Математическая модель сушки тяговых электродвигателей при текущем ремонте электровозов с учетом электроосмоса

Abstract

Статья посвящена определению свойств и закономерностей изменения параметров сушки изоляции коллекторных ТЭД постоянного тока электровозов ٢ЭС٦ с учетом электроосмоса на основе разработанной математической модели. Получены зависимости амплитуды напряжения и емкости С-фильтра от сопротивления изоляции, по результатам которых определен коэффициент формы для электроосмотической сушки. Разработана математическая модель калориферно-электроосмотической сушки, решенная методом конечных элементов в программном комплексе COMSOL Multiphysics для заданной геометрической модели ТЭД 810-й серии. В результате получены зависимости концентрации влаги от времени сушки. По экспериментальным зависимостям сопротивления изоляции от времени построена средняя зависимость. На основе регрессии экспериментальных данных методом наименьших квадратов и результатов математического моделирования получена зависимость сопротивления изоляции от концентрации влаги. Предложенная технология калориферно-электроосмотической сушки изоляции ТЭД в период отрицательных температур воздуха подтверждена экспериментом с предлагаемым циклом подачи горячего воздуха в условиях сервисного локомотивного депо. Расхождение между теоретическими и экспериментальными значениями сопротивления изоляции составило около 7 %. The article is devoted to determining the properties and patterns of changes in the drying parameters of the insulation of DC collector for traction electric motor of 2ES6 electric locomotives, taking into account electroosmosis based on the developed mathematical model. The dependences of the voltage amplitude and the C-filter capacitance on the insulation resistance are obtained, according to the results of which the shape coefficient for electroosmotic drying is determined. A mathematical model of calorific-electroosmotic drying has been developed, solved by the finite element method in the COMSOL Multiphysics software package for a given geometric model of traction electric motor 810 series. As a result, the dependences of moisture concentration on drying time are obtained. Based on the experimental time dependence of insulation resistance, an average dependence is constructed. Based on the regression of experimental data by the method of least squares and the results of mathematical modeling, the dependence of insulation resistance on moisture concentration is obtained. The proposed technology of calorific-electroosmotic drying of traction electric motor insulation during the period of negative air temperatures is confirmed by an experiment with the proposed hot air supply cycle in a service locomotive depot. The discrepancy between the theoretical and experimental values of insulation resistance was about 7 %.