ГОСТ 34673.1-2020. Межгосударственный стандарт. Тяговый подвижной состав железнодорожный. Часть 1. Методы контроля электротехнических параметров

7 Методы испытаний

 

7.1 Соответствие компонентов тягового и вспомогательного электрооборудования режимам работы тягового подвижного состава при номинальных, граничных и нестационарных значениях напряжения источника питания

7.1.1 Функциональная работоспособность электрических систем и соответствие компонентов тягового и вспомогательного электрооборудования режимам работы ЭПС должна быть проверена во всем диапазоне питающих напряжений по ГОСТ 6962 или во всем диапазоне напряжений главного генератора (для ГДПС).

7.1.2 Проверку соответствия компонентов тягового и вспомогательного электрооборудования режимам работы по напряжению или току при номинальных, граничных и нестационарных значениях напряжения следует проводить прямыми или косвенными измерениями в движении на испытательном полигоне или на линиях железных дорог.

7.1.3 При испытаниях ЭПС следует обеспечить номинальные и граничные значения напряжения на токоприемнике в соответствии с ГОСТ 6962 (для электровозов и электропоездов переменного тока - в режиме тяги при сопротивлении системы электроснабжения до 30 Ом с соответствующим уменьшением мощности) и провести последовательную проверку предусмотренных для ЭПС режимов работы и их чередование.

7.1.4 При испытаниях следует регистрировать токи, напряжения и контролировать скорость движения ЭПС.

7.1.5 Нестационарные значения напряжения на токоприемнике следует обеспечить путем скачкообразного увеличения и уменьшения напряжения в тяговой сети внутри пределов уровней, указанных в ГОСТ 6962. Значение изменения напряжения следует определить экспертно из условия необходимости приведения системы управления ЭПС в режим отработки изменения напряжения и восстановления режима работы, предшествующего изменению напряжения. Обоснование выбора значения изменения напряжения (нестационарные значения) необходимо приводить в экспертном заключении.

7.1.6 На ЭПС необходимо экспериментально проверить работу электрооборудования при имитации отрывов токоприемника и при воздействии кратковременных перенапряжений, вызванных работой коммутационных аппаратов ТПС и тяговой подстанции. Экспериментальную проверку искрения полоза токоприемника следует проводить в соответствии с ГОСТ 32793-2014 (подраздел 5.3).

7.1.7 Кроме вышеперечисленного, испытания должны включать:

- экспериментальную проверку правильности регистрации устройствами диагностики отказов элементов электрооборудования, создаваемых искусственным путем;

- экспериментальную оценку работоспособности при кратковременном исчезновении и скачках напряжения тяговой сети.

7.1.8 При испытаниях ГДПС с электрической тяговой передачей проверку соответствия компонентов тягового электрооборудования режимам работы по напряжению или току при номинальных, граничных значениях напряжения следует проводить в процессе поездных испытаний; допускается часть экспериментов, когда не проверяется работа ТД, провести при нагружении силовой установки на нагрузочное устройство. При этом должна быть проверена работа тягового оборудования при максимальном значении напряжения как при штатной работе системы возбуждения тягового генератора и при его аварийном возбуждении (если это предусмотрено), а также проверено соответствие значения длительного тока длительной скорости движения автономного МВПС.

7.1.9 При наличии штатных средств отключения тяговых электродвигателей для этих же режимов должна быть выполнена проверка работы электродвигателей при отключении одного из них. Максимальные значения измеренных напряжений и токов элементов тягового электрооборудования не должны превышать нормативных значений.

7.1.10 Усредненное значение диаметра колесной пары по кругу катания должно быть определено методом подсчета числа оборотов колесной пары на измеренном участке пути экспериментального полигона, соответствующего нормативным документам <1> государств, принявших настоящий стандарт, с нормированными характеристиками погрешности в соответствии с таблицей 2. Допускается измерять диаметр колесной пары с использованием СИ утвержденного типа.

--------------------------------

<1> В Российской Федерации действует ГОСТ Р 57076-2016 "Полигоны испытательные для железнодорожного подвижного состава и объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта. Технические требования".

 

7.1.11 В буксовых узлах колесных пар, которые используются для определения характеристик и показателей ТПС, должны быть размещены импульсные датчики частоты вращения с числом импульсов от 24 до 300 за один оборот колеса.

7.1.12 Допускается использовать импульсные датчики, входящие в комплект оборудования ТПС, установленные в буксовых узлах, на валу ТД или в тяговом редукторе, а также иные СИ линейной и/или угловой скорости. В этом случае оценка соответствия датчиков установленным требованиям должна быть выполнена до начала испытаний в соответствии с методикой поверки ИС.

7.1.13 При использовании метода подсчета числа оборотов колеса на прямом мерном участке пути ТПС должен проехать мерный участок пути длиной L_м, м, при средней скорости на участке не более 50 км/ч и с поддержанием установившейся скорости движения без пробуксовок. При этом следует проводить подсчет числа оборотов соответствующей колесной пары n_к.п.

7.1.14 При использовании метода подсчета числа оборотов колеса на мерном участке пути усредненное значение диаметра колесной пары по кругу катания вычисляют диаметр D, мм, по формуле

 

. (7.1)

 

Оценивание погрешности косвенных измерений следует проводить по [2], при этом погрешность измерения диаметра колесной пары допускается принимать равной погрешности измерения длины мерного участка пути.

7.1.15 Экспериментальное определение распределения нагрузок в режимах тяги и электродинамического торможения для ЭПС следует осуществлять следующим образом.

В заданных режимах тяги или электродинамического торможения следует обеспечить стационарные режимы и посредством ИВК осуществить от 20 до 50 вводов синхронных массивов мгновенных значений напряжения u_с и токов якорей i_я всех коллекторных тяговых двигателей или по одному из фазных токов i_ф всех бесколлекторных тяговых двигателей с длительностью непрерывного цикла каждого ввода от 60 до 100 мс для коллекторных тяговых двигателей и от 1000 до 1500 мс для бесколлекторных тяговых двигателей. Кроме этого, синхронно с каждым вводом массива должно производиться измерение скорости движения v по сигналу буксового датчика вагона-лаборатории, а также контроль скольжения колесных пар для определения наличия боксования или юза. Для коллекторных ТД на электровозах постоянного тока средние токи на "СП"-соединении определяют по секциям.

Для коллекторных тяговых двигателей следует определить средние токи I_я.э по якорям каждого тягового двигателя. Из всех токов якорей должны быть выбраны наибольшее и наименьшее значения I_{я max} и I_{я min}. Относительное отклонение , %, указанных величин от I_я.э вычисляют по формуле

 

. (7.2)

 

Для бесколлекторных тяговых двигателей вычисляют действующие значения фазных токов I_ф, А

 

, (7.3)

 

где k = 1...N;

N - количество мгновенных измерений на периоде изменения мгновенного тока.

Необходимо определить средний по всем тяговым двигателям ток I_ф.э и из всех токов якорей выбрать наибольшее и наименьшее значения I_{ф max} и I_{ф min}. Относительное отклонение , %, указанных величин от I_ф.э вычисляют по формуле

 

. (7.4)

 

При анализе необходимо исключить результаты измерений, полученные при боксовании или юзе колесных пар.

7.1.16 Скорость движения v, км/ч, вычисляют по числу фронтов n_v выходных импульсов датчика пути и скорости за интервал времени T_и, с, или методом измерения интервала времени T_f < T_и, с, между первым и последним фронтами выходных импульсов датчика пути и скорости по формулам:

 

, (7.5)

 

, (7.6)

 

где - передаточное число редуктора (при использовании датчика пути и скорости, установленного на оси колесной пары, принимаем );

N_d - число выходных импульсов за один оборот датчика.

7.1.17 Длину пути l, м, по числу импульсов датчика ТД n_l от начала опыта до момента времени, соответствующего середине интервала времени T_и, вычисляют по формуле

 

. (7.7)

 

7.1.18 При измерении скорости и длины пути допускается использовать датчики пути и скорости, соответствующие 7.1.11 и 7.1.12 и обеспечивающие возможность проведения измерения во всем диапазоне скоростей движения ТПС.

7.1.19 Для определения скорости движения ТПС и длины пути с целью исключения погрешности измерения, связанной с избыточным скольжением колесной пары в контакте колесо-рельс, датчик скорости должен быть установлен на колесную пару, не участвующую в реализации силы тяги или торможения ТПС, например, на оси колесной пары вагона-лаборатории.

7.1.20 Дискретность значений скорости движения должна быть не более 0,1 км/ч, длины пути - не более 1 м.

7.1.21 После приведения результатов к номинальным условиям электроснабжения и расчетному диаметру колесных пар необходимо построить диаграммы изменения скорости движения ЭПС, км/ч, в функции времени, с, и в функции длины пути, м, движения в режимах:

- тяги (разгона) при различных уставках силы тяги;

- электродинамического торможения при различных уставках силы торможения;

- выбега.

7.1.22 Техническую среднюю скорость v_тех, км/ч, при движении по перегону вычисляют по формуле

 

, (7.8)

 

где L_п - длина перегона (значение длины пути l между двумя остановками поезда), км;

T_п - время хода по перегону, т.е. время, затраченное на прохождение перегона от момента трогания поезда до момента остановки, с.

7.1.23 Ускорение a и замедление b ТПС, м/с², при помощи специализированных СИ непосредственно, либо определять косвенно как средние значения при изменении скорости движения МВПС от значения v₁ до v₂, км/ч, за время t_1-2, с, вычисляют по формулам:

 

, (7.9)

 

, (7.10)

 

при этом время t_1-2 не должно превышать 0,1 с при погрешности, указанной в таблице 2.

7.1.24 Средние значения силы тока и напряжения в электрических цепях необходимо определять методом прямого электрического измерения их мгновенных значений с использованием математических методов обработки данных.

7.1.25 При каждом измерении ИВК должен обеспечить квантованную по времени регистрацию мгновенных значений сигналов на интервале времени T_и. Если фиксируемый сигнал используется для определения энергетических показателей (мощностей, действующих или средних значений), то значение частоты квантования f должно отвечать 6.3.

7.1.26 Если регистрируемый сигнал используется только для определения значения частоты его основной гармоники, то частота квантования f должна превышать указанное в технической документации на ТПС максимальное значение частоты основной гармоники не менее чем в пять раз (см. 6.3).

7.1.27 При измерении допускается использование в ИВК аналогово-цифрового преобразователя с коммутируемым входом, выполняющим серию измерений мгновенных значений нескольких сигналов в некоторой последовательности, один за другим с интервалом времени . При этом рекомендуется принимать момент времени измерения для всех сигналов одинаковым и равным моменту времени измерения первого из сигналов данной последовательности.

7.1.28 При измерении значений тока, напряжения и фазового смещения между ними, которые используются для определения электротехнических показателей, связанных с определением активной, полной или реактивной мощностей ЭПС, значение не должно быть более 1,0 мкс.

7.1.29 Измеряемые сигналы должны быть представлены в виде упорядоченных массивов, состоящих из N мгновенных значений u_n или i_n, где n = 0, 1, 2,..., N - 1 - порядковый номер значения в массиве, за период T_f основной гармоники, с. Каждый из зарегистрированных сигналов токов и напряжений, определенных за период T_f функций напряжения и/или тока со стабильным шагом квантования t, следует представить в виде сигналов, квантованных по амплитуде и дискретных по времени. После этого вычисляют следующие электротехнические показатели по формулам:

- средние значения напряжений U_ср, В, и токов I_ср, А

 

, (7.11)

 

; (7.12)

 

- среднеквадратические (действующие) значения напряжений U, В, и токов I, А

 

, (7.13)

 

; (7.14)

 

- средние мощности P, кВт

 

; (7.15)

 

- полные (кажущиеся) мощности S, кВА

 

S = 10^-3U·I; (7.16)

 

- реактивная мощность Q, квар, в однофазной цепи

 

; (7.17)

 

- коэффициент мощности в цепях переменного тока , о.е.

 

; (7.18)

 

- КПД , о.е., элементов электрооборудования или преобразователей, у которых входная мощность P₁, а выходная мощность P₂

 

; (7.19)

 

- коэффициент K_пi, %, относительной пульсации тока

 

, (7.20)

 

где i_max, i_min - соответственно максимальное и минимальное мгновенные значения тока, А.

- коэффициент K_пu, %, относительной пульсации напряжения

 

, (7.21)

 

где u_max, u_min - соответственно максимальное и минимальное мгновенные значения напряжения, В.

7.1.30 В трехфазных цепях переменного тока величину активной, полной и реактивной мощности определяют как сумму соответствующих мощностей трех фаз. По 1-му варианту при определении активной мощности в трехфазных цепях без нулевого провода допускается применение измерительной схемы типа "два вольтметра - два амперметра", при которой определяют данную мощность в виде суммы произведения тока первой фазы на разность напряжений первой и третьей фаз и произведения тока второй фазы на разность напряжений второй и третьей фаз.

По 2-му варианту мощность на валу асинхронного ТД P_В вычисляют по формуле

 

, (7.22)

 

где I_Ai, I_Bi, I_Ci - мгновенные значения токов фаз A, B, C;

U_Ai, U_Bi, U_Ci - мгновенные значения напряжений фаз A, B, C;

i - номер измерения (изменяется от i = 0 до i = m);

m - общее количество измерений за выбранное число периодов с интервалом 10^-6 с;

t_m - время окончания измерения, t_m = m·10^-6, с;

- КПД ТД.

7.1.31 Регистрацию массивов данных измерений и вышеперечисленных расчетных показателей следует производить для различных уставок сил тяги и торможения в процессе движения ТПС в течение интервала времени T с периодом отсчета .

7.1.32 При проведении тяговых и энергетических испытаний для определения нормируемых интервалов времени необходимо обеспечить регистрацию моментов включения или выключения соответствующих электрических аппаратов или переключения сигналов системы управления.

7.1.33 ИВК должен обеспечить регистрацию мгновенных значений сигналов с указанной в таблице 2 точностью измерений.

7.1.34 Интервал времени между событием и соответствующим изменением логического состояния сигнала не должен превышать 50 мкс. Для асинхронного ТД интервал времени между событием и соответствующим изменением логического состояния сигнала не должен превышать 10 мкс.

7.1.35 ИВК не должен допускать ложной регистрации переключений и иметь защиту от дребезга контактов.

7.1.36 Измерение нагрева электрооборудования следует проводить в соответствии с ГОСТ 34673.2.

7.1.37 Мощность на валу ТД следует определять измерением токов и напряжений на входе ТД и расчетом с использованием характеристик КПД тягового двигателя, полученных по результатам стендовых испытаний для соответствующего режима работы при питании ТД от преобразователя (при его наличии) ТПС. Мощность вычисляется по 7.1.30.

7.1.38 Мощность P_д, кВт, на валу ТД в режиме тяги следует вычислять по формуле

 

, (7.23)

 

где - КПД тягового двигателя в соответствующем режиме работы, о.е.;

P_1д - мощность на входе ТД, кВт.

7.1.39 Мощность P_д, кВт, на валу ТД в режиме электродинамического торможения вычисляют по формуле

 

, (7.24)

 

где P_г - мощность на выходе ТД, работающего в генераторном режиме, кВт.

7.1.40 Тяговую характеристику определяют в стационарных режимах движения на заданных скоростях по мере разгона ТПС во всем диапазоне скоростей его движения. При этом следует проводить одновременное измерение скорости движения, напряжения тяговой сети (для ЭПС), а также всех токов и напряжений на входах ТД для расчета мощности на валу ТД и других показателей, необходимых для идентификации режима работы ТД. Измерения и определение показателей следует проводить в соответствии с 7.1.15 - 7.1.31, 7.1.37 - 7.1.39.

7.1.41 Касательная сила тяги на ободе колеса F_к.д, кН, должна быть определена на основании полученного массива данных для всех значений скорости движения ТПС и соответствующих им значений мощности на валу ТД по формуле

 

, (7.25)

 

где - КПД тяговой передачи.

При трогании ТПС с места допускается использовать динамометрическую автосцепку; также допускается использовать вращающие моменты на валах ТД, вычисленные штатной системой управления бесколлекторными тяговыми двигателями.

7.1.42 Полученные в результате расчетов значения силы тяги F_к.д, кН, тока двигателя I_д, А, и скорости движения v, км/ч, следует сопоставить с зависимостями силы тяги и тока двигателя от скорости. По полю точек должна быть проведена аппроксимирующая линия с величиной достоверности аппроксимации R² не менее 0,9999. На одной диаграмме следует отобразить тяговые характеристики ТПС во всем диапазоне скоростей с указанием позиций (или зон) регулирования напряжения на ТД.

7.1.43 Экспериментальное определение тяговых характеристик электровоза или электропоезда следует проводить с использованием средних токов по якорям коллекторных ТД или действующих токов бесколлекторных ТД, вычисленных в соответствии с 7.1.15.

7.1.44 Для каждого из введенных массивов данных следует рассчитать усредненные значения мощности P_д, кВт, на зажимах каждого из тяговых двигателей:

- для коллекторных тяговых двигателей постоянного или пульсирующего тока

 

, (7.26)

 

где u_дk - напряжение на коллекторном тяговом двигателе, В;

i_яk - ток якоря коллекторного тягового двигателя, А;

- для тяговых двигателей переменного тока

 

, (7.27)

 

где p_дk - активная мощность тягового двигателя переменного тока, кВт;

k = 1...N;

N - количество мгновенных измерений, соответствующих целому числу полупериодов напряжения в контактной сети.

7.1.45 По тем же массивам данных должны быть рассчитаны средние по всем тяговым двигателям значения U_д.э, В, и I_я.э, А:

 

, (7.28)

 

, (7.29)

 

где m = 1...N_д,

N_д - количество тяговых двигателей.

7.1.46 По значениям мощностей на входах тяговых двигателей допускается рассчитывать мощность P_к, кВт ТПС на ободах колес:

 

, (7.30)

 

где m = 1...N_д;

- КПД двигателя в данном режиме по результатам стендовых испытаний с учетом пульсаций тока якоря, о.е.;

- КПД тяговой передачи следует принимать по техническим условиям на редуктор, о.е.

7.1.47 Силу тяги ТПС F_к, кН, вычисляют по формуле

 

, (7.31)

 

где v - скорость движения ТПС, км/ч.

7.1.48 Силу тяги ТПС , кН, со среднеизношенными колесными парами вычисляют по формуле

 

, (7.32)

 

где D_к - фактический диаметр колес ТПС во время испытаний, м;

- диаметр среднеизношенных колес ТПС, м.

7.1.49 Для ЭПС с коллекторными ТД измеренное значение скорости движения v', км/ч, необходимо приводить к номинальному напряжению в контактной сети и среднеизношенным колесным парам следующим образом:

 

, (7.33)

 

где - напряжение на заданной ступени регулирования (зоне), приведенное к номинальному напряжению в контактной сети, В;

R_д - суммарное сопротивление обмоток якоря тягового двигателя при температуре 115 °C, Ом.

7.1.50 Для ГДПС скорость движения v', км/ч, приводят к среднеизношенным колесным парам ТПС по формуле

 

. (7.34)

 

7.1.51 Для ЭПС со стабильным напряжением в звене постоянного тока скорость движения к номинальному напряжению в контактной сети допускается не приводить.

7.1.52 Расчетные значения F'_к, v', I_я.э наносят на графиках F'_к = f(v') и v' = f(I_я.э) и по полю точек следует провести усредненные линии. На графиках также следует указать точки, соответствующие токам (мощности) ТД в часовом и/или продолжительном режимах.

7.1.53 Рекомендуется аналогично с порядком, приведенным в 7.1.15 - 7.1.31, 7.1.37 - 7.1.39, регистрировать тяговые характеристики ТПС на промежуточных ступенях регулирования (зонах) напряжения, ступенях ослабления возбуждения или на промежуточных ступенях регулирования токов ТД или силы тяги.

7.1.54 Тормозную характеристику ТПС следует определять в процессе торможения с применением электродинамического тормоза во всем диапазоне скоростей движения. При этом следует производить одновременное измерение скорости движения, напряжения тяговой сети, а также всех токов и напряжений на входах ТД для расчета мощности на валу ТД и других показателей, необходимых для идентификации режима работы ТД. Измерения и определение показателей проводятся в соответствии с 7.1.16 - 7.1.31, 7.1.37 - 7.1.39.

7.1.55 Тормозную касательную силу на ободе колеса B_к.д, кН, следует вычислять на основании полученного массива данных для всех значений скорости движения и соответствующих им значений мощности на валу ТД по формуле

 

. (7.35)

 

7.1.56 Полученные значения тормозной касательной силы B_к.д, кН, тока ТД I_д, А, и скорости движения v, км/ч, наносят на графики B_к.д = f(v) и I_д = f(v) и по полю точек построят аппроксимирующую линию.

7.1.57 Токовую характеристику следует определять при движении ТПС в расчетных режимах тяги и электродинамического торможения во всем диапазоне скоростей движения. При этом следует проводить одновременное измерение скорости движения, напряжения и тока двигателей ТПС (или тяговых двигателей одной мотор-вагонной секции), а также напряжения, тока вспомогательных цепей и других показателей, необходимых для идентификации режима работы ТД. Измерения и определение показателей следует проводить в соответствии с 7.3 и 7.4.

7.1.58 Значение тягового тока ЭПС постоянного тока I_э, А, на основании массива данных для всех значений скорости движения и соответствующих им значений тока, потребляемого на тягу, вычисляют по формуле

 

, (7.36)

 

где P_с - мощность, потребляемая ЭПС, кВт;

P_в.ц - мощность, потребляемая вспомогательными цепями ЭПС, кВт;

U_с - напряжение тяговой сети, В.

7.1.59 Значение действующего тягового тока ЭПС переменного тока I_Э, А, вычисляют на основании массива данных для всех значений скорости движения и соответствующих им значений тока по формуле

 

, (7.37)

 

где S_с - полная мощность, потребляемая ЭПС, кВА;

S_в.ц - полная мощность, потребляемая вспомогательными цепями, кВА.

7.1.60 Действующее значение активного тока ЭПС переменного тока I_э.а, А, потребляемого на тягу, вычисляют на основании массива данных для всех значений скорости движения и соответствующих им значений потребляемого на тягу тока ЭПС по формуле

 

, (7.38)

 

где P_с.а - активная мощность, потребляемая ЭПС, кВт;

P_в.ц.а - активная мощность, потребляемая вспомогательными цепями, кВт.

7.1.61 Полученные в результате расчетов значения токов ЭПС I_э, I_э.а, А, и скорости движения v, км/ч, следует нанести на диаграммы I_э = f(v) и I_э.а = f(v) и по полям точек построить аппроксимирующие линии.

7.1.62 При испытании ТПС, от электрических цепей которого производится электроснабжение прицепных вагонов, необходимо измерять и вычитать мощность этого электроснабжения из общей входной мощности электровоза.

7.1.63 Внешнюю характеристику преобразователя следует определять в процессе разгона или торможения ТПС во всем диапазоне скоростей движения. При этом следует проводить одновременные измерения скорости движения, напряжения тяговой сети, действующих значений тока и напряжения на выходе тягового преобразователя и тока ТД, необходимых для идентификации режима работы ТД. Измерения токов и напряжений на входах и выходах тягового трансформатора и преобразователя следует проводить в соответствии с 7.4, а также ГОСТ 33323-2015 (подразделы 4.5 и 7.4; для преобразователя) и ГОСТ 33324-2015 (раздел 11; для тягового трансформатора).

7.1.64 Массив значений напряжения на выходе преобразователя и тока ТД следует нанести на диаграмму U = f(I_д) и по полю точек провести аппроксимирующую линию.

7.1.65 Экспериментальное определение зависимости выпрямленного напряжения на зажимах коллекторного тягового двигателя или на входе инвертора бесколлекторного тягового двигателя U_д от выпрямленного тока двигателя I_я (внешней характеристики преобразователя) в режимах тяги и электродинамического рекуперативного торможения выполняют с учетом требований ГОСТ 33323-2015 (подразделы 4.5 и 7.4; для преобразователя) и ГОСТ 33324-2015 (раздел 11; для тягового трансформатора).

7.1.66 В режиме тяги необходимо осуществить разгон поезда при ручном или автоматическом управлении с увеличенным на 25% - 50% по сравнению с номинальным током (силой тяги) двигателя до достижения высшей зоны регулирования напряжения тягового преобразователя, которое следует контролировать по напряжению на выходе преобразователя. Дальнейший разгон ЭПС по естественной характеристике вплоть до максимальной скорости следует регулировать изменением тормозной силы вспомогательного локомотива.

7.1.67 Допускается достигать скорость начала электродинамического рекуперативного торможения посредством разгона поезда при помощи вспомогательного локомотива. Испытываемый электровоз или электропоезд следует переводить в режим электродинамического торможения на заданной ступени (зоне) регулирования. Постепенное снижение скорости при поддержании заданной ступени (зоны) регулирования обеспечивают изменением тока ТД испытываемого электровоза или электропоезда и уменьшением силы тяги вспомогательного локомотива. Режим движения поезда следует контролировать по значению напряжения на выходе тягового преобразователя.

7.1.68 По мере разгона (замедления) поезда должны быть обеспечены стационарные режимы тяги (электродинамического торможения) в соответствии с 7.2.6.

7.1.69 При испытаниях ЭПС переменного тока для каждого из введенных массивов данных вычисляют усредненные значения:

- действующее значение напряжения на токоприемнике U_с, В

 

, (7.39)

 

где k = 1...N;

N - число мгновенных измерений, соответствующих целому числу полупериодов сетевого напряжения;

- среднее значение напряжения на токоприемнике U_ср, В

 

; (7.40)

 

- величины напряжения U_д, В, и тока I_яэ, А, для каждого из ТД пульсирующего тока

 

; (7.41)

 

. (7.42)

 

Напряжение U'_д, В, следует приводить к номинальному напряжению на токоприемнике ЭПС переменного тока по формулам:

- для режима тяги

 

, (7.43)

 

где U_ср.н - среднее номинальное значение одной полуволны напряжения на токоприемнике, равное 22500 В;

U_т.ср - среднее номинальное напряжение вторичной обмотки тягового трансформатора данной ступени регулирования (зоны), В, равное

 

, (7.44)

 

где U_т - номинальное напряжение вторичной обмотки тягового трансформатора данной ступени регулирования (зоны), В;

- начальный угол регулирования выпрямленного напряжения на выходе выпрямительно-инверторного преобразователя, эл. град.

- для режима электродинамического рекуперативного торможения:

 

. (7.45)

 

Величину угла необходимо определять по контрольным вводам совокупности измерений мгновенных значений напряжения на выходе выпрямительно-инверторного преобразователя u_в с частотой квантования 36 кГц и длительностью непрерывного цикла каждого ввода 50 мс.

7.1.70 Экспериментальное определение коэффициента к_п.о относительной пульсации тока, протекающего по якорям коллекторных ТД ЭПС в режимах тяги и электродинамического рекуперативного торможения, следует осуществлять в соответствии с 7.1.15.

Действующее значение напряжения на токоприемнике U_с и средние токи по якорям каждого ТД I_я.э следует определять в соответствии с 7.1.69. По массивам мгновенных значений необходимо найти наибольшее и наименьшее значения i_{я max} и i_{я min} за период пульсации. Коэффициент относительной пульсации K_п.о, %, для каждого ТД необходимо вычислять по формуле

 

. (7.46)

 

Приведение коэффициента относительной пульсации к номинальному напряжению на токоприемнике ЭПС переменного тока следует производить по формуле

 

. (7.47)

 

Полученные в результате расчетов значений (I_я) точки следует нанести на график. По полю точек проводят усредненную линию. На графике следует указать точки, соответствующие токам ТД I_я.э в часовом и продолжительном режимах.

7.1.71 При испытаниях ЭПС постоянного тока для каждого из введенных массивов следует вычислить усредненные значения:

- среднее значение напряжения U_ср, В, на токоприемнике

 

; (7.48)

 

- величины напряжения U_д, В, и тока I_я.э, А, для каждого из ТД постоянного тока

 

, (7.49)

 

. (7.50)

 

Напряжение U_д для режима тяги и электродинамического рекуперативного торможения следует приводить к номинальному напряжению , В, на токоприемнике ЭПС постоянного тока по формуле

 

, (7.51)

 

где U_ср.н - номинальное среднее значение напряжения на токоприемнике, В.

Полученные в результате расчетов усредненных значений , I_я.э для каждого ТД точки необходимо наносить на общем графике зависимости приведенного напряжения от тока якоря. По полю точек следует провести усредненную линию. На графике следует указывать напряжение на ТД постоянного тока при токе номинального режима.

7.1.72 Силы тяги и электродинамического торможения ТПС допускается регистрировать иными, в том числе установленными на автосцепке, СИ с метрологическими характеристиками, соответствующими требованиям раздела 6.

При использовании СИ, установленных на автосцепке, необходимо определить силы тяги и/или электродинамического торможения на ободах движущих колес ТПС прибавлением (для силы тяги) или вычитанием (для силы электродинамического торможения) силы основного сопротивления движению ТПС.

7.1.73 Расход электроэнергии МВПС, кВт·ч, следует определять в целом при движении по линии A или по расчетному перегону A_пер; также отдельно следует определять расход электроэнергии на тягу, возврат ее при рекуперативном торможении, расход во вспомогательных цепях и на обеспечение (при наличии) комфортных условий для пассажиров.

7.1.74 Значение показателей расхода электроэнергии необходимо вычислять для расчетного режима движения, указанного в нормативной документации на МВПС.

7.1.75 Расход A электроэнергии, кВт·ч, при движении ЭПС на линии следует вычислять по формуле

 

, (7.52)

 

где - период квантования, с;

P_j - массив измеренных значений активной мощности, кВт;

N_j - количество измеренных значений активной мощности.

7.1.76 Для анализа составляющих потребления электроэнергии допускается приводить зависимости расхода электроэнергии на тягу от скорости разгона и возврата электроэнергии при рекуперативном торможении от скорости начала торможения. В отчетном документе указанные зависимости следует отображать на диаграмме или в табличном виде.

7.1.77 Удельный расход электроэнергии A_уд, кВт·ч/10⁴ т·км брутто, следует вычислять по формуле

 

, (7.53)

 

где A - расход электроэнергии на прохождение поездом массы брутто m, т, линии длиной s, км; вычисления A_пер для расчетного перегона проводятся аналогично по 7.1.74 - 7.1.77.

Допускается определять удельный расход электроэнергии с единицей измерения Вт·ч/т·км брутто; с такой единицей измерения удельный расход электроэнергии получается в 10 раз меньше.

7.1.78 Степень искрения щеток коллекторных ТД следует определять на ЭПС методом визуального контроля и/или с помощью видеокамер в соответствии с ГОСТ 2582-2013 (подраздел 8.12) в следующих режимах работы ТПС:

- в расчетных пуско-тормозных режимах ТПС;

- при разгоне до максимальной скорости движения;

- при переходе из режима тяги в режим выбега на максимальной скорости движения;

- при включении режима электродинамического торможения на максимальной скорости движения;

- при рекуперативном торможении, начиная со скорости на 10 км/ч ниже максимальной;

- в аварийных режимах перегрузки ТД при испытаниях защиты в соответствии с ГОСТ 34673.2;

- в других режимах с напряженными условиями коммутации, определенных по результатам стендовых испытаний.

7.1.79 Контроль соответствия вспомогательного оборудования по частотам вращения мотор-вентиляторов и мотор-компрессоров, а также по напряжениям во вспомогательных цепях и цепях управления рекомендуется проводить одновременно с испытаниями тягового электрооборудования по 7.1.4 - 7.1.78.