Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

ПРОИЗВОДСТВО


Версия для печати
Обсудить в форуме

Вклад компании «Силовые машины» в создание энергосберегающих электропоездов

Чтобы эффективнее использовать мощности и обеспечить бесперебойный выпуск тяговых двигателей и оборудования электропоездов ЭД9М, а также высвободить площади для расширения производства изготовления турбогенераторов, руководство ОАО «Силовые машины» (г. Санкт-Петербург) приняло в конце 2006 года решение о переводе производства тягового электрооборудования в Великие Луки – на свое дочернее предприятие ООО «Силовые машины – завод Реостат».

Вклад компании «Силовые машины» в создание энергосберегающих электропоездов
Вклад компании «Силовые машины» в создание энергосберегающих электропоездов
Вклад компании «Силовые машины» в создание энергосберегающих электропоездов
Для реализации проекта был разработан бизнес-план перевода производства. На заводе «Реостат» построены три производственных корпуса, куда переданы станки, технологическое оборудование и оснастка, испытательные стенды с филиала «Электросила». Проведены обучение и стажировки рабочих, инженерно-технических работников. Создано конструкторское бюро, укомплектованное сотрудниками «Электросилы», которые ранее занимались проектированием тягового электрооборудования. Заключен лицензионный договор на право пользования КД и ТД конструкторской и технологической документацией. Совместно с «Псковэнерго» достроена и введена в эксплуатацию новая районная подстанция и таким образом увеличена мощность подаваемой на завод электроэнергии.

Сегодня «Реостат» способен выпускать за какой срок? в месяц три комплекта оборудования для электропоездов десятивагонной составности вместе с тяговыми двигателями.

Заводчане наметили освоить до конца нынешнего года выпуск энергосберегающих комплектов оборудования для ЭД4Э, ЭД9Э и тяговых двигателей ТЭД-4 и ТЭД-10, а также тяговые двигателей для вагонов метрополитена ТДМ-1.

Специалисты ОАО «Силовые машины», его дочернего предприятия и ПГУПС выступили на четвертом Международном симпозиуме «Элтранс – 2007» с содокладами, посвященными вопросам тягового электрооборудования.

Первый доклад связан с реализацией программы создания энергосберегающих электропоездов. В филиале ОАО «Силовые машины» «Электросила» разработан комплект оборудования энергосберегающего электропоезда ЭД9Э, предназначенного для эксплуатации в сетях 25 кВ переменного тока.

Новое электрооборудование гарантирует существенное уменьшение эксплуатационных затрат депо, большую долю которых составляют расходы на электроэнергию.

Применение выпрямительно-инверторного преобразователя ВИП-1000 (изготовлен ОАО «Электровыпрямитель», г. Саранск) и микропроцессорной системы автоматического управления позволяет плавно регулировать напряжение на двигателях фазовым методом. Регулирование напряжения осуществляется только по обмотке трансформатора, напряжение которой составляет 25 процентов полного. Сложение этого напряжения с выпрямленным напряжением других обмоток с уровнями напряжения 25 и 50 процентов делает возможным так называемое четырехзонное регулирование.

Вначале разгон электропоезда идет за счет плавного увеличения напряжения на выходе ВИП-1000, затем, после выхода на полное напряжение, – за счет трехступенчатого ослабления поля тяговых двигателей с помощью контактора и двух тиристоров. При включении очередной ступени ослабления система управления сглаживает скачок тока якоря благодаря фазовому регулированию напряжения на выходе ВИП-1000. После выбега электропоезда силовая схема переключается для обеспечения электрического торможения.

При торможении ВИП-1000 переводится в режим инвертора. Одновременно происходит переход на независимое возбуждение электродвигателей. При рекуперативном торможении оно осуществляется тиристорными выпрямителями раздельно по группам двигателей. Таким образом имеется возможность выравнивать якорные токи групп двигателей посредством регулирования токов возбуждения. При больших скоростях торможение осуществляется за счет роста тока возбуждения, далее – за счет плавного снижения напряжения на выходе ВИП-1000.

Быстродействующая аппаратная защита преобразователей и двигателей при рекуперативном торможении выполняется раздельно по группам двигателей с помощью выключателей постоянного тока. Кроме того, предусмотрено форсированное размагничивание обмоток возбуждения двигателей.

Тяговым электроприводом и электрическими аппаратами электропоезда в режимах тяги и торможения автоматически управляет микропроцессорная система. Она обеспечивает разгон поезда с заданной уставкой тока двигателей, фиксацию скорости, выбег, рекуперативное торможение с поддержанием тока двигателя, плавное торможение со скорости 120 километров в час до полной остановки, прекращение юза и боксования колесных пар, реализацию максимальной алгоритмической защиты в аварийных режимах, диагностику готовности силовых цепей. Предусмотрены стыковка микропроцессорного контроллера с системой верхнего уровня по CAN-интерфейсу, удаленное управление, протоколирование контролируемых величин.

Наличие хорошо отлаженных и многократно проверенных программ технического мониторинга снижает трудозатраты при проведении пусконаладочных работ, позволяет перенастраивать регуляторы привода, экспортировать данные в широко используемые пакеты программ Matlab, Excel для последующей обработки.

Опытная секция электропоезда ЭД9Э в составе головного и моторного вагонов с комплектом электрооборудования, изготовленным в филиале «Электросила» ОАО «Силовые машины», была выпущена ОАО «Демиховский машиностроительный завод» и передана на испытания во ВНИИЖТ весной 2006 года. В 2007-м на Экспериментальном кольце в Щербинке успешно завершились ее приемочные тягово-энергетические испытания. Они показали, что за счет применения эффективных систем плавного пуска и рекуперативного торможения сократилось потребление электроэнергии. При рекуперативном торможении в тяговую сеть возвращается от 23 до 30 процентов (в зависимости от условий эксплуатации) энергии, затраченной на тягу. Отмечена высокая надежность электрооборудования. В частности, были пройдены испытания на тяговой сети пониженной мощности и на тяговой сети пониженной мощности с искажениями, а также испытания в нестационарных режимах работы.

В настоящее время ООО «Силовые машины – завод Реостат» изготавливает комплект электрооборудования для достройки опытного электропоезда ЭД9Э-0001 до полного девятивагонного состава.

Во втором докладе «Выбор системы питания вспомогательных электроприводов электропоезда переменного тока» проведен анализ данных эксплуатации электропоездов переменного тока и отказов вспомогательных асинхронных двигателей. На примере режимов работы мотор-компрессора определены возможные причины таких отказов. Предложены способы их устранения путем нормализации питания вспомогательных электродвигателей.

Постоянной проблемой остается применение во вспомогательных электроприводах подвижного состава, казалось бы, простых и надежных трехфазных асинхронных двигателей (АД). В отличие от общепромышленных сетей, в которых допустимые отклонения напряжения находятся в пределах от минус пяти до плюс десяти процентов, напряжение на токоприемнике ЭПС однофазного переменного тока изменяется в пределах плюс-минус 16, а в особых случаях – до минус 24 процентов. Конструкция общепромышленных АД на такие отклонения не рассчитана. Выход таков: проектирование двигателей в специальном тяговом исполнении.

Потруднее проблема энергетической несовместимости трехфазных АД с однофазной системой их питания. Принципиально ее так и не удалось решить полностью с помощью электромеханического расщепителя фаз даже с дополнительными симметрирующими конденсаторами.

Статистика отказов электрических машин поездов серии ЭД9 за 2005 год красноречива: у вспомогательных машин они случаются более чем вдвое чаще, чем у тяговых коллекторных электродвигателей пульсирующего тока (несмотря на тяжелые режимы их работы).

На примере электропоезда ЭД9М рассмотрены особенности работы АД вспомогательных электроприводов и возможные схемные решения названных проблем с учетом современного уровня развития средств управления подобными электроприводами.

Стремление повысить надежность вспомогательных приводов приводит к вариантам альтернативных схем их питания. Рассмотрены два варианта схем питания АД: по конденсаторно-дроссельной схеме (аналогичной электровозу ЭП1) и при питании от индивидуальных инверторов напряжения. Методом схемотехнического моделирования выполнен расчет электромагнитных процессов в АД привода компрессора. По результатам моделирования можно констатировать следующее:

– при питании мотор-компрессора от стабилизатора напряжения по конденсаторно-дроссельной схеме при предельном уровне напряжения контактной сети наблюдается существенное искажение формы кривых напряжения и тока. Расчет показал, что коэффициент гармоник кривой фазного напряжения составляет 27 процентов; при этом кривая вращающего момента пульсирует с частотой 100 Гц с отклонениями плюс 115 – минус 50 Нм (при номинальной величине 50 Нм);

– при частотном пуске от инвертора добротность пуска (отношение пускового момента к пусковому току) больше единицы, что недостижимо при других режимах и схемах пуска.

В докладе сделаны следующие выводы.

Во-первых, повышение надежности вспомогательных АД связано с нормализацией схемы их питания от однофазной тяговой сети. Частотный пуск и работа электродвигателя привода компрессора при питании от стабилизированного по звену постоянного напряжения статического преобразователя соответствует наилучшим условиям функционирования этого агрегата.

Во-вторых, для питания вспомогательных АД нужно разработать статический преобразователь частоты со стабилизированным звеном постоянного напряжения.

© Евразия Вести IV 2008







IV 2008

Евразия Вести IV 2008

РЖД - ТЭК совместное решение сложных задач

Строительство и развитие инфраструктуры грузонапряженных, скоростных и высокоскоростных линий - один из приоритетов «РЖД»

«ЭЛТРАНС»: в атмосфере взаимообогащающего сотрудничества

Электрификация и стратегия обновления устройств электроснабжения железнодорожного транспорта

Системы тягового электроснабжения скоростных и высокоскоростных линий

Перспективы развития техники и технологий хозяйства электрификации и электроснабжения

С оптимизмом смотреть в будущее

Система центров планирования и контроля потребления электроэнергии ОАО «РЖД»

Научно-педагогическая школа «Электрификация и электроснабжение железнодорожного транспорта»

Рекомендации международного симпозиума «Элтранс-2007»

Новые технологии реконструкции объектов тягового энергоснабжения

Перспективы применения полимерной опорной изоляции в ОАО «РЖД»

На переднем крае электрификации

Успехи «Электровыпрямителя» на «железнодорожном» направлении

«ЗЭТО»: идти в ногу со временем

Компания готова участвовать в перспективных проектах «РЖД»

Два варианта усиления системы электроснабжения тяги постоянного тока

И управляют, и экономят

Электроника на транспорте

Диверсификация электроснабжения ОАО «РЖД»

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести