 |
Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями / Н. А. Ротанов, А. С. Курбасов, Ю. Г. Быков, В. В. Литовченко; Под ред. Н. А. Ротанова. — М.: Транспорт, 1991. — 336 с.
Приведены основные результаты работ по созданию электроподвижного состава (ЭПС) с асинхронными тяговыми двигателями (АТД). Рассмотрены принципы и способы регулирования частоты АТД, обеспечивающие получение требуемых тяговых характеристик. Даны анализ и расчет процессов в преобразователе частоты для питании АТД на ЭПС. Рассмотрены особенности работы АТД, вызванные питанием ЭПС от контактной сети переменного тока, а также влияние эксплуатационных условий на нагрузки тяговых двигателей. Приведены результаты исследования аварийных режимов и способы защиты преобразователей от сверхтоков и перенапряжений, технические данные опытных образцов ЭПС с АТД и их технико-экономические показатели.
Книга рассчитана на научных работников, занимающихся вопросами создания ЭПС с АТД.
|
|
ОТ АВТОРОВ
В СССР и за рубежом проведены крупные теоретические исследования в области асинхронного тягового привода и накоплен определенный опыт практических решений. Однако результаты работ в этом направлении отражены лишь в отдельных журнальных статьях и отчетах. Поэтому предлагаемую вниманию читателей книгу можно рассматривать как одну из первых попыток обобщения теоретических исследований и практических решений в области электроподвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями с единых методологических позиций. В книге авторы использовали результаты собственных исследований и разработок, полученные при создании и испытаниях первых в мире опытных образцов электропоезда ЭР9А и электровоза ВЛ80а с асинхронными тяговыми двигателями, а также труды отечественных и публикации зарубежных организаций.
Вместе с тем авторы отчетливо сознают, что недостаточная изученность ряда вопросов не позволяет претендовать на исчерпывающе глубокую проработку всех затронутых проблем.
ВВЕДЕНИЕ
В качестве тяговых двигателей в СССР и за рубежом применялись и применяются коллекторные машины постоянного или пульсирующего тока. Такие тяговые двигатели (ТД) обладают определенными положительными качествами. Одновременно они имеют и ряд серьезных недостатков. Эти недостатки заключаются в сравнительно невысокой надежности коллекторного узла и щеточного аппарата; ограниченной по условиям коммутации и механической прочности мощности в отведенных габаритах; высоких расходах на техническое обслуживание в условиях эксплуатации и ремонт; повышенной массе двигателя при сравнительно низких значениях вращающего момента, что ограничивает использование опорно-осевого подвешивания двигателя в условиях жесткого пути; повышенном расходе цветного металла и активных материалов; сравнительно невысокой реализации сцепного веса локомотива.
Устранение указанных недостатков, снятие ограничений по мощности, обеспечение предельно высокого использования сцепления колеса с рельсом могут быть достигнуты переходом на бесколлекторные, в частности асинхронные, тяговые двигатели (АТД).
Сравнительный анализ коллекторных и асинхронных тяговых двигателей для диапазона мощностей от 100 до 1500 кВт, выполненный фирмой ВВС (Швейцария), по ряду показателей позволил выявить следующее:
- тангенциальная сила, отнесенная к единице площади поверхности ротора, для АТД в 1,5—2 раза больше, чем для коллекторных тяговых двигателей, и достигает 5 Н/см2;
- мощность, отнесенная к единице площади поверхности ротора, для АТД в 2 раза больше и достигает 0,25—0,3 кВт/см2;
- линейная скорость ротора АТД может достигать 80—90 м/с, что превышает допустимые значения линейной скорости для коллекторных машин;
- при сохранении частоты вращения ротора АТД иа уровне частоты вращения якоря коллекторного двигателя возможно увеличение момента АТД приблизительно на 50 %;
- по удельной мощности АТД в 2—2,5 раза превосходит коллекторные тяговые двигатели, а его КПД иа 1,5—2 % выше КПД коллекторных.
|
