phương pháp đánh giá chất lượng của hệ thống truyền động điện trên đầu máy điezel TS.. Phương pháp đó dựa trên việc tính toán các thông số kinh tế kỹ thuật động cơ điện kéo vμ máy phát
Trang 1phương pháp đánh giá chất lượng của hệ thống truyền động điện
trên đầu máy điezel
TS trương duy phúc
Bộ môn Đầu máy - Toa xe - ĐH GTVT
ThS hồ thanh lâm
Liên hiệp Đường sắt Việt nam
Tóm tắt: Bμi báo trình bμy phương pháp đánh giá chất lượng của hệ thống truyền động
điện trên đầu máy diezel Phương pháp đó dựa trên việc tính toán các thông số kinh tế kỹ thuật
động cơ điện kéo vμ máy phát, để từ đó cho phép đánh giá, so sánh chất lượng 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 được ứng dụng rộng rãi bởi tính ưu
việt của nó so với các kiểu truyền động khác
Đối với đường 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 lượng
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 lượng
đầu máy
II nội dung
Trước đây việc đánh giá chất lượng của
hệ thống truyền động điện thường dựa trên
đường đặc tính sức kéo và một vài thông số kỹ
thuật của nó ở chế độ làm việc ổn định là chưa phản ảnh đầy đủ về chất lượng 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 Phương pháp đánh giá được đề xuất dưới đây, nhằm đưa ra đầy
đủ các thông số về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của một hệ thống truyền động điện
Để đạt được mục tiêu như 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:
ηtđ =
mF
bx N N
trong đó: Nbx - công suất của bánh xe chủ
động; NmF - công suất của máy phát điện
Trang 2Chỉ tiêu này phải được 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 đường cụ thể mà đưa ra một
chỉ tiêu có tính chất bình quân như sau:
∑
=
η
i
i tdi tb
td
t t
trong đó:
ηtđi - hiệu suất truyền động ở chế độ i;
t - thời gian làm việc ở chế độ i trên tuyến
đường vận dụng
2 Chỉ tiêu về tuổi thọ, độ tin cậy của hệ
thống truyền động Chỉ tiêu này được 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 được 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:
ptđ =
k
dk dc mF N
P P
, kg/ml
trong đó:
PmF - trọng lượng của máy phát;
Pđc - trọng lượng của các động cơ điện
kéo;
Pđk - trọng lượng của các thiết bị điều
khiển;
Nk - công suất kéo đoàn tàu
Trọng lượng 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 lượng dự trữ cho vật tư, nhiên liệu, cát,
dầu, mỡ phục vụ công tác chạy tàu
4 Chỉ tiêu về tỷ khối công suất:
k
dk dc mF N
V V
, m3/ml
trong đó:
VmF - thể tích máy phát;
Vđc - thể tích các động cơ;
Vđk - 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
τ = τμ
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ư
Δ T t e
1 + τ0 T
t
e
Δ
trong đó:
T - hằng số thời gian, tính bằng phút và nhiệt độ tăng lên τμ, 0C khi không có quá trình toả nhiệt;
τ0 - giá trị gia tăng nhiệt độ ban đầu;
Δt - bước 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 - 1450C; F - 1650C; H-1850C Có nghĩa là:
t = τ + tmt ≤ tcf trong đó:
t - nhiệt độ của máy phát hoặc động cơ;
tmt - nhiệt độ môi trường bên ngoài;
τ - gia tăng nhiệt độ của máy phát hoặc
động cơ;
tcf - nhiệt độ cho phép
6 Chỉ tiêu về chất lượng đường đặc tính sức kéo Bộ truyền động có nhiệm vụ cơ bản
là biến đổi đường đặc tính cứng của động cơ
Trang 3điezel thành đường đặc tính có dạng hypebôn:
Fk.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 đường
hypebôn, tuỳ thuộc khả năng điều khiển tự
động của bộ truyền động Chính vì vậy mà giá
trị: X =
dv
dFk
ư
càng lớn thì đường đặc tính càng tốt cho quá trình kéo của đầu máy
7 Chỉ tiêu về hệ số sử dụng công suất
của đầu máy:
κN =
dm
max v N
N
≈
dm
max v I I
trong đó
Nvmax; Ivmax - công suất và dòng điện ở tốc
độ tối đa;
Nđm; Iđm - công suất và dòng điện định
mức
8 Chỉ tiêu về hệ số biến đổi tốc độ của
đầu máy:
κv = vmax
vmin trong đó:
vmax - tốc độ cao nhất của đầu máy;
vmin - tốc độ dài hạn nhỏ nhất mà nhiệt độ
của động cơ điện kéo không vượt
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 được trong mọi điều
kiện vận dụng trên đường
9 Chỉ tiêu về hệ số điều chỉnh máy phát:
Kmf =
min
max I I
trong đó: Imax - dòng điện lớn nhất ở công suất
định mức;
Imin - 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 Imax và Imin thì công suất của đầu máy sẽ giảm đi
10 Chỉ tiêu về hệ số điều chỉnh động cơ
điện kéo
H min dc
K
1 K
α
=
trong đó:
αmin - hệ số giảm yếu từ trường;
KH - 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 hưởng đến chế độ làm việc của động cơ
Để nâng cao chỉ tiêu này, người ta lựa chọn kết cấu và tính toán các thông số của động cơ một cách hợp lý và tối ưu
11 Chỉ tiêu về hệ số bám của đầu máy:
Ψb =
Q
Fe
trong đó:
Fb - sức kéo bám của đầu máy;
Q - trọng lượng 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 tương đối chính xác chất lượng các hệ thống truyền động điện trên đầu máy hoặc so sánh giữa chúng với nhau người
ta còn xem xét thêm một số chỉ tiêu như: độ
êm dịu, độ bền, giá thành chế tạo, chi phí bảo dưỡng sửa chữa tuy nhiên chỉ tiêu này đối với các đầu máy có cùng công suất, cùng kiểu
Trang 4loại truyền động có thể được phép không tính
đến trong khi so sánh
iiI Kết luận
Phương pháp đánh giá chất lượng hệ
thống truyền động điện trên đầu máy điezel
thông qua việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật như 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
lượng của hệ thống truyền điện trên đầu máy
điezel
Tài liệu tham khảo
[1] Rudaia K.I, Loginova E IU Cheplovozư
Electricheckoie oboruđovanhie i xkhemư M
Transport 1990 384 x
[2] Đeev V.V, Phupharianski N A Pođvirnoi
xaxtav i chiaga poiezdov M Transport 1979
loại truyền động có thể được phép không
tính đến trong khi so sánh
iiI Kết luận
Phương pháp đánh giá chất lượng hệ
thống truyền động điện trên đầu máy điezel
thông qua việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật như 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
lượng của hệ thống truyền điện trên đầu máy
điezel
Tài liệu tham khảo
[1] Rudaia K.I, Loginova E IU Cheplovozư
Electricheckoie oboruđovanhie i xkhemư M Transport 1990 384 x
[2] Đeev V.V, Phupharianski N A Pođvirnoi
xaxtav i chiaga poiezdov M Transport 1979 367x Ă