Как регулировать подачу воздуха
Расход электрическом энергии в существующих системах ве тиляции магистральных электровозов перемен ого тока достигает 20 % от энергии, расходуемой на тягу. Основная часть приходится на охлаждение силового оборудования.
Это связано прежде всего с тем, что мощность вентиляции рассчитана на реализацию локомотивом номинальной мощности при самых неблагоприятных условиях работы вспомогательных машин.
Вместе с тем, опыт эксплуатации показывает, что в основном электровозы работают с частичным использованием мощности по тяге или вообще без потребления мощности тяговыми двигателями. Номинальная же мощность системы вентиляции остается прежней. Это, естественно, приводит к перерасходу энергии вспомогательными машинами.
На основании опытных данных установлено, что время движения электровоза под током составляет (46... 55) %. При работе под нагрузкой 50 % времени реализуются токи, равные (0,52... 0,86)lном. Токи двигателей, близкие или равные часовому, наблюдаются достаточно редко - около 10 % времени работы электровоза под током.
Оптимизировать режимы работы вентиляторов можно, регулируя подачу охлаждающего воздуха, необходимого для нормального теплового режима тягового двигателя, в зависимости от его нагрузок и температуры охлаждающего воздуха. Достигают подобного различными способами. Один из наиболее экономичных — изменение частоты вращения рабочего колеса
В настоящее время на некоторых электровозах переменного тока, в том числе ЭП1, применена двухступенчатая система регулирования частоты вращения приводных двигателей вентиляторов и маслонасоса: высокая ступень — частота питающего напряжения 50 Гц; низкая ступень — 162/з Гц. При этом производительность вентилятора составляет соответственно 70 и 19... 23 м3/мин.
Ряд исследователей предложили иную систему регулирования производительности вентиляторов, которая позволяет создать три ступени изменения частоты вращения приводных двигателей:
- номинальную—частота питающего напряжения 50 Гц;
- среднюю — 25 Гц; ® низкую — 12,5 Гц.
В соответствии с этим производительность вентилятора также изменится и составит 70,28... 35 и 14... 18 м3/мин.
В силовой схеме предлагаемой системы регулирования, аналогичной применяемой на ЭП1, три ступени регулирования обеспечиваются изменением схемы соединения тиристоров преобразователя частоты и числа фаз, а также алгоритма их включения.
Экономическая эффективность от внедрения двух- и трехступенчатой систем регулирования привода вен иляторов характеризуется показателями, приведенными в таблице. Расчет выполнен при следующих условиях:
- время работы электровоза в сутки —10,9 ч; v мощность, потребляемая мотор-вентиляторами и мотор-насосом при номинальном режиме—110 кВт;
- число рабочих дней в году—200; v стоимость 1 кВт-ч — 0,45 руб.; v стоимость затрат на переоборудование электровоза—230 тыс. руб.
Внедрение трехступенчатой системы регулирования частоты вращения приводных двигателей вентиляторов и маслонасоса позволяет в большей степени оптимизировать режимы работы вспомогательных машин в зависимости от тяговых нагрузок и получить дополнительную экономию электроэнергии.
Канд. техн. наук В.В. ЛИТОВЧЕНКО, Н.А. ФЕДОРОВА, студент, МГУПС(МИИТ)
