Испытание железнодорожных тяговых двигателей: Непрерывные/часовые рейтинги, Рабочие циклы & EN-стандарты

Почему испытания железнодорожных тяговых двигателей не соответствуют методике автомобильных испытаний

Железнодорожный транспорт — одна из отраслей, для которых созданы испытательные стенды EconoTest., наряду с автомобильной, аэрокосмический, и морские, но железнодорожные тяговые двигатели проверяются на соответствие принципиально иному набору требований, чем электромобили или промышленные двигатели.. Ожидаемый срок службы исчисляется десятилетиями, а не годами., рабочие циклы определяются расписанием и профилями маршрутов, а не циклами движения., и система сертификации (В 50125, В 60349, МЭК 60349 для тяговых двигателей переменного тока, среди прочего) налагает требования к испытаниям, которые не соответствуют непосредственно стандартам испытаний автомобильных или промышленных двигателей..

Испытательный стенд, построенный на основе предположений о тестировании автомобильных электродвигателей, основанных на рабочих циклах потребителей., более короткие циклы сертификации, допуски массового производства - требует реального пересмотра, прежде чем можно будет должным образом проверить железнодорожный тяговый двигатель..

Чем отличаются испытания железнодорожных тяговых двигателей

• Номинальная мощность в непрерывном и часовом режиме: Железнодорожные тяговые двигатели рассчитаны как на непрерывную, так и на более высокую часовую мощность. (для ускорения и подъема по уклону), структура с двойным рейтингом, не распространенная в характеристиках автомобильных двигателей, и оба должны быть независимо проверены
• Широкий диапазон изменения напряжения и частоты: Двигатели, питающиеся от контактной сети или от третьего рельса, должны выдерживать значительные изменения напряжения питания. (обычно ±20% или более в зависимости от сети) и, для систем переменного тока, изменение частоты — испытательный стенд должен воспроизвести это, не просто номинальное условие снабжения
• Экстремальное разнообразие рабочих циклов: Двигатель метрополитена, выполняющий частые циклы остановки-запуска каждые 1–2 минуты, имеет совершенно другой профиль термических и механических напряжений, чем двигатель магистрального локомотива, работающий на устойчивых высокоскоростных участках — испытания должны отражать конкретный профиль эксплуатации., не общий стандартный цикл
• Длительная продолжительность квалификационных испытаний: Программы типовых испытаний рельсового тягового оборудования обычно включают в себя длительные пробеги. (от многих часов до дней) в номинальных условиях, особенно из-за ожидаемого срока службы в несколько десятилетий — это на порядок отличается от типичных автомобильных проверочных испытаний
• Требования к окружающей среде и вибрации: Железнодорожные стандарты (В 61373 от ударов и вибрации) ввести условия испытаний, отражающие вызванную гусеницей вибрацию и удары, которые не имеют прямого автомобильного эквивалента

Основные объекты испытаний для железнодорожных тяговых двигателей

1. Непрерывная и часовая проверка рейтинга

Двигатель работает на постоянной номинальной мощности до достижения теплового равновесия., затем по более высокому часовому рейтингу, проверка того, что повышение температуры остается в пределах класса изоляции для каждого условия независимо. Оба номинала требуют отдельной проверки, поскольку двигатель, рассчитанный на непрерывную работу, автоматически не соответствует требованиям для одночасового режима работы..

Ключевые показатели: Повышение температуры обмотки (°С) при непрерывном рейтинге, по часовому рейтингу, время достижения теплового равновесия.

2. Тестирование изменения напряжения питания и частоты

Производительность (крутящий момент, текущий, КПД) Характеризуется в указанном диапазоне напряжения питания, а не только в номинальном, поскольку провал напряжения в контактной сети при большой нагрузке сети является реальным рабочим состоянием, с которым двигатель должен работать, не превышая температурных ограничений или пределов крутящего момента..

Ключевые показатели: Крутящий момент и ток против. напряжение питания в указанном диапазоне, запас производительности при минимальном напряжении питания.

3. Испытание на выносливость рабочего цикла

Вместо общего цикла, стенд воспроизводит фактический рабочий цикл обслуживания (Схема остановки-старта метро, основной профиль постоянной скорости, или грузовой тяжеловесный профиль) на длительный срок, отслеживание температуры, вибрация, и отклонение производительности от конкретной эксплуатации, которую будет видеть двигатель.

Ключевые показатели: Стабильность температуры и производительности при повторении рабочего цикла, тенденция деградации в течение длительного времени работы.

4. Испытание изоляции и диэлектрики

Испытание сопротивления изоляции высокого напряжения и диэлектрической стойкости, как до, так и после испытаний на термическую/механическую нагрузку, проверить целостность изоляции обмоток, что крайне важно, учитывая ожидаемый срок службы в течение десятилетий и последствия для безопасности в случае повреждения изоляции в тяговых системах..

Ключевые показатели: Сопротивление изоляции (МОм), диэлектрическое выдерживаемое напряжение, уровни частичных разрядов, где указано.

5. Устойчивость к вибрации и ударам

Испытание на соответствие профилям вибрации, указанным в железнодорожных стандартах. (например, RU 61373 профили, зависящие от категории) проверяет, что двигатель и его монтаж могут выдерживать вибрацию и ударные нагрузки, вызванные путями, в течение квалификационного периода без повреждения подшипников, усталость от намотки, или сбой соединения.

Ключевые показатели: Сопротивление поствибрационной изоляции, состояние подшипника, Структурная целостность в соответствии с критериями «прошел/не прошел» для конкретной категории.

6. Измерение эффективности и потерь

Полное отображение эффективности крутящего момента и скорости, Метод аналогичен испытаниям автомобильных двигателей, но со ссылкой на структуру рейтингов, специфичную для рельсового транспорта. (непрерывные и часовые точки конкретно), поддерживает как отчетность по энергопотреблению для транзитных операторов, так и проверку теплового расчета..

Ключевые показатели: КПД (%) при непрерывном рейтинге, по часовому рейтингу, во всем диапазоне рабочих скоростей.

Что это означает для выбора испытательного стенда

Для программы испытаний железнодорожных тяговых двигателей необходим стенд, способный работать на высокой мощности в течение длительного времени., программируемое изменение напряжения/частоты питания (не просто фиксированный номинальный запас), и воспроизведение рабочего цикла соответствует реальным профилям обслуживания, а не общему стандартному циклу - тот же базовый четырехквадрантный динамометр и возможность воспроизведения рабочего цикла, которые используются для испытаний электромобилей и промышленных двигателей., размер и конфигурация соответствуют непрерывной/одночасовой структуре рейтинга железной дороги и многолетним квалификационным требованиям.

Если ваша команда проверяет тяговые двигатели на соответствие железнодорожным стандартам, поговорите с нашей командой инженеров о настройке испытательного стенда для вашего конкретного рабочего цикла и номинальных требований.