Функциональная схема испытательного стенда.

 

Отдельные составные части стенда имеются и установлены в испытательном центре ОАО «НИПТИЭМ». Этот стенд нуждается в модернизации: введение нескольких каналов двигатель-нагрузка, замена «ДВС» на реальный дизель с системами его обеспечения и аппаратурой измерения удельного расхода топлива и т.п. Стоимость модернизации может составить около 25 млн. рублей.

 

К 2015 – 2016 году планируется создание специализированного предприятия по производству силовой и управляющей электроники, на котором будет осуществляться производство перечисленных выше компонентов КТЭО (за исключением электрических машин) с производственной площадью до 1000 кв.м., наладочными и испытательными стендами. Инвестиции на создание такого предприятия могут составить около 50 млн. рублей (не считая стоимость стенда).

Приложение 2.

УТВЕРЖДАЮ Генеральный конструктор ОАО «МТЗ» _________________А.Г. Стасилевич «___»_______________2014 г.	УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «Русэлпром» __________________ В.В. Дорохин «___»_____________2014 г.

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

(П Р О Е К Т)

на разработку тягового электрооборудования

для электромеханической трансмиссии переменно-переменного тока

с центральным приводом для трактора ОАО «МТЗ» мощностью 180 л.с.

 

шифр: «КТЭО ЭТ-180ЦП»

 

 

СОГЛАСОВАНО   Главный конструктор ОАО «МТЗ» ________________Н.И. Зезетко «___»______________ 2014 г.

СОГЛАСОВАНО   Главный конструктор электропривода транспортных средств ООО «Русэлпром» Генеральный директор ООО «Русэлпром – Электропривод» __________________С.Н. Флоренцев «___»____________2014 г.   Управляющий директор ОАО «НИПТИЭМ» __________________О.В. Кругликов «___»___________2014 г.

Настоящее техническое задание разработано на основании технических требований к электромеханической трансмиссии с центральным приводом трактора ОАО «МТЗ» мощностью 180 л.с., утвержденных Генеральным конструктором ОАО «МТЗ» А.Г. Стасилевичем.

 

1. НАИМЕНОВАНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Комплекты тягового электрооборудования (КТЭО) предназначены для электромеханической трансмиссии переменно - переменного тока с центральным приводом трактор ОАО «МТЗ» мощностью 180 л.с.

Комплект КТЭО включает в себя:

- тяговый мотор-генератор (МГ) переменного тока;

- тяговый двигатель центрального привода (ТД);

- блок силовой электроники (БСЭ) с силовыми преобразователями с микропроцессорными системами управления (СП) для питания МГ и ТД;

- контроллер верхнего уровня (КВУ) для управления потоками мощности и тягой, связанный с органами управления трактором, системами контроля и отображения информации в кабине водителя;

- сервисную вычислительную систему (СВС) для обеспечения внутренних задач контроля и диагностики оборудования КТЭО (не поставляется в комплекте оборудования).

В КТЭО должна быть использована жидкостная (масляная) система охлаждения МГ, ТАД и БСЭ.

2 ЦЕЛЬ И НАЗНАЧЕНИЕ РАЗРАБОТКИ

Цель разработки – создание комплектов тягового электрооборудования, входящих в состав электромеханической трансмиссии переменно-переменного тока с центральным приводом, для установки на перспективных образцах тракторов мощностью до 180 л.с.

Применение КТЭО с частотно - регулируемыми асинхронными электроприводами МГ и ТАД, по сравнению гидромеханической трансмиссией позволит:

- улучшить технико-экономические показатели трактора: снизить динамические нагрузки на узлы трактора и двигателя, уменьшить буксование колес, снизить расход топлива на единицу выполненной работы, обеспечить бесступенчатое регулирование скорости агрегата;

- снизить эксплуатационные затраты на техническое обслуживание, ремонт и расходные материалы, повысить надежность работы трактора в целом;

Характеристики трактора мощностью 180 л.с., на который устанавливается КТЭО электромеханической трансмиссии с центральным приводом и двухступенчатой коробкой передач приведены в Приложении 1 к настоящему ТЗ.

 

3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

3.1. Комплекты КТЭО должны соответствовать настоящему Техническому заданию, ГОСТ 17412-72, ГОСТ 24882-81, комплектам документации, указанной в таблице 1, а для поставок на экспорт также требованиям ГОСТ 15963-79, РД 16 01.007-88.

3.2. Основные параметры

3.2.1. Электрооборудование при совместной работе с дизельным двигателем, тяговым генератором, тяговыми асинхронными двигателями с силовыми преобразователями, должно обеспечивать:

3.2.1.1. следующие режимы работы трактора:

3.2.1.1.1. тяговый, с характеристиками, приведенными в приложении 1;

3.2.1.1.2. обеспечивать движение передним и задним ходом;

3.2.1.1.3. обеспечивать работу в двух диапазонах работы с переключением на стоянке;

3.2.1.2. электрические параметры генератора (МГ) и тягового двигателя (ТАД) указанны в таблице 1.

Таблица 1.

№ п/п	Наименование параметра	Величина
	Мощность на выходе генератора с СП, кВт, не менее
	Диапазон рабочих скоростей вращения вала генератора, об/мин	800 - 2300
	Номинальная скорость генератора при мощности 100 кВт, об/мин
	Максимальный момент на валу генератора, Нм (при скорости 1500 об/мин)
	Напряжение на шине постоянного тока, В
	Максимальная мощность на валу ТАД, кВт
	Максимальный пусковой момент на валу ТАД, Нм (до 2500 об/мин, далее гипербола мощности 155 кВт)
	Диапазон скоростей ТАД с максимальным КПД, об/мин	1800 - 2500
	Максимальная скорость вращения ТАД, об/мин
	Суммарный КПД КТЭО (от вала ДВС до вала ТАД), не менее	0,8
	Габариты блока электрических машин (МГ и ТАД), мм, не более диаметр (по уплотнению) длина (общая)	475 / 470
	Вес двух электрических машин, кг, не более

 

3.2.1.3. защиту от аварийных режимов работы:

- от перегрева мотор - генератора, асинхронного двигателя, их подшипников, силовых преобразователей;

- ухудшения уровня изоляции токоведущих частей;

- от перегрузок по току, напряжению.

3.2.1.4. диагностику составных частей КТЭО, с определением неисправности до функционального блока, с контролем и визуализацией параметров электрооборудования, записью и хранением данных статистических и аварийных данных работы трактора;

3.2.1.7. работу с внешней ПЭВМ (ноутбук), программно – аппаратно сопряженной с контроллером верхнего уровня (КВУ), реализующей функции:

- просмотр значений напряжений, токов, температуры и скоростей в реальном времени;

- просмотр и анализ параметров КТЭО, сохраненных во встроенной системе диагностики КВУ;

- просмотр и передача в ПЭВМ статистической информации работы КТЭО, сохраняемой в КВУ, для дальнейшего анализа работы оборудования КТЭО;

- загрузку системного программного обеспечения и файлов конфигурации системы КТЭО из ПЭВМ в КВУ;

- анализ данных с помощью интегрированного графического пакета, обеспечивающего графическое представление данных, переданных из КВУ в ПЭВМ для их детального анализа;

- изменение конфигурации системы (установка часов, календаря, настройка журналов данных, проверка аналоговых выводов, настройка других системных параметров);

- тестирование и самотестирование оборудования тягового электропривода.

3.2.1.8. дополнительные возможности при управлении приводом:

- использование на тягу полной свободной мощности дизеля;

- стабилизация текущего значения скорости при тяге;

- ограничение скорости движения трактора.

3.2.2. Управление КТЭО производится микропроцессорным контроллером верхнего уровня (КВУ). Связь КВУ с контроллерами дизеля и силовых преобразователей, а также с устройством отображения информации в кабине водителя осуществляется по каналу типа CAN, дополнительный порт RS -232 (USB) служит для стыковки с компьютером.

3.2.3. Питание всех электронных блоков КТЭО должно производиться от бортовой аккумуляторной батареи (АБ) с номинальным напряжением 24 В по ГОСТ 3940-84.

3.2.4. При запуске двигателя питание оборудования КТЭО должно включаться. При кратковременном пропадании электрического питания на время 0,1... 0,5 с оборудование КТЭО должно сохранять все уставки и работоспособность.

3.2.5. Электронные блоки КТЭО должны иметь защиту:

- от перемены полярности источника питания;

- при попадании любого из проводов внешних соединительных кабелей на корпус или положительный полюс источника питания;

- от превышения напряжения питания свыше 32В (до 60В) с сигнализацией и отключением системы (режим работы продолжительный).

3.2.6. Оборудование КТЭО должно сохранять работоспособность при помехах питающего напряжения:

- синусоидальных, с амплитудой + 8 В, частотой 10 – 100000 Гц;

- импульсных, с амплитудой + 20 В, длительностью 10-15 мс, периодом повторения 0,025 – 0,1 с.

3.2.7. Оборудование КТЭО должно сохранять работоспособность после воздействия статического электричества по ГОСТ 30378-95.

3.2.8. КТЭО должен обеспечивать функциональное состояние класса А при воздействии помех в цепях питания согласно ГОСТ 28751-91 со степенью жесткости эмиссии I для всех видов помех.

3.2.9. Уровень собственных помех по цепям питания по ГОСТ 28751-91. Степень жесткости I для всех видов помех.

3.2.10. КТЭО должен иметь сертификат о происхождении электромагнитной совместимости и иметь маркировку СЕ, согласно международных требований.

3.2.13. Условия эксплуатации У, УХЛ и Т по ГОСТ 15150-69.

3.2.14. Климатическое исполнение КТЭО – О1 по ГОСТ 15150-69 с диапазоном рабочих температур от минус 40 град. С до плюс 60 град. С и предельных (хранение) от минус 40 град.С до плюс 85 град. С, исключая КВУ, находящегося в кабине тракториста.

3.2.15. КТЭО должен сохранять работоспособность в результате теплового удара от минус 40 град. С до плюс 85 град. С при изменении температуры на 4 град. С за минуту в обе стороны.

3.2.16. КТЭО должен быть устойчивым к воздействию окружающей среды с наличием масла, дизельного топлива, ядохимикатов, удобрений, антифризных жидкостей, моющих средств, их паров. Стойкость оборудования КТЭО к воздействию перечисленных выше факторов обеспечивается в составе трактора.

3.2.17. КТЭО должен сохранять работоспособность при эксплуатации на высоте до 1200 м над уровнем моря, при транспортировке – на высоте до 3500м над уровнем моря.

3.2.18. КТЭО должен выдерживать вибрационные нагрузки с частотой 50Гц в течение 8 часов с максимальным ускорением 5g по ГОСТ 3940-84. КТЭО должен выдерживать ударные нагрузки в количестве 10000 ударов с максимальным ускорением 10g по ГОСТ3940-84.

3.2.19. Электрические машины должны соответствовать ГОСТ 2582.

3.2.20. Степень защиты блока силовой электроники (БСЭ) – IP65, по ГОСТ 14254-80.

3.2.21. Сопротивление изоляции электрических цепей относительно корпуса и между собой должно быть не менее:

3.2.21.1. в холодном состоянии – 10 Мом;

3.2.21.2. после испытаний на нагревание и теплоустойчивость – 3 Мом;

3.2.21.3. после пребывания в камере влажности и после испытаний на брызгозащищенность – 0,5 Мом.

3.2.22. Электрическая прочность изоляции в холодном состоянии между цепью и корпусом, а также между цепями должна выдерживать в течение 1 мин + 5 с испытательные напряжения 2500В, частоты 50Гц.

3.2.23. Срок эксплуатации КТЭО – не менее 10 лет.

3.2.24. Гарантии – два года с даты ввода трактора в эксплуатацию.

3.2.25. Рекомендуемая смазка всех подшипников MobiLight SHC100. Электрические машины должны иметь возможность пополнения смазки без разборки. Периодичность пополнения – 4000 часов.