Purpose. The work is aimed to study the change in parameters of traction electric motors of trolleybuses during operation and improvement of the technical state control system, using modern diagnostic methods. Methodology. Solution of the scientific problem is based on the control of technical state and change in the parameters of traction electric motors in the process of operation. For analysis of operational factors, we used the method of mathematical statistics and probability theory. Mathematical modelling and design of experiment, multifactor regression analysis provides an assessment of the reliability of the electric traction motor elements. Physical and statistical methods provide for research and detection of patterns of influence of the factors that accelerate the wear of parts. This allows us to generate models of system reliability that take into account the influence of operational factors on the reliability. Findings. As a result of the studies we obtained quantitative characteristics of the reliability of commutator and established that the failures of traction motors make up 20% of all failures of electrical equipment. We analysed the operation conditions of traction electric motors and determined the failure distribution law N{mx,sx}, which allows assessing the progression between gradual failures. We obtained a mathematical model characterizing the object operation. A generalized equation of the failure rate of elements for traction electric motor (TEM) was found. We improved the estimation methods of reliability of TEM element base that makes it possible to determine the ETM lifetime taking into account the features of each trolleybus. We established the failure rate of commutators using physical and statistical methods. Originality. For the first time, the choice of physico-statistical methods of simulation and reliability calculation was substantiated. We determined the regularities of change in parameters of the trolleybus traction electric motor elements, which makes it possible to control the processes of their wear in the operation conditions. We developed a mathematical model for estimating the traction electric motor reliability, based on a system analysis of the probabilities of failures of subsystems to be diagnosed. Practical value. Based on the results of the study, we developed practical recommendations for rational choice of diagnostic parameters of traction motors. Their implementation at the enterprises of electric transport will increase reliability of electric motors in general up to 10%. It is proposed to use the results of the work in the educational process and in the research work of students at the Department of Electric Transport of the O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv. The developed methodology for determination of parameters of traction electric motors when operating trolleybuses allows assessing the reliability of any type of trolleybus traction motor.
Цель. В работе необходимо провести исследование изменения параметров тяговых электродвигателей (ТЭД) троллейбусов в процессе эксплуатации и совершенствования системы управления техническим состоянием посредством использования современных методов диагностики. Методика. Решение научной задачи базируется на процедуре контроля технического состояния и изменения параметров тяговых электрических двигателей в процессе эксплуатации. Для анализа эксплуатационных факторов применен метод математической статистики и теории вероятности. Математическое моделирование и планирование эксперимента, многофакторный регрессионный анализ дает оценку надежности элементов тяговых электрических двигателей. Физико-статистические методы предусматривают исследования и выявления закономерностей влияния факторов, которые ускоряют износ деталей. Это позволяет сформировать модели надежности системы, учитывающие влияние эксплуатационных факторов на надежность. Результаты. Авторами в результате проведенных исследований получены количественные характеристики надежности коллекторно-щеточного узла и установлено, что отказы тяговых двигателей составляют 20 % от всех отказов электрооборудования. Проанализированы условия эксплуатации тяговых электрических двигателей и определен закон распределения отказов N {mx,sx}, что позволяет оценить наработки между постепенными отказами. Получена математическая модель, которая характеризует работу объекта во время эксплуатации. Найдено обобщенное уравнение интенсивности отказов элементов тяговых электродвигателей. Усовершенствованы методы оценки надежности элементной базы тяговых электродвигателей, которая позволяет определить ресурс ТЭД с учетом особенностей каждого троллейбуса. Установлена интенсивность износа коллекторов с использованием физико-статистических методов. Научная новизна. Впервые обоснован выбор физико-статистических методов моделирования и расчета надежности. Установлены закономерности изменения параметров элементов тяговых электродвигателей троллейбусов, что дает возможность контролировать процессы их износа в условиях эксплуатации. Создана математическая модель оценки надежности тягового электрического двигателя, которая базируется на системном анализе вероятностей отказов подсистем, подлежащих диагностированию. Практическая значимость. На основе полученных результатов исследования разработаны практические рекомендации по рациональному выбору диагностических параметров тяговых двигателей. Их реализация на предприятиях электротранспорта позволит повысить надежность электрических двигателей в целом до 10 %. Предложено использовать результаты работы в учебном процессе и в научно-исследовательской работе студентов на кафедре электрического транспорта Харьковской национальной академии городского хозяйства имени А. Н. Бекетова. Разработанная методология определения параметров тяговых электрических двигателей при эксплуатации троллейбусов позволяет проводить оценку надежности любого типа тягового двигателя троллейбуса.
Мета. У роботі необхідно провести дослідження зміни параметрів тягових електричних двигунів (ТЕД) тролейбусів у процесі експлуатації й удосконалення системи керування технічним станом за допомогою використання сучасних методів діагностування. Методика. Розв’язання наукової задачі базується на процедурі контролю технічного стану й зміни параметрів тягових електричних двигунів у процесі експлуатації. Для аналізу експлуатаційних факторів застосовано метод математичної статистики й теорії ймовірності. Математичне моделювання й планування експерименту, багатофакторний регресійний аналіз дає оцінку надійності елементів тягових електричних двигунів. Фізико-статистичні методи передбачають дослідження й виявлення закономірностей впливу факторів, які прискорюють знос деталей. Це дозволяє сформувати моделі надійності системи, що враховують вплив експлуатаційних факторів на надійність. Результати. Авторами у результаті проведених досліджень отримано кількісні характеристики надійності колекторно-щіткового вузла та встановлено, що відмови тягових двигунів складають 20 % від усіх відмов електрообладнання. Проаналізовано умови експлуатації тягових електричних двигунів і визначено закон розподілу відмов N{mx,sx}, що дозволяє оцінити напрацювання між поступовими відмовами. Отримано математичну модель, яка характеризує роботу об’єкта під час експлуатації. Знайдено узагальнене рівняння інтенсивності відмов елементів тягових електродвигунів. Удосконалено методи оцінки надійності елементної бази тягових електродвигунів, яка дозволяє визначити ресурс ТЕД із урахуванням особливостей кожного тролейбуса. Встановлено інтенсивність зносу колекторів із використанням фізико-статистичних методів. Наукова новизна. Уперше обґрунтовано вибір фізико-статистичних методів моделювання й розрахунку надійності. Встановлено закономірності зміни параметрів елементів тягових електродвигунів тролейбусів, що дає можливість контролювати процеси їх зношування в умовах експлуатації. Створено математичну модель оцінки надійності тягового електричного двигуна, яка базується на системному аналізі ймовірностей відмов підсистем, що підлягають діагностуванню. Практична значимість. На основі отриманих результатів дослідження розроблено практичні рекомендації щодо раціонального вибору діагностичних параметрів тягових двигунів. Їх реалізація на підприємствах електротранспорту дозволить підвищити надійність електричних двигунів у цілому до 10 %. Запропоновано використовувати результати роботи в навчальному процесі та в науково-дослідницькій роботі студентів на кафедрі електричного транспорту Харківського національного університету міського господарства імені О. М. Бекетова. Розроблена методологія визначення параметрів тягових електричних двигунів під час експлуатації тролейбусів дозволяє проводити оцінку надійності будь-якого типу тягового двигуна тролейбуса.
METHODOLOGY OF DETERMINING THE PARAMETERS OF TRACTION ELECTRIC MOTOR FAILURES WHEN OPERATING TROLLEYBUSES.
МЕТОДОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОТКАЗОВ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРОЛЛЕЙБУСОВ.
МЕТОДОЛОГІЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ВІДМОВ ТЯГОВИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ ДВИГУНІВ ПІД ЧАС ЕКСПЛУАТАЦІЇ ТРОЛЕЙБУСІВ
2018-08-16
Science and Transport Progress ; No. 4(76) (2018); 47-59
Article (Journal)
Electronic Resource
English
failure rate , electric transport , diagnosing , operating reliability , traction electric motor электрический транспорт , диагностирование , інтенсивність відмов , эксплуатационная надежность , тяговый электрический двигатель , експлуатаційна надійність , діагностування , тяговий електричний двигун , интенсивность отказов , електричний транспорт
Metadata by SPU is licensed under CC BY 3.0
Scientific Periodicals of Ukraine | 2007
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2007
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2014
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2009
|