Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 4
1 АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ТЯГОВОГО АГРЕГАТА НП-1 И
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ МОДЕРНИЗАЦИИ 7
1.1 Краткое описание объекта модернизации 7
1.1.1 Назначение тягового агрегата НП1 7
1.1.2 Описание работы силовых цепей ТА НП-1 7
1.1.3 Устройство силового выпрямителя 8
1.2 Анализ схем технических решений введения режима рекуперации и
постановка задачи модернизации 13
2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКТЯГОВОГО
АГРЕГАТА ПРИ РЕЖИМАХ ТОРМОЖЕНИЯ С РЕКУПЕРАЦИЕЙ 21
2.1 Характеристика тяговых двигателей, отнесенные к ободу колеса ..21
2.2 Расчет электромеханических характеристик тягового двигателя... 22
2.3 Параметры режимов торможения 25
3 ИНСТРУКЦИЯ ПО НАЛАДКЕ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ
МОДЕРНИЗАЦИИ СХЕМЫ ТА НП-1 34
3.1 Инструкция по наладке тиристорного преобразователя 34
3.2 Изменения в силовой схеме ТА НП-1 41
3.3 Конструктивные изменения тягового агрегата при модернизации..43
3.4 Изменение системы управления 44
3.5 Требования к системе управления ТА НП-1 48
3.6 Требования к аппаратуре системы управления ТА НП-1 49
4 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИМОДЕРНИЗАЦИИ
ТАГОВОГО АГРЕГАТА НП1 50
4.1 Экономический эффект модернизации 50
4.2 Затраты на оборудование ТА НТП1 53
4.3 Оценка инвестиционной привлекательности проекта 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 60
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 64
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 71
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 73
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 82
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 85
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 93
На железных дорогах России и на внутрипромышленном транспорте все сильнее обостряется проблема старения тягового подвижного состава. Фактический износ электровозов достиг 70 %, 28-летнии нормативный срок службы выработали 42 % электропоездов, из них 20 % - со сроком службы свыше 35 лет. Состояние тягового подвижного состава характеризуется высокой степенью физического и морального износа, высокой энергоёмкостью и малой энергоэффективностью. Применение морально устаревших энергоустановок первого и второго поколений (в мире внедряется уже четвертое поколение) с низкими конструктивными эксплуатационными КПД, влечет за собой не только повышенный расход энергии на рабочих режимах, но и дополнительные энергозатраты на эксплуатацию и ремонт.
Актуальность работы. Промышленный железнодорожный транспорт выполняет перевозки грузов на территории предприятий и осуществляет доставку сырья от места его добычи к местам переработки. Развернутая протяженность его путей составляет 71% длины линий общего пользования, а выполняемый объем перевозок почти в 3 раза превышает этот показатель.
Работа промышленного транспорта характеризуется более тяжелыми эксплуатационными условиями. Его особенностью является низкая, по сравнению с магистральным, скорость движения, в основном, не превышающая 40-50 км/ч. Поезда при этом имеют большую массу, часто близкую к нормам магистральных железных дорог. В качестве тягового подвижного состава используются тяговые агрегаты (ОПЭ1, ПЭ2М, НП1), тепловозы, электровозы отечественного (ВЛ80, НПМ2), и зарубежного производства (серии ЕЬ).
Модернизация тяговых агрегатов, а также отдельных тяговых единиц должна быть направлена на продление срока службы агрегата и на повышение эффективности его использования за счет применения современных технических решений.
Наиболее интересным в плане модернизации является промышленный тяговый агрегат переменного тока НП-1. Тяговый агрегат НП-1 расшифровывается как "Новочеркасск промышленный". Он используется для транспортировки горнообогатительных комбайнов, руды, промышленного оборудования и других грузов. Заказ на разработку данного тягового агрегата (ТА) был дан рядом горнодобывающих предприятий Новочеркасскому электровозостроительному заводу. В 2003 году был выпущен первый тяговый агрегат. В данный момент заводом выпущено порядка 124 ТА, при этом идут постоянные изменения в схемах управления электропривода и управления вспомогательным оборудованием.
Однако, технические характеристики ТА не обеспечивают экономичности его эксплуатации. Одновременно с электровозами для промышленных горных выработок, завод выпускает магистральные электровозы, которые отличаются от промышленных условиями эксплуатации, профилем пути и нагрузками. Несмотря на то, что техническое задание на разработку было дано в соответствии с современными требованиями, которые предъявляются к проектированию промышленных тяговых агрегатов для открытых горных разработок, улучшения тягово-энергетических характеристик не произошло.
Выбранная тема выпускной квалификационной работы: модернизация электропривода промышленного тягового агрегата является актуальной для тяговых агрегатов электровозов открытых горных выработок.
Объект исследования выпускной квалификационной работы: система силового электропривода промышленного тягового агрегата переменного тока НП-1.
Предмет исследования выпускной квалификационной работы: исследование возможности работы силового электропривода промышленного тягового агрегата переменного тока НП-1 в режиме рекуперативного торможения.
Цель работы: улучшение тягово-энергетических характеристик электровозов переменного тока в условиях работы на промышленных предприятиях, за счет модернизации системы силового электропривода.....
В дипломном проекте проведен анализ возможности введения режима
рекуперации на тяговом агрегате НП1.
В ходе исследований решены следующие задачи:
- анализ схемотехнического решения модернизации силовой выпрямительной
установки и изменений в силовой схеме тягового агрегата НП1;
- проведены тяговые расчеты.целью которых является анализ характера
действующих сил на тяговый агрегат во всех режимах работы и расчет
электромеханических характеристик ТА. Так же проведены расчеты
спрямленных профилей участков пути рудовозного круга Качканарского ГОКа;
- в связи с изменением схемотехники силовой выпрямительной установки,
проведена разработка алгоритма управления СВУ. Разработанный алгоритм
поддерживает все штатные режимы работы ТА и режим рекуперативного
торможения;
- проведен анализ работы электропривода ТА с модернизированной СВУ;
- проведен расчет экономической эффективности введения режима
рекуперации, который показал, что при модернизации одного ТА,
экономический эффект составляет около 1,5 млн. рублей в год, а окупаемость
модернизации составляет 2,5 года;
Цели и задачи, поставленные в задании на дипломный проект, выполнены в
полном объеме. Исследования показывают, что модернизация тягового агрегата
НП1 возможна и при этом достигаются хорошие технические и экономические
показатели.
