phơng pháp đánh giá chất lợng của hệ thống truyền động điện trên đầu máy điezel TS. trơng duy phúc Bộ môn Đầu máy - Toa xe - ĐH GTVT ThS. hồ thanh lâm Liên hiệp Đờng sắt Việt nam Tóm tắt: Bi báo trình by phơng pháp đánh giá chất lợng của hệ thống truyền động điện trên đầu máy diezel. Phơng pháp đó dựa trên việc tính toán các thông số kinh tế kỹ thuật động cơ điện kéo v máy phát, để từ đó cho phép đánh giá, so sánh chất lợng của hệ thống truyền động điện trên đầu máy diezel một cách chính xác. Summary: The article presents methods of evaluating quality of electric transmission systems on diesel locomotives. The methods are based on calculation of eco-technical parameters used for tractors and generators to enable the quality evaluation and comparison to be done accuralately. I. đặt vấn đề Truyền động điện trên đầu máy điezel ngày càng đợc ứng dụng rộng rãi bởi tính u việt của nó so với các kiểu truyền động khác. Đối với đờng sắt Việt Nam, đầu máy điezel truyền động điện đóng vai trò là sức kéo chủ yếu. Chính vì vậy mà việc đánh giá chất lợng của hệ thống truyền động điện trên đầu máy điezel có ý nghĩa to lớn trong công tác lựa chọn, thiết kế, cải tạo hệ thống truyền động điện, để không ngừng nâng cao chất lợng đầu máy. II. nội dung Trớc đây việc đánh giá chất lợng của hệ thống truyền động điện thờng dựa trên đờng đặc tính sức kéo và một vài thông số kỹ thuật của nó ở chế độ làm việc ổn định là cha phản ảnh đầy đủ về chất lợng làm việc của hệ thống truyền động điện, mà nó có khả năng đáp ứng mọi yêu cầu phát sinh trong quá trình kéo đoàn tàu. Phơng pháp đánh giá đợc đề xuất dới đây, nhằm đa ra đầy đủ các thông số về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của một hệ thống truyền động điện. Để đạt đợc mục tiêu nh đã nói ở trên, chúng ta phải xây dựng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật sau đây: 1. Chỉ tiêu về hiệu suất truyền động ở các chế độ khác nhau: tđ = mF bx N N trong đó: N bx - công suất của bánh xe chủ động; N mF - công suất của máy phát điện. Chỉ tiêu này phải đợc xác định ở các chế độ khác nhau: ở chế độ toàn tải và các chế độ phụ tải, ở các giải tốc độ khác nhau. Tuỳ từng tuyến đờng cụ thể mà đa ra một chỉ tiêu có tính chất bình quân nh sau: = i itdi tb td t t. trong đó: tđi - hiệu suất truyền động ở chế độ i; t - thời gian làm việc ở chế độ i trên tuyến đờng vận dụng. 2. Chỉ tiêu về tuổi thọ, độ tin cậy của hệ thống truyền động. Chỉ tiêu này đợc xác định bằng chu kỳ thời gian vào các cấp sửa chữa, hoặc thay thế các chi tiết của bộ truyền động. Ngoài ra nó còn đợc xác định bởi sự cố hỏng hóc trong quá trình làm việc của bộ truyền động. 3. Chỉ tiêu về tỷ trọng công suất truyền động: p tđ = k dkdcmF N PPP ++ , kg/ml trong đó: P mF - trọng lợng của máy phát; P đc - trọng lợng của các động cơ điện kéo; P đk - trọng lợng của các thiết bị điều khiển; N k - công suất kéo đoàn tàu Trọng lợng của đầu máy, luôn bị hạn chế bởi số tấn/trục, cho nên chỉ tiêu này càng nhỏ thì càng có lợi trong việc bố trí thêm các trọng lợng dự trữ cho vật t, nhiên liệu, cát, dầu, mỡ phục vụ công tác chạy tàu. 4. Chỉ tiêu về tỷ khối công suất: v = k dkdcmF N VVV ++ , m 3 /ml trong đó: V mF - thể tích máy phát; V đc - thể tích các động cơ; V đk - thể tích các thiết bị điều khiển. Đây là chỉ tiêu về sự chiếm dụng không gian lắp đặt hệ thống truyền động trên đầu máy. Giá trị của chỉ tiêu này càng nhỏ thì việc bố trí thiết bị trên đầu máy càng thuận lợi và gọn nhẹ. 5. Chỉ tiêu về sự gia tăng nhiệt độ của động cơ điện kéo = T t e1 + 0 . T t e trong đó: T - hằng số thời gian, tính bằng phút và nhiệt độ tăng lên , 0 C khi không có quá trình toả nhiệt; 0 - giá trị gia tăng nhiệt độ ban đầu; t - bớc thời gian tính toán. Chỉ tiêu này đánh giá khả năng chịu tải ở tốc độ thấp của đầu máy, khi mà dòng điện đi qua máy phát và động cơ là lớn nhất. Nhiệt độ trong các cuộn dây phải nhỏ hơn giá trị cho phép tuỳ theo cấp vật liệu cách điện: B - 145 0 C; F - 165 0 C; H-185 0 C. Có nghĩa là: t = + t mt t cf trong đó: t - nhiệt độ của máy phát hoặc động cơ; t mt - nhiệt độ môi trờng bên ngoài; - gia tăng nhiệt độ của máy phát hoặc động cơ; t cf - nhiệt độ cho phép. 6. Chỉ tiêu về chất lợng đờng đặc tính sức kéo. Bộ truyền động có nhiệm vụ cơ bản là biến đổi đờng đặc tính cứng của động cơ điezel thành đờng đặc tính có dạng hypebôn: F k .V = const để tận dụng hết công suất động cơ. Trong thực tế bộ truyền động chỉ có thể biến đổi ở mức độ nào đấy gần giống đờng hypebôn, tuỳ thuộc khả năng điều khiển tự động của bộ truyền động. Chính vì vậy mà giá trị: X = dv dF k càng lớn thì đờng đặc tính càng tốt cho quá trình kéo của đầu máy. 7. Chỉ tiêu về hệ số sử dụng công suất của đầu máy: N = dm maxv N N dm maxv I I trong đó N vmax ; I vmax - công suất và dòng điện ở tốc độ tối đa; N đm ; I đm - công suất và dòng điện định mức. 8. Chỉ tiêu về hệ số biến đổi tốc độ của đầu máy: v = v max v min trong đó: v max - tốc độ cao nhất của đầu máy; v min - tốc độ dài hạn nhỏ nhất mà nhiệt độ của động cơ điện kéo không vợt quá nhiệt độ cho phép. Chỉ tiêu này càng cao thì khoảng biến đổi tốc độ của đầu máy càng rộng. Điều này cho phép đầu máy làm việc đợc trong mọi điều kiện vận dụng trên đờng. 9. Chỉ tiêu về hệ số điều chỉnh máy phát: K mf = min max I I trong đó: I max - dòng điện lớn nhất ở công suất định mức; I min - dòng điện nhỏ nhất ở công suất định mức. Chỉ tiêu này càng lớn thì khoảng làm việc của đầu máy ở công suất định mức càng rộng. Khi máy phát làm việc ngoài giới hạn dòng đện I max và I min thì công suất của đầu máy sẽ giảm đi. 10. Chỉ tiêu về hệ số điều chỉnh động cơ điện kéo Hmin dc K. 1 K = trong đó: min - hệ số giảm yếu từ trờng; K H - hệ số bão hoà từ. Chỉ tiêu này càng lớn có thể cho phép thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng mà không ảnh hởng đến chế độ làm việc của động cơ. Để nâng cao chỉ tiêu này, ngời ta lựa chọn kết cấu và tính toán các thông số của động cơ một cách hợp lý và tối u. 11. Chỉ tiêu về hệ số bám của đầu máy: b = Q F e trong đó: F b - sức kéo bám của đầu máy; Q - trọng lợng của đầu máy. Hệ số bám của đầu máy phụ thuộc vào thiết bị chống dẫy máy của hệ truyền động và sơ đồ đấu nối động cơ điện kéo trên đầu máy. Ngoài các chỉ tiêu cơ bản trên đây, để đánh giá một cách tơng đối chính xác chất lợng các hệ thống truyền động điện trên đầu máy hoặc so sánh giữa chúng với nhau ngời ta còn xem xét thêm một số chỉ tiêu nh: độ êm dịu, độ bền, giá thành chế tạo, chi phí bảo dỡng sửa chữa tuy nhiên chỉ tiêu này đối với các đầu máy có cùng công suất, cùng kiểu loại truyền động có thể đợc phép không tính đến trong khi so sánh. iiI. Kết luận Phơng pháp đánh giá chất lợng hệ thống truyền động điện trên đầu máy điezel thông qua việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nh đã nêu ở trên, giúp cho các chuyên gia trong lĩnh vực đầu máy có cơ sở khoa học để lựa chọn kiểu loại, tính toán các thông số cho các thiết bị của hệ thống truyền động điện trên đầu máy. Ngoài ra nó còn đề ra những vấn đề cần hoàn thiện nhằm nâng cao chất lợng của hệ thống truyền điện trên đầu máy điezel. Tài liệu tham khảo [1]. Rudaia K.I, Loginova E. IU. Cheplovoz Electricheckoie oboruđovanhie i xkhem. M. Transport 1990. 384 x. [2]. Đeev V.V, Phupharianski N. A. Pođvirnoi xaxtav i chiaga poiezdov M. Transport 1979. 367x Ă loại truyền động có thể đợc phép không tính đến trong khi so sánh. iiI. Kết luận Phơng pháp đánh giá chất lợng hệ thống truyền động điện trên đầu máy điezel thông qua việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nh đã nêu ở trên, giúp cho các chuyên gia trong lĩnh vực đầu máy có cơ sở khoa học để lựa chọn kiểu loại, tính toán các thông số cho các thiết bị của hệ thống truyền động điện trên đầu máy. Ngoài ra nó còn đề ra những vấn đề cần hoàn thiện nhằm nâng cao chất lợng của hệ thống truyền điện trên đầu máy điezel. Tài liệu tham khảo [1]. Rudaia K.I, Loginova E. IU. Cheplovoz Electricheckoie oboruđovanhie i xkhem. M. Transport 1990. 384 x. [2]. Đeev V.V, Phupharianski N. A. Pođvirnoi xaxtav i chiaga poiezdov M. Transport 1979. 367x Ă . sức kéo bám của đầu máy; Q - trọng lợng của đầu máy. Hệ số bám của đầu máy phụ thuộc vào thiết bị chống dẫy máy của hệ truyền động và sơ đồ đấu nối động cơ điện kéo trên đầu máy. Ngoài các. tắt: Bi báo trình by phơng pháp đánh giá chất lợng của hệ thống truyền động điện trên đầu máy diezel. Phơng pháp đó dựa trên việc tính toán các thông số kinh tế kỹ thuật động cơ điện kéo v máy. việc đánh giá chất lợng của hệ thống truyền động điện trên đầu máy điezel có ý nghĩa to lớn trong công tác lựa chọn, thiết kế, cải tạo hệ thống truyền động điện, để không ngừng nâng cao chất