Метод оцінки працездатності критичного обладнання з електроприводом підприємств залізничного транспорту в неномінальних умовах живлячої мережі

UKR: Мета. Провести аналіз впливу зміни напруги живлення на працездатність асинхронного двигуна, який працює із типовими навантаженнями з метою визначення граничних значень відхилень напруги за умови неможливості здійснення пуску та «перекидання» двигуна. Актуальність дослідження підтверджується тим, що особливе місце серед парку рухомого складу залізниць посідають тягові рухомі одиниці – локомотиви. Методи. Комплексний аналіз технічного оснащення та технології роботи залізничного транспорту, аналітичні методи дослідження робочих властивостей асинхронних електродвигунів, методи математичного аналізу. Результати. Технологічні процеси ремонту та обслуговування рухомого складу в умовах депо та ремонтних підприємств переважною більшістю своєю пов’язані із використанням промислового устаткування, яке обладнано електроприводом. Найчастіше цей електропривод – асинхронний. Живлення промислових підприємств залізничного транспорту, як і самих залізничних вузлів, здійснюється від Об’єднаної енергетичної системи України, яка впродовж повномасштабного вторгнення зазнає значних терористичних атак. Це призводить до зниження якісних та кількісних показників електричної енергії як в цілому по країні, так і на промислових підприємствах залізниць зокрема. З метою визначення потенційної працездатності критично важливого обладнання підприємств залізниць в умовах живлення електричною енергією низької якості пропонується метод оцінки, що базується на аналізі механічних характеристик асинхронних електроприводів з урахуванням реальних умов їх експлуатації. В якості критерію оцінювання потенційної працездатності електроприводу запропоновано використовувати суміщені механічні характеристики приводного двигуна та робочого органу із урахуванням реальних умов експлуатації. Результати аналізу їх взаємного розміщення дозволяють зробити висновок стосовно стійкості роботи електроприводу. Наукова новизна. Вперше запропоновано ефективну методику визначення граничних значень усталеного відхилення живлячої напруги за умови забезпечення пускового моменту та перевантажувальної здатності двигуна на основі його каталожних даних. Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані в якості вихідних даних для прогностичного моделювання стабільності роботи критично важливого обладнання при їх живленні електричною енергією із низькими якісними та кількісними показниками. На основі отриманих результатів може бути розроблено ряд рекомендацій стосовно організації безперебійного електропостачання таких нетягових споживачів залізничного транспорту із використанням енергії відновлюваним джерел. Матеріал дослідження може бути використано при впровадженні заходів із компенсації негативного впливу кількісних та якісних показників живлячої електричної енергії на надійність нетягових споживачів залізничного транспорту.

ENG: Purpose. Analyse the effect of supply voltage changes on the performance of an asynchronous motor operating under typical loads in order to determine the limit values of voltage deviations when it is impossible to start and ‘roll over’ the motor. The relevance of the study is confirmed by the fact that traction units – locomotives – occupy a special place among the rolling stock of railways. Methods. Comprehensive analysis of technical equipment and technology of railway transport, analytical methods for studying the operating properties of asynchronous electric motors, methods of mathematical analysis. Results. Technological processes of repair and maintenance of rolling stock in depots and repair enterprises are largely associated with the use of industrial equipment equipped with an electric drive. Most often, this electric drive is asynchronous. Power supply of industrial railway transport enterprises, as well as railway nodes themselves, is carried out from the United Energy System of Ukraine, which during the full-scale invasion is subjected to significant terrorist attacks. This leads to a decrease in the qualitative and quantitative indicators of electric energy both in the country as a whole and at industrial enterprises of railways in particular. In order to determine the potential operability of critically important equipment of railway enterprises in conditions of low-quality electric energy supply, an assessment method is proposed, based on the analysis of the mechanical characteristics of asynchronous electric drives taking into account the real conditions of their operation. As a criterion for assessing the potential performance of an electric drive, it is proposed to use the combined mechanical characteristics of the drive motor and the working body, taking into account real operating conditions. The results of the analysis of their mutual placement allow us to draw a conclusion regarding the stability of the electric drive. Originality. An engineering method for determining the limit values of the steady-state deviation of the supply voltage, provided that the starting torque and overload capacity of the engine are provided, based on its catalog data, is proposed. Practical significance. The results obtained can be used as input data for predictive modeling of the stability of the operation of critical equipment when they are supplied with electrical energy with low qualitative and quantitative indicators. Based on the results obtained, a number of recommendations can be developed regarding the organization of uninterrupted power supply of such non-traction consumers of railway transport using energy from renewable sources. The research material can be used in the implementation of measures to compensate for the negative impact of quantitative and qualitative indicators of the supply of electrical energy on the reliability of non-traction consumers of railway transport.