Россия
Россия
Цель: оценить уровень термомеханических напряжений в изоляционном материале тяговых электродвигателей (ТЭД) локомотивов. Методы: анализ термомеханических напряжений проводился с использованием метода конечных элементов (МКЭ) в программном комплексе SolidWorks 2010 для детального изучения напряженно-деформированного состояния изоляционного материала на всех этапах нагружения, обеспечивая высокую точность и надежность результатов. Результаты: термомеханические напряжения оказывают значительное влияние на динамическое термическое старение изоляционной системы обмоток. Они вызывают усталостные разрушения, которые приводят к деградации изоляционных свойств и снижению надежности ТЭД. На основе полученных данных разработана методика численного моделирования, позволяющая точно предсказывать напряженно-деформированное состояние изоляционного материала на различных этапах нагружения. Это обеспечивает возможность проектирования и оптимизации конструкций ТЭД с учетом реальных эксплуатационных условий. Разработанная методика может быть применена для оценки термомеханических напряжений в пропиточных материалах изоляции ТЭД и аналогичных конструкциях, что расширяет ее практическое применение и значимость. Это представляет собой важный шаг в понимании механизмов старения изоляции ТЭД и разработке методов повышения их надежности и долговечности. Практическая значимость: полученные результаты могут быть использованы для создания новых технологий и инженерных решений, которые значительно улучшат эксплуатационные характеристики локомотивов, снижая затраты на их обслуживание и повышая безопасность перевозок.
тяговый электродвигатель локомотива, тепловые процессы электрических машин, старение изоляции, термомеханические напряжения, надежность электрических машин
1. Попов A.A., Логинова Е. Ю. Результаты экспериментального и расчетного определения температур обмоток тягового электродвигателя электровоза // Вестник ВНИИЖТ. 1999. № 6. С. 34–39.
2. Влияние климатического старения на характеристики упругости и прочности полимерных композитных материалов / В. Ф. Кутьинов [и др.] // Ученые записки ЦАГИ. 2006. № 4. С. 54–64.
3. Оценка остаточного ресурса изоляции погружного электродвигателя установок электрических центробежных насосов добычи нефти при воздействиях импульсных перенапряжений / В. В. Сушков [и др.] // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328, № 10. С. 74–80
4. Исмаилов Ш. К. Электрическая прочность изоляции электрических машин локомотивов: монография. Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2003. 272 с.
5. Odegard G., Bandyopadhyay A. Physical aging of epoxy polymers and their composites // Polymer Physics, 2011, vol. 49, iss. 24, pp. 1695–1716.
6. Экспериментальные исследования теплового состояния коллектора ТЭД / А. В. Гри- щенко [и др.] // Локомотивы. Электрический транспорт. XXI век: сборник материалов VI Международной научно-технической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения доктора технических наук, профессора кафедры «Электрическая тяга» ПГУПС А. В. Плакса. СПб., 2018. С. 124–129.
7. Грачев В. В., Грищенко А. В., Шрайбер М. А. Методика оценки степени увлажнения изоляции тяговых электродвигателей тепловозов // Бюллетень результатов научных исследований. 2021. № 4. С. 47–56.
8. Устройство и ремонт электровозов и электропоездов: учебник / А. В. Грищенко [и др.]; под ред. А. В. Грищенко. М.: Академия, 2010. 320 с.
9. Корицкий Ю. В., Пасынков В. В., Тареев Б. М. Справочник по электротехническим материалам. Т. 1. 3-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1986. 368 с.
10. Пак В. М., Трубачев С. Г. Новые материалы и системы изоляции высоковольтных электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 2007. 416 с.
11. Алиев И. И., Калганова С. Г. Электротехнические материалы и изделия. М.: Радио- Софт, 2005. 329 с.
12. Тимошенко С. П. Механика материалов: учебник для вузов. 2-е изд., стер. СПб.: Лань, 2002. 672 с.
13. Грищенко А. В., Козаченко Е. В. Новые электрические машины локомотивов: учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. 271 с.
