука, 1977. 479 с.

40. Б р а у н л и К. А. Статистическая теория и методология в науке и технике. М.: Наука, 1977. 408 с.

41. Бронштейн И. Н. Справочник по математике / И. Н. Б р о н-штейн, К. А. Семендяев. М.-Лейпциг: Наука-Тойбнер, 1981. 720 с.

42. Смирнов Н. В. Краткий курс математической статистики для технических приложений / Н. В. С м и р н о в, И. В. Д у н и н-Б арковский. М., Физматиз, 1959. 271 с.

43. Теория надежности в области радиоэлектроники. Вып. 60. Терминология. М., АН ССР, 1962. 156 с.

44. ХевилендР. Инженерная надежность и расчет на долговечность. М., Энергия, 1966. 336 с.

45. Базовский И. В. Надежность, теория и практика. М.: Мир, 1965.

46. Дружинин Г. В. Надежность систем автоматики. М.: Энергия, 1967. 528 с.

47. Сотсков Б. С. Физика отказов и определение интенсивности отказов // О надежности сложных технических систем. М.: Советское радио, 1966. С. 20-42.

48. Меламедов И. М. Об инженерной оценке надежности технических устройств / ЛДНТП. Л., 1966. Ч. 1 С. 32 39.

49. Исмаилов Ш. К. Анализ физико-химических процессов возникновения отказов обмоток тяговых электродвигателей и вспомогательных электрических машин; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2002. -23 с. Деп в ЦНИИТЭИ МПС 08.04.02, № 6352 - ж.д. 02.

50. В а н Б ю р е н Ж. К. Дефекты в кристаллах. М.: Иностранная литература, 1962. 168 с.

51. Томашевский Э. Е. Изучение кинетики механического разрушения полимеров: Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. М., 1966. 20 с.

52. Б е к е р В. Механизм разрушения составных материалов, армированных волокнами / В. Бекер, Л. Джерард// Ракетная техника и космонавтика. 1966. № 12. С. 11-22.

53. Г р а с с и Н. Химия процессов деструкции полимеров. // Иностр. лит., 1959. №7. С. 27-32.

54. Камийвянский В. И. Общие закономерности теплового старения полимерных диэлектриков // Электричество, 1955. № 3. С. 18-21.

55. Г о р ю н о в Ю. В. Эффект Ребиндера/Ю. В. Г орю но в, Н. В. П ер-ц о в, Б. Д. С у м м. М., Наука, 1966. 104 с.

56. Р е б и н д е р П. А. Поверхностно-активные вещества. М., Знание, 1961. 198 с.

57. Ребиндер П. А. Физико-химическая механика. Новая область науки. М., Знание, 1958. 154 с.

58. Р е б и н д е р П. А. На границах наук. М., Знание, 1963. 190 с.

59. А л е к с е е в Г. Н. Преобразование энергии. М., Наука, 1966. 190 с.

60. К а р п е н к о Г. В. Некоторые итоги и перспективы научных исследований по физико-химической механике материалов. // Физико-химическая механика материалов. 1967. № 5. С. 65 72.

61. Л и х т м а н А. И. Физико-химическая механика металлов / А. И. Л и х т м а н, Е. Д. Щ у к и н , П. А. Р е б и н д е р. М., АН СССР, 1962. 252 с.

62. Т а р е е в Б. М. Физика диэлектрических материалов. М.: Энергия, 1973. 328 с.

63. Л а н д а у Л. Д. Статистическая физика / Л. Д. Л а н д а у, Е. М. Л и ф-ш и ц. М: Наука, 1964.

64. X у а н г К. Статистическая механика. М.: Наука, 1972.

65. Р е й ф Ф. Статическая физика. М.: Наука. 1972.

66. ПавловВ. П. Теоретическая физика XX века. М.: Гостехиздат.

67. Бетехтин В. И. Температурно-временная зависимость прочности металлов и сплавов // Прочность и надежность металлов и сплавов / Ленинградский дом научно-технической пропаганды. Л., 1965. Ч. 2. С. 24 38.

68. Ж у р к о в С. Н. Температурно-временная зависимость прочности металлов и сплавов в неравновесном состоянии / С. Н. Ж у р к о в, В. И. Б е т е х-т и н, А. И. П е т р о в // Физика металлов и металловедение. 1967. Вып. 1.

69. РегельВ.Р. Тепловое движение и механические свойства твердых тел: Автореф. дис. докт. физ.-мат. наук. М., 1965.

70. Исмаилов Ш. К.Процессы механического разрушения электрической прочности изоляции обмоток тяговых электродвигателей; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2002. 26 с. - Деп в ЦНИИТЭИ МПС 30.04.02, № 6376 - ж.д. 02.

71. Ж у р к о в С. Н. Микроскопическое изучение роста трещин при разрыве / С. Н. Журков, Э. Е. Томашевский// Журнал технической физики. 1957. Вып. 6. С. 48 62.

72. К р а м е р И. Влияние среды на механические свойства металлов / И. К р а м е р, J1. Д е м е р // Металлургия. 1964. № 6. С. 25.

73. К о з ы р е в Н. А. Изоляция электрических машин и методы ее испытания. М.: Госэнергоиздат, 1962. 264 с.

74. К о з ы р е в Н. А. Об электрической прочности витковой изоляции высоковольтных электрических машин // Электричество. 1956. № 8.

75. К о з ы р е в Н. А. Об импульсной прочности главной изоляции высоковольтных электрических машин // Электричество. 1957. № 4.

76. К о з ы р е в Н. А. Длительная электрическая прочность главной изоляции электрических машин // Электрические станции. 1954. № 3.

77. L е с h W., Golinski J., Radziwill J. Impulse Ionisation in Transformer Windings // CIGRE. Rep. 1956. № 116.

78. Б e h и h г П. Электрическая прочность изоляционных материалов и конструкций. М.: Госэнергоиздат, 1960.

79. Конструкционные свойства пластмасс (физико-химические основы применения) / Под ред. Э. Б э р а / Пер. с англ. Г. В. Виноградова. М.: Химия, 1967.

80. Короткостойкость, дугостойкость и стойкость к образованию проводящего следа изоляционных материалов: Материалы науч.-практ. конф. / Научно-исследовательский институт электромашиностроения. М., 1965. Ч. 2.

81. С м и р н о в Н. В. Курс теории вероятностей и математической статистики / Н. В. С м и р н о в, И. В. Д у н и н-Б арковский. М.: Наука, 1965. 512 с.

82. Douglas J. L., Stannett A. W. Laboratory and Field Tests on 132 kv Synthetie Resin Bonded Paper Condenser Bushings // Proc. IEE. 1958. V. 105. P. 250.

83. Мантров M. И. Элементарная теория теплового пробоя твердых диэлектриков // Электричество, 1951. № 7. С. 22 26.

84. Исмаилов Ш. К. Процессы теплового разрушения и пробоя изоляции обмоток тяговых и вспомогательных электрических машин; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2002. 25 с. - Деп в ЦНИИТЭИ МПС 08.04.02, № 6352 - ж.д. 02.

85. Ф р е н ц J1. Ф. Расчет срока службы электроизоляционных материалов при постоянной и изменяющейся температуре старения. // ETZ, 1957. №4. С. 17-23.

86. К о й к о в С. Н. Электрическое старение и тепловой пробой твердых диэлектриков: Автореф. дис. д-ра физ.-мат. наук. Л., ЛПИ, 1968. 42 с.

87. С к а н а в и Г. И. Физика диэлектриков (область слабых полей). М.-Л.: Физматиздат. 1949.

88. В о л к о в А. Ф. Физические явления в полупроводниках с отрицательной дифференциальной проводимостью / А. Ф.Волков, Ш. М. К о-г а н // Журнал технической физики. 1968. № 4.

89. Ф р е л и х Г. Теория диэлектриков: Пер. с англ. М., 1960.

90. X и п п е л ь А. Р. Диэлектрики и волны: Пер. с англ. М., 1960.

91. ЖелудевИ.С. Физика кристаллических диэлектриков. М., 1968.

92. Б а р ф у т Ж. Полярные диэлектрики и их применение / Ж. Б а рф у т, Дж. Тейлор: Пер. с англ. М., 1981.

93. РазевичД. В. Атмосферные перенапряжения на линиях электропередач. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959. 216 с.

94. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / Под ред. И. А. Баумштейна, М. В. Холякова. М.: Энергия, 1974. 568 с.

95. Электротехнический справочник / Под ред. М. Г. Чиликина и др. М.: Энергия, 1974 1975. Т. 1. 776 е.; Т. 2. 752 е.; Т. 3. 568 с.

96. ЮЗ.МирдельГ. Электрофизика. М.: Мир, 1972. 608 с.

97. Александров Г. Н. Сверхвысокие напряжения. Л.: Энергия, 1973. 181 с.

98. Емельянов Н. П. Коронный разряд на проводах / Н. П. Е м е л ья н о в, В. С. К о з л о в. Минск: Наука и техника, 1971. 240 с.

99. Александров Г. Н. Сверхвысокие напряжения. Л.: Энергия, 1973. 181 с.

100. Александров Г. Н. Электрическая прочность наружной высоковольтной изоляции / Г. Н. А л е к с а н д р о в, В. Л. И в а н о в, В. Е. К и з ев е т т е р. Л.: Энергия, 1969. 240 с.

101. Артемьев Д. Е. Статистические основы выбора изоляции линий электропередачи / Д. Е. А р т е м ь е в, Н. Н. Т и х о д е е в, С. С. Ш у р. М.-Л.: Энергия, 1966. 282 с.

102. А р о н о в М. А. Электрические разряды в воздухе при напряжении высокой частоты / М. А. А р о н о в, Е. С. К о л е ч и ц к и й, В. П. Л а р и-о н о в. М.: Энергия, 1969. 176 с.

103. Ю м а н М. Молния. М.: Мир, 1972. 328 с.

104. П ах о м о в М. П. О перемещении подрессоренных частей подвижного состава под действием импульсных сил // Сб. науч. тр. / Омский инт инж. ж.-д. трансп. Омск, 1965. Т. 47. С. 3 14.

105. ПЗ.Пахомов М. П. Оценка параметров упругости пути в условиях Забайкальской железной дороги /М. П. Пахомов, В. П. Богданов, Г. А. Ч и с т я к о в // Сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1972. Т. 140. С. 86- 88.

106. Березовский В. И. Экспериментальные исследования динамики колесно-моторного блока электровоза ВЛ8 // Сб. науч. тр. / Новосибирский ин-т инж. ж.-д. трансп. Новосибирск, 1969. Вып. 91. С. 42 46.

107. М е д е л ь В. Б. Динамика электровоза. М.: Трансжелдориздат, 1977. 414 с.

108. М е д е л ь В. Б. Взаимодействие электровоза и пути. М.: Трансжелдориздат, 1956. 335 с.

109. Пахомов М. П. Предупреждение неисправностей кожухов зубчатой передачи электровозов /М. П. Пахомов, В. П. Богданов, И. И. Г а л и е в // Железнодорожный транспорт. 1971. № 8. С. 52 54.

110. П ах о м о в М. П. Экспериментальные исследования колебаний электровозов и воздействия на путь: Науч тр. / МИИТ. М.: Транспорт, 1958. Вып. 103, С. 44-64.

111. П а х о м о в М. П. Исследование вертикальных колебаний и воздействия электровозов на путь. Дис. д-ра техн. наук. М., 1958. 311 с.

112. Кобрин В. У. К оценке динамических свойств тяговых приводов локомотивов / В. У. Кобрин, С. Н. Перевозчиков// Вестник ВНИИЖТа. 1970. № 4. С. 37-41.

113. Писарев В. П. Некоторые результаты теоретического и экспериментального исследования колебаний в системе «колесно-тяговый двигатель» тепловоза / В. П. П и с а р е в, В. Г. М а с л и е в, С. М. К у ц е н к о // Вестник ВНИИЖТа. 1969. № 8. С. 24 27.

114. Исмаилов Ш. К. Исследование влияния скорости движения электровоза и режима его работы на уровень вибрации тягового электродвигателя НБ-418К6; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1987. 23 с. — Деп в ЦНИИТЭИ МПС 04.08.87, № 4002.

115. ЕлисеевС. В. Динамика коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя / С. В.Елисеев, А. М. Трушков// Сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1966. Вып. 66. С. 76 79.

116. Ш и л е р В. Г. Исследование влияния режимов вождения поездов на уровень искрения тяговых двигателей: Автореферат дис. канд. техн. наук. Омск, 1974. 15 с.

117. К а р а с е в М. Ф. Сравнение различных способов оценки интенсивности искрения щеток / М. Ф. К а р а с е в, В. П. С у в о р о в // Сб. науч. тр. / Томский электромехан. ин-т инж. ж.-д. трансп. Томск, 1963. Т. 35. С. 3- 17.

118. Карасев М. Ф. Оптимальная коммутация машин постоянного тока / М. Ф. К а р а с е в, В. П. Б е л я е в, В. Н. К о з л о в. М.: Транспорт, 1967. 180 с.

119. Б е л я е в В. П. К вопросу о влиянии скорости движения локомотива на искрение тягового двигателя // Сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1962. Т. 37. С. 81 87.

120. ШилерВ. Г. Исследование влияния режимов вождения поездов на уровень искрения тяговых двигателей: Дис. канд. техн. наук. Омск, 1974. 249 с.

121. Королев К. П. Тележечные экипажи локомотивов для высоких скоростей движения // Труды / ЦНИИ МПС. М., 1962. Вып. 248. С. 33 35.

122. Яковлев В. Ф. Динамические силы в контакте колеса и рельса // Вестник ВНИИЖТа. 1965. № 6. С. 18 20.

123. Колесин Ю.В.К определению частотных характеристик горизонтальных колебаний железнодорожных экипажей // Вестник ВНИИЖТа. 1969. № 6. С. 28-30.

124. Козлов Л. Г. Методика испытаний тяговых электродвигателей на вибропрочность и виброустойчивость: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1978. 24 с.

125. Митропольский А. П. Техника статистических вычислений. М.: Наука. 1971. 576 с.

126. Исаев И. П. Ускоренные испытания и прогнозирование надежности электрооборудования локомотивов / И. П. И с а е в, А. П. М а т в е е в и-ч е в, Л. Г. К о з л о в. М.: Транспорт. 1984. 248 с.

127. Бендат Дж. Изменение и анализ случайных процессов / Дж. Бендат, А. Пирсол. М.: Мир, 1974. 464 с.

128. БерезинН. С. Методы вычислений / Н. С. Б е р е з и н, И. П. Ж и д к о в. М.: Физматиздат, 1962. Т. 2, 639 с.

129. Бирюков И. В. Прогнозирование динамических свойств тяговых приводов электрического подвижного состава: Автореф. дис. д-ра техн. наук. М., 1974. 34 с.

130. Б у т е н и н Н. В. Введение в теорию нелинейных колебаний / Н. В. Б у т е н и н, Ю. И. Н е й м ар к, Н. А. Ф у ф ае в. М.: Наука, 1976. 384 с.

131. ДавиденковН. Н. О рассеянии энергии при вибрациях / ЖТФ, Т. 8, №6, 1938. С. 43 -51.

132. ЕвстратовА. С. Вертикальная динамика локомотивов // Труды / ВНИТИ. Коломна, 1965. Вып. 22. С. 25, 26.

133. П е р р о т е А. И. Вопросы надежности РЭА / А. И. П е р р о т е, М. И. С т о р ч а к. М.: Советское радио, 1976. 184 с.

134. С е д я к и н H. H. Об одном физическом принципе теории надежности // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1966. № 3. С. 14 19.

135. Магистральные электровозы. Тяговые электрические машины / В. И. Бочаров, Г. В. Василенко, A. JI. Курочка и др. / Под ред. В. И. Бочарова, В.П.Янова. М.: Энергоатомиздат, 1992. 464 с.

136. Бочаров В. И. Магистральные электровозы переменного тока / В. И. Б о ч а р о в, В. И. П о п о в, Б. А. Т у ш к а н о в. М.: Транспорт, 1976. 368 с.

137. Винокуров В. А. Электрические машины железнодорожного транспорта / В. А. В и н о к у р о в, Д. А. П о п о в. М.: Транспорт, 1986. 511 с.

138. Курочка A. JI. Исследования высоковольтных электрических машин постоянного и пульсирующего тока / A. JI. К у р о ч к а, А. А. С у р о-в и к о в, В. П. Я н о в. М.: Энергия, 1975. 283 с.

139. Путь и безопасность движения поездов / В. И. Болотин, В. А. Л а п т е в, В. С. Л ы с ю к, В. Я. Ш у л ь г а. М.: Транспорт, 1994. 199 с.

140. Киселев В. И. Закономерность возникновения виброударных колебаний в тяговых электрических приводах локомотивов: Автореф. дис. докт. техн. наук. М., 1992. 40 с.

141. Киселев В. И. Стеклометаллические бандажи якорей / В. И. К и-селе в, М. 3. Мартьянов// Электрическая и тепловозная тяга. 1992. №2. С. 30,31.

142. Киселев В. И. Устранение распушения крайних листов сердечника якоря / В. И. Киселев, Б.Омран// Электрическая и тепловозная тяга. 1992. №2. С. 31.

143. Киселев В. И. Изоляция зубцов крайних листов сердечника якоря // Электрическая и тепловозная тяга. 1992. № 2. С. 32.

144. ГОСТ 183-74. Машины электрические вращающиеся. Общие технические требования. М.: Изд-во стандартов, 1977. 43 с.

145. ГОСТ 2582-81. Машины электрические вращающиеся тяговые. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1981. 50 с.

146. ГОСТ 11828-86. Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытания. М.: Изд-во стандартов, 1986. 42 с.

147. ГОСТ 17516-90. Условия эксплуатации в части воздействия механических факторов внешней среды. М.: Изд-во стандартов, 1990. 68 с.

148. ГОСТ 12379-75. Машины электрические вращающиеся. Методы оценки вибрации. М.: Изд-во стандартов, 1975. 10 с.

149. Шабанов В. А. Повышение надежности тяговых электродвигателей тепловозов / В. А. Шабанов, В. И. Самсонов / Алма-Атинский ин-т инж. ж.-д. трансп. Алма-Ата, 1974. 52 с.

150. Г о р д е е в И. П. Исследование и разработка методов повышения надежности корпусной изоляции якорей тяговых электродвигателей тепловозов: Дис. канд. техн. наук. М., 1980. 211 с.

151. ГОСТ 10518-88. Системы электрической изоляции. Общие требования к методам ускоренных испытаний на нагревостойкость. М.: Изд-во стандартов, 1988. 28 с.

152. Л о г и н о в а Е. Ю. Совершенствование методов анализа теплового состояния тяговых электродвигателей тепловозов и характеристик их систем охлаждения: Автореф. дис. докт. техн. наук. М., 2000. 48 с.

153. Исследование загруженности тяговых электрических машин магистральных тепловозов и пути их использования: Отчет о НИР (промежут.) /

154. ВНИТИ; Руководитель Ю. М. Перегудов. № ГР 02.77.0053738; Инв. № 07.8.76647154. Коломна, 1977. 156 с.

155. Режим работы магистральных электровозов / О. A. H е к р а с о в,

156. A. JT. Лисицын, Л. А. Мугинштейн, В. И. Рахманинов / Под ред. О. A. H е к р а с о в а. М.: Транспорт, 1983. 231 с.

157. Б а ш к о в В. М. Влияние расхода охлаждающего воздуха на срок службы изоляции тяговых электрических машин / В. М. Б а ш к о в, В. Г. Щ е-т и н и н; Харьковский ин-т инж. ж.-д. трансп. Харьков, 1989. - 89 с. — Рус. - Деп. в УкрНИИТИ 03.03.89, № 240.

158. Иоффе А. Б. Тяговые электрические машины (теория, конструкция, проектирование). М.-Л.: Энергия, 1965. 323 с.

159. Проектирование тяговых электрических машин / Под. ред. М. Д. H а х о д к и н а. М.: Транспорт, 1976. 624 с.

160. П о с т н и к о в И. М. Проектирование электрических машин. М.: Гостехиздат, 1960. 436 с.

161. Б луд о в Л. С. Методика оценки срока службы электрической изоляции в случае нестационарного температурного режима // Электровозостроение: Сб. науч. тр. / ВЭлНИИ. Ростов-на-Дону, 1968. Т. 10. С. 224 227.

162. Б л у д о в Л. С. Оценка температуры изоляции электрических машин методами теории вероятностей / Л. С.Блудов, Ю. В. К у п р и ян о в // Электровозостроение: Сб. науч. тр. / ВЭлНИИ. Ростов-на-Дону, 1969. Т. 11. С. 60-66.

163. Блудов Л. С. Оценка долговечности и вероятности отказа изоляции тяговых электрических машин // Электровозостроение. Проблемы повышения надежности магистральных электровозов: Сб. науч. тр. / ВЭлНИИ. Ростов-на-Дону, 1970. Т. 12. С. 232 236.

164. К у р о ч к а А. Л. Испытание тяговых машин и аппаратов электрических локомотивов / А. Л. К у р о ч к а, А. Л. Л о з а н о в с к и й, Л. Л. 3 у с-мановская. М.: Трансжелдориздат, 1959. 216 с.

165. X а з е н M. М. Расчет тягового электрооборудования электровозов переменного тока на нагревание / M. M. X а з е н, О. A. H е к р а с о в, Е. В. Б а-т а л о в а // Вестник ВНИИЖТа. 1991. № 8. С. 37-41.

166. H е м у х и н В. П. Эффективность применения нагревостойкой изоляции в тяговых электрических машинах тепловозов / В. П. H е м у х и н,

167. B. Н. Я к о в л е в. М.: Транспорт, 1977. 46 с.

168. Немухин В. П. Оценка надежности основных узлов тяговых двигателей тепловозов по результатам эксплуатации / В. П. H е м у х и н, В. А. Г о р б а т ю к // Повышение надежности электрооборудования тепловозов. М.: Транспорт, 1974. С. 4 20.

169. Немухин В. П. Повышение нагревостойкости и влагостойкости изоляции тяговых электрических машин // Повышение надежности электрооборудования тепловозов. М.: Транспорт, 1974. С. 20 42.

170. Магистральные электровозы. Электрические машины и трансформаторное оборудование / В. И. Б о ч а р о в, П. А. 3 о л о т а р е в, М. А. К о-зорезов и др. М.: Машиностроение, 1968. 483 с.

171. Метод теплового расчета тягового электродвигателя: Отчет о НИР (промежут.) / НИИ ТЭМ; Руководитель В. Г. Д а н ь к о. № ГР 05.65.0043535; Инв. № 05.9.60176315. Харьков, 1966. 43 с.

172. Логинова Е. Ю. Тепловое состояние тягового электродвигателя при работе в энергетической цепи тепловоза; МИИТ. М., 1997. -18 с.-Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 12.06.97, № 6132-ж.-д. 97.

173. Логинов аЕ. Ю. Выбор рациональных режимов охлаждения тяговых двигателей постоянного тока // Электротехника. 2000. № 1. С. 25 30.

174. Логинова Е. Ю. Совершенствование методов анализа теплового состояния тяговых электродвигателей тепловозов и характеристик их систем охлаждения: Дис. докт. техн. наук. М., 2000. 322 с.

175. Логинова Е. Ю. Влияние режимов движения тепловоза на ресурс тяговых электродвигателей по тепловому фактору // Локомотивы. 1999. № 12. С. 32, 33.

176. Зависимость эффективности охлаждения обмоток тяговых двигателей электровозов от расходования и скорости вентилирующего воздуха /

177. B. Г. Щ е р б а к о в, В. И. С е д о в, А. Г. 3 а х а р о в, В. С. Ф е с к о в е ц // Электровозостроение: Сб. науч. тр./ ВЭлНИИ. Новочеркасск, 1985. Т. 26.1. C. 123- 128.

178. Кузьмич В. Д. Локомотивное оборудование тепловозов и потребляемая им мощность // Вспомогательное оборудование тепловозов: Сб. науч. тр. / МИИТ. М. 1971. Вып. 394. С. 3 16.

179. Кузьмич В. Д. Распределение температур в обмотках тяговых электродвигателей / В. Д. К у з ь м и ч, Е. Ю. Логинова// Электротехника. 2000. №3. С. 12- 18.

180. Г у х м а н А. А. Введение в теорию подобия. М.: Высшая школа, 1973. 46 с.

181. Потапкин В. А. Подсистема тепловых расчетов для САПР тяговых электродвигателей / В. А. П о т а п к и н, В. М. С е д о в, В. Г. Щ е р-баков/ СНТ ВЭлНИИ «Электровозостроение». Новочеркасск, 1988. Т. 29. С. 48-56.

182. КузьмичВ. Д. О тепловом расчете якоря тяговых электрических машин тепловозов // Труды / МИИТ. М., 1963. Вып. 169. С. 115 144.

183. КузьмичВ. Д. Анализ режимов охлаждения тяговых электрических машин тепловозов // Труды / МИИТ. М., 1966. Вып. 221. С. 76 89.

184. К у ч и н В. Д. Исследование динамики электрического пробоя твердых диэлектриков: Автореф. дис. докт. физ.-мат. наук. Одесса, 1971. 26 с.

185. Я м а н о в С. А. Новые электроизоляционные материалы и проблема надежности. М.: Энергия, 1971. 152 с.

186. Вопросы охлаждения электрических машин / Под ред. Н. П. И в а-нова. М.: Энергия, 1964. 336 с.

187. СкогоревИ. В. Пути экономии в системах охлаждения электровозов // Известия вузов. Электромеханика. 1983. № 11. С. 82 86.

188. Баженова Т. Ю. Оценка длительной электрической прочности изделий с неоднородной изоляцией // Электросила. Л.: Энергия, 1970. № 28. С. 81-84.

189. Андреев Г. А. Температурная зависимость электрической прочности ионных кристаллов при тепловом и электрическом пробое / Г. А. А н др е е в, А. А. В о р о б ь е в, В. Д. К у ч и н // Известия вузов. Физика. 1957. № 1.С. 128- 140.

190. Кучин В. Д. Зависимость электрической прочности ионных кристаллов от температуры при электронной форме пробоя // Известия вузов. Физика. 1958. № 2. С. 114 120.

191. Кучин В. Д. Температурная зависимость процессов, протекающих при пробое твердых диэлектриков // Известия вузов. Физика. 1958. № 4. С. 25-36.

192. КулаковскийВ. Б. Работа изоляции в генераторах. Возникновение и методы выявления дефектов. М.: Энергоиздат, 1981. 255 с.

193. Богородитский Н. П. Теория диэлектриков / Н. П. Б о г о-родитский, Ю. М. Волокобинский. М.: Энергия, 1965. 344 с.

194. ГОСТ 12259-75. Машины электрические. Методы определения расхода охлаждающего газа. М.: Изд-во стандартов, 1979. 20 с.

195. ГОСТ 10519-76. Метод ускоренного определения нагревостойко-сти. Провода эмалированные. М.: Изд-во стандартов, 1976. 10 с.

196. ЩербаковВ. Г. Научные основы и практика совершенствования конструкции тяговых электродвигателей: Дис. докт. техн. наук в форме научного доклада. Новочеркасск, 1990. 54 с.

197. Щербаков В. Г. Закономерность износа коллекторов и щеток тяговых двигателей электровоза // Известия вузов. Электромеханика. 1978. № 12. С. 22, 23.

198. Щербаков В.Г. Круговые огни по коллектору тяговых двигателей электровозов // Электрическая и тепловозная тяга. 1981. № 10. С. 8- 10.

199. Щербаков В. Г. Электродинамическое взаимодействие обмоток тяговых двигателей электровозов / В. Г. Щ е р б а к о в, JI. Н. С о р и н, М. М. К а л и н и н // Электротехника. 1983. № 1. С. 26 30.

200. Щербаков В. Г. Конструкция крепления катушек дополнительных полюсов для защиты от электродинамического взаимодействия токов / В. Г. Щ е р б а к о в, JI. Н. С о р и н, М. М. К а л и н и н // Электротехника. 1989. № 9. С. 14.

201. Правила ремонта электрических машин электроподвижного соста

202. ЦТ — ЦТВР ва-. М.: Транспорт, 1992.4782 F F

203. Электровозы ВЛ 10 и ВЛ 10У / Под ред. О. А. К и к н а д з е. М.: Транспорт, 1981.

204. Разработка средств и приемов диагностирования узлов электровоза ВЛ 10 с использованием ЭВМ: Отчет о НИР (заключит.) / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп.; Руководитель П. С. Челобанов. № ГР 01.90.001.11657. Инв. № 61.313.2-013.2. Омск, 1992. 25 с.

205. Исмаилов Ш. К. Процессы при боксовании // Электрическая и тепловозная тяга, 1991. № 7. С. 36, 37.

206. Смирнов Н. Н. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию / Н. Н. С м и р н о в, А. А. И ц к о в и ч. М.: Транспорт, 1987. 272 с.

207. Дубровский 3. М. Грузовые электровозы переменного тока: Справочник /3. М. Д у б р о в с к и й, В. И. П о п о в, Б. А. Т у ш к а н о в. М.: Транспорт, 1991.

208. В а й д а Д. Исследования поврежденной изоляции. М.: Энергия, 1968. 400 с.

209. ДмоховскаяЛ. Ф. Техника высоких напряжений / Л. Ф. Д м о-ховская, В. П. Ларионов. М.: Энергия, 1976. 488 с.

210. ДолгиновА. И. Техника высоких напряжений в электроэнергетике. М.: Энергия, 1968. 464 с.

211. ГалушкоА. И. Надежность изоляции электрических машин. М.: Энергия, 1979. 176 с.

212. Каменицкий Б. Г. Параметры предельно использованных \ тяговых электродвигателей постоянного тока // Электричество. 1963. № 7.1. С. 56-60.

213. КоварскийЕ. М. Испытания электрических машин / Е. М. К о-в а р с к и й, Ю. И. Я н к о. М.: Энергоатомиздат, 1990. 320 с.

214. Прочность и безопасность подвижного состава железных дорог / Под. ред. А. Н. С а в о с ь к и н а. М.: Машиностроение, 1989. 410 с.

215. В о л к о в В. К. Контроль качества ремонта тяговых двигателей // Железнодорожный транспорт. 1990. № 1. С. 12- 14.

216. Дальнейшее развитие теории оптимальной коммутации машин постоянного тока /М. Ф. Карасе в, В. П. Беляев, В. Н. Козлови др.// Науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1967. Т. 78. С. 123 126.

217. АвиловВ. Д. Коммутационная напряженность и неидентичность коммутационных циклов в машинах постоянного тока // Вопросы повышения коммутационной способности машин постоянного тока / ВНИИ-Электромаш. Л., 1982. С. 60 68.

218. АвиловВ. Д. Повышение коммутационной устойчивости крупных коллекторных машин постоянного тока (методы анализа, диагностирования и настройки коммутации): Автореф. дис. докт. техн. наук. М., 1989. 47 с.

219. АвиловВ. Д. Критерий и метод настройки коммутации машин постоянного тока / В. Д. А в и л о в, М. Ф. К а р а с е в // Известия вузов. Электромеханика. 1978. № 10. С. 1050- 1054.

220. А в и л о в В. Д. Влияние неидентичности коммутации в машинах постоянного тока на условия токосъема // Электричество. 1986. № 6. С. 54-56.

221. АвиловВ. Д. Вероятностная оценка условий коммутации крупных машин металлургической промышленности / В. Д. А в и л о в, В. И. С е-белев// Специальные электрические машины: Сб. науч. тр. / Куйбышевский политехи, ин-т. Куйбышев, 1989. 179 с.

222. Авилов В. Д. Метод анализа и настройки коммутации крупных машин постоянного тока // Сталь. 1995. № 11. С. 91 93.

223. КарасевМ. Ф. Анализ искрения коллекторных машин /М. Ф. Ка-расев, В. П. Суворов// Электричество. 1959. № 12. С. 50 54.

224. ХарламовВ.В. Выбор диагностических параметров для оценки качества работы коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока /

225. B. В. X а р л а м о в, Ю. Я. Безбородо в, В. Н. Козлов// Повышение коммутационной надежности тяговых и других коллекторных машин: Меж-вуз. темат. сб. науч. тр./ Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1988.1. C. 47-56.

226. Ш е н ф е р К. И. Природа искрения щеток на коллекторе электрических машин // Труды / МЭИ. М., 1937. Вып. 1. С. 126 132.

227. Анализ условий коммутации машин постоянного тока и их настройка в условиях эксплуатации / В. Д. А в и л о в, В. В. Б у б л и к, Е. Н. С а-вельева и др. // Промышленная энергетика. 1987. № 12. С. 18-20.

228. А. с. 855873 СССР, МКИ Н 02 К 15/00. Устройство для объективной оценки коммутации электрических машин / А. С.Курбасов, В. В. Шумейко, В. К. Волков, Б. Г. Максимов (СССР). -№ 28003995/24-07; Заявлено 20.07.79; Опубл. 15.08.81, Бюл. № 30. С. 2.

229. ТошовичР. Общая теория чувствительности / Р. Тошович, М. Вутобратович. М.: Советское радио, 1972. 240 с.

230. ГехерК. Теория чувствительности и допусков электронных цепей. М.: Советское радио, 1973.

231. Диагностирование и настройка коммутации тяговых и других коллекторных электрических машин / В. Д. А в и л о в, В. П. Б е л я е в, Ш. К. И с-маилов, В. В. Харламов// Омский гос. ун-т. путей сообщения. Омск, 2002. 134 с.

232. Усилить контроль за ремонтом двигателей / В. Д. Авилов,

233. B. П. Б е л я е в, Ш. К. И с м а и л о в, И. Ф. Г е н о д м а н, А. X. Ю с у п о в // Электрическая и тепловозная тяга, 1992. № 5. С. 24, 25.

234. Василенко Г. В. Коммутация тягового электродвигателя при токовых нестационарных процессах / Г. В.Василенко, И. Я. Логинов. М.: Электротехника № 4. 1985. С. 41-44.

235. Ш и л е р В. Г. Влияние качества коммутации на надежность тяговых электродвигателей ТЛ-2К1 / В. Г. Ш и л е р, В. Г. Г а л к и н, Ш. К. И с м а-и л о в. Ом. ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1985. - 9 с. - Деп. в Информэлек-тро 01.01.85, № 13 -эт.

236. О коммутационной надежности тяговых двигателей / Ш. К. И см а и л о в, В. П. Б е л я е в, В. Г. Ш и л е р, И. Ф. Г е н о д м а н, Е. С. М а к-симов// Электрическая и тепловозная тяга, 1989. № 2. С. 25 27.

237. Повышение коммутационной надежности тяговых двигателей / Ш. К. И с м а и л о в, В. П. Б е л я е в, В. Г. Ш и л е р, И. Ф. Г е н о д м а н, Е. С. М а к с и м о в // Электрическая и тепловозная тяга, 1989. № 4. С. 34-36.

238. Исмаилов Ш. К. Состояние качества коммутации и отказы тяговых электродвигателей ТЛ-2К1; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1991 6 с. - Деп в ЦНИИТЭИ МПС 08.01.91, № 5451.

239. Дружинин Г. В. Теория надежности в области радиоэлектроники / АН СССР. М., 1962. Вып. 60.

240. А д л е р Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений / Ю. П. А д л е р, Е. В. М а р к о в, Ю. В. Грановский. М., 1976, 279 с.

241. ИвоботенкоН. П. Планирование эксперимента в электротехнике / Н. П. И в о б о т е н к о, И. П. К о п ы л о в. М., 1976. 375 с.

242. Справочник по надежности / Под ред. Б. P. JI е в и н а. М., 1969.340 с.

243. Техническая диагностика локомотива /Н. А. Малоземов, В. М. Б о н д а р е н к о, Г. Д. К о с е н к о, 3. Г. Г и о е в // Электрическая и тепловозная тяга. 1980. № 1. С. 42, 43.

244. Выбор диагностических параметров электрических машин /з. Г. Гиоев, Г. Д. Косенко, В. М. Приходькои др. // Электрическая и тепловозная тяга. 1989. № 5. С. 31, 32.

245. М. W а 1 k е г. The Diagnostig of Tronbies in Electucal Makluna, London, 1921.

246. Диагностирование и испытания электровозов / Под. ред. Ю. Н. Виноградова. -М.: Транспорт, 1983. 110 с.

247. Новый способ диагностики двигателей / В. Д. А в и л о в, В. П. Б ел я е в, Ш. К. Исмаилов, В. В. Макарочкин / Электрическая и тепловозная тяга, 1992. № 2. С. 32, 33.

248. Повышение надежности и эффективности работы электрических машин / Под ред. В. А. Г л е б о в а: Сб. науч. тр. / Ростовский ин-т инж. ж.-д. трансп. Ростов-на-Дону, 1965. Вып. 53. С. 22- 28.

249. ТихменевБ. Н. Подвижной состав электрических железных дорог / Б. H. Т и х м е н е в, JI. M. Т р а х т м а н. М.: Трансжелдориздат, 1959.416 с.

250. Ж е р в е Г. К. Промышленные испытания электрических машин. Л.: Энергия, 1968. 575 с.

251. Проектирование тяговых электрических машин / М. Д. К о з о р е-з о в. М.: Транспорт, 1976.

252. M.Walker. The Diagnostig of Tronbies in Electucal Makluna, London, 1921.

253. Г и о e в 3. Г. Основы виброакустической диагностики тяговых приводов локомотивов: Автореф. дис. докт. техн. наук. Ростов-на-Дону, 1998.48 с.

254. Г а л к и н В. Г. Исследование влияния технологических отклонений в геометрии магнитной системы тяговых электродвигателей на состояние коммутации: Дис. канд. техн. наук. Омск, 1965. 201 с.

255. Великанов С. А. Исследование влияния электромагнитных процессов на коммутационную устойчивость тягового двигателя в переходных режимах: Дис. канд. техн. наук. Омск, 1972. 198 с.

256. Исмаилов Ш. К. Пути повышения коммутационной надежности тяговых электродвигателей: Дис. канд. техн. наук. Омск, 1987. 185 с.

257. Глебов В. А. Ударные токи тяговых двигателей при круговомогне и их ограничение // Сб. науч. тр. / Ростовский-на-Дону ин-т инж. ж.-д. трансп. Ростов-на-Дону, 1967. Вып. 56. С. 18 25.

258. Глебов В. А. Динамические моменты тяговых двигателей при круговом огне // Надежность и эффективность работы электрических машин / Тр. Ростовского-на-Дону института инженеров ж.-д. трансп. / Выпуск 56, Издательство «Транспорт» М. 1967. С. 25 32.

259. Исмаилов Ш. К. Технология диагностирования, испытания и ремонта тяговых и вспомогательных электрических машин // Труды XXXII Уральского семинара «Механика и процессы управления» / УрО РАН. Екатеринбург, 2002. С. 429 436.

260. Б е р г е р А. Я. Новый способ наладки коммутации машин постоянного тока // Труды С-3 ЗПИ. 1957. № 2. С. 84 87.

261. ВолковВ. К. Повышение эксплуатационной надежности тяговых двигателей / В. К. В о л к о в, А. Г. С у в о р о в. М.: Транспорт, 1988. 128 с.

262. Синельников Е. М. Новый метод экспериментального определения оптимальных параметров добавочных полюсов машин постоянного тока /Е. М. Синельников, А. Г. Назикян// Изв. вузов. Электромеханика. 1958. № 4. С. 46 52.

263. Исмаилов Ш. К. Настройка коммутации тяговых электродвигателей ТЛ-2К1 электровозов ВЛ-10: Методика и технология корректировки зазоров под дополнительными полюсами тяговых электродвигателей ТЛ-2К1 / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2000. 28 с

264. Г е м к е Р. Г. Неисправности электрических машин. Л.: Энергия, 1969. 272 с.

265. Ис маило вШ. К. Статистическая оценка элементов магнитной цепи дополнительных полюсов тяговых электродвигателей НБ-418К6 по конструктивно-техническим параметрам; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1990. 18 с. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 01.08.90, № 5342.

266. Исмаилов Ш. К. Использование комплекса устройств диагностирования качества ремонта и испытаний ТЭД; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1991. 7 с. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 08.01.91, № 5450.

267. Влияние геометрии магнитной цепи дополнительных полюсов на качество коммутации / Ш. К. И с м а и л о в, В. П. Б е л я е в, В. Г. Ш и л е р, И. Ф. Генодман, Е. С. Максимов// Электрическая и тепловозная тяга, 1989. №6. С. 36- 38.

268. Исмаилов Ш. К. Математическая модель коммутационных свойств тяговых электродвигателей ТЛ-2К1 в различных режимах нагрузки; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1991. 9 с. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 29.07.91, № 5620.

269. Математические модели коммутационных свойств тяговых электродвигателей (ТЛ-2К1, НБ-418К6) / В. Д. А в и л о в, В. П. Б е л я е в, Ш. К. Исмаилов, Е. Н. Коротаев// Межвуз. темат. сб. науч. трю / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1992. С. 6 9.

270. Методические рекомендации по обоснованию эффективности инноваций на железнодорожном транспорте. Научно-исследовательский ин-т тепловозов и путевых машин. М., 1999.

271. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте. М., МПС, 1998.

272. Методические рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического процесса на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1991.

273. ОзембловскийВ. Ч. Во что обходятся отказы электровозов / В. Ч. Озембловский, М. А. Факторович// Электрическая и тепловозная тяга. 1988. № 10. С. 23.

274. Т ю л ь к о в В. С. Методика расчета экономического эффекта повышения надежности промышленной продукции. Надежность и контроль качества. 1982. № 12.