Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 49580 10.20295/2223-9987-2022-1-103-117 Современные технологии - транспорту HIGH TECHNOLOGIES FOR TRANSPORT Современные технологии - транспорту Definition of Energy Expenses on Traction Generator Excitation According to Data of Microprocessor Control Systems for Locomotive Traction Characteristic Prediction Определение затрат энергии на возбуждение тягового генератора по данным микропроцессорных систем управления для прогнозирования тяговой характеристики локомотива Курилкин Дмитрий Николаевич Kurilkin Dmitry Nikolaevich kurilkin@pgups.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University St. Petersburg Russian Federation 30 03 2022 30 03 2022 2022 1 103 117 30 03 2022 https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/49580/view

Цель: Разработка и апробация методики определения затрат энергии на возбуждение тягового генератора тепловоза на этапе прогнозирования тяговой характеристики локомотива. При определении мощности дизеля, затрачиваемой на возбуждение тягового генератора, при прогнозировании тягово-энергетических характеристик тепловоза необходимо учитывать текущее техническое состояние возбудителя и тягового синхронного генератора. Эта задача может быть решена в результате статистического анализа информации, регистрируемой подсистемой бортовой диагностики современных тепловозов. Методы: В работе использованы методы препроцессорной обработки массива информации и статистического анализа сформированной выборки. Результаты: Получены зависимости, позволяющие с высокой точностью прогнозировать затраты мощности на возбуждение тягового генератора в различных режимах работы тепловоза на основе предварительного анализа данных подсистемы бортовой диагностики. Необходимость такого анализа обусловлена большим разбросом параметров магнитной системы тяговых синхронных генераторов, и, соответственно, значений мощности, затрачиваемой на их возбуждение, который для генераторов ГС501А тепловозов 2ТЭ116У достигает 100% при мощности до 40 кВт. Практическая значимость: Полученные результаты помогают повысить точность определения тягово-энергетических свойств конкретного локомотива.

Purpose: Development and approbation of the methodology of definition of energy expenses on excitation of traction generator of diesel locomotive on the stage of locomotive traction characteristic prediction. While definition of diesel power spent on traction generator excitation during prediction of traction-energy characteristics of diesel locomotive it’s necessary to consider current technical state of an exciter and traction synchronous generator. This task can be solved as a result of statistical analysis of information being registered by subsystem of board diagnostics of contemporary diesel locomotives. Methods: It’s used in the work the methods of preprocessor handling of information volume and statistical analysis of formed sampling. Results: There have been obtained the dependences allowing to predict with high precision the expenses of power for traction generator excitation in various work modes of diesel locomotive on the basis of preliminary analysis of data of board diagnostics subsystem. The necessity of such analysis is preconditioned by large scatter of parameters of magnetic system of traction synchronous generators and, hence, power values spent on their excitation which reaches 100% for generators 2TE116U at 40 kW power. Practical significance: The obtained results help to rise definition accuracy of traction-energy properties for particular locomotive.

 энергоэффективность возбуждение тягового генератора затраты энергии на возбуждение генератора вспомогательные нагрузки energy effectiveness excitation of traction generator energy expenses on generator excitation auxiliary loads

Перминов В.А. Влияние технического состояния вспомогательного оборудования тепловозов на их энергоэффективность в эксплуатации/В.А. Перминов, В.В. Грачев, Д.Н. Курилкин, И.Э. Нестеров//Вестник научно-исследовательского и конструкторско-технологического института подвижного состава.2015, № 97. С. 45-58. Perminov V.A. Vliyanie tekhnicheskogo sostoyaniya vspomogatel'nogo oborudovaniya teplovozov na ikh energoeffektivnost' v ekspluatatsii [Influence of the technical condition of the auxiliary equipment of diesel locomotives on their energy efficiency in operation]. Vestnik nauchno-issledovatel'skogo i konstruktorsko-tekhnologicheskogo instituta podvizhnogo sostava [Bulletin of the Research and Design Institute of Rolling Stock]. 2015, I. 97, pp. 45-58. Клименко Ю.И. Влияние параметрических отказов оборудования тепловозов на его энергоэффективность в эксплуатации/Ю.И. Клименко, В.А. Перминов, В.В. Грачев, Д.Н. Курилкин, А.В. Фролов//Локомотив. - 2017.-№4 -С. 40-45. Klimenko Yu.I. Vliyanie parametricheskikh otkazov oborudovaniya teplovozov na ego energoeffektivnost' v ekspluatatsii [Influence of parametric failures of diesel locomotive equipment on its energy efficiency in operation]. Lokomotiv [Locomotive]. 2017, I. 4, pp. 40-45. Перминов В.А. Оперативный контроль уровня энергоэффективности магистрального тепловоза рабочего парка/В.А. Перминов, М.В. Федотов, В.В. Грачев, И.Э. Нестеров//Вестник научно-исследовательского и конструкторско-технологического института подвижного состава.2015, № 97. С. 45-58. Perminov V.A. Operativnyy kontrol' urovnya energoeffektivnosti magistral'nogo teplovoza rabochego parka [Operational control of the level of energy efficiency of the main diesel locomotive of the working fleet]. Vestnik nauchno-issledovatel'skogo i konstruktorsko-tekhnologicheskogo instituta podvizhnogo sostava [Bulletin of the Research and Design Institute of Rolling Stock]. 2015, I. 97, pp. 45-58. Грачев В.В. Прескриптивный контроль энергоэффективности силовой установки тепловоза с использованием интеллектуальных методов обработки измерительной информации встроенных средств диагностики: монография/В.В. Грачев. - СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2019. - 106с.: ил. Grachev V.V. Preskriptivnyy kontrol' energoeffektivnosti silovoy ustanovki teplovoza s ispol'zovaniem intellektual'nykh metodov obrabotki izmeritel'noy informatsii vstroennykh sredstv diagnostiki [Prescriptive control of the energy efficiency of a diesel locomotive power plant using intelligent methods for processing measurement information of built-in diagnostic tools]. St. Petersburg: FGBOU VO PGUPS Publ., 2019. 106 p. Система микропроцессорная управления, регулирования и диагностики. Руководство по эксплуатации 27.Т.156.00.00.000 РЭ/АО ВНИКТИ. - Коломна, 2007. - 111с. Sistema mikroprotsessornaya upravleniya, regulirovaniya i diagnostiki. Rukovodstvo po ekspluatatsii 27.T.156.00.00.000 RE/AO VNIKTI [Microprocessor control, regulation and diagnostics system. Operation manual 27.T.156.00.00.000 RE/JSC VNIKTI]. Kolomna, 2007. 111 p. Разработка показателей энергоэффективности тепловозов и методик их определения. Экспериментальные исследования по определению показателя энергоэффективности локомотивов (ПЭЛ) для оценки качества ремонта тепловозов (на примере тепловозов 2ТЭ116У, ТЭП70БС, ТЭМ18ДМ): техн. отчет №27-2014-19, ОАО «ВНИКТИ»; рук. работы Перминов В.А. - Коломна, 2014, 175с. Razrabotka pokazateley energoeffektivnosti teplovozov i metodik ikh opredeleniya. Eksperimental'nye issledovaniya po opredeleniyu pokazatelya energoeffektivnosti lokomotivov (PEL) dlya otsenki kachestva remonta teplovozov (na primere teplovozov 2TE116U, TEP70BS, TEM18DM): tekhn. otchet №27-2014-19, OAO «VNIKTI» [Development of indicators of energy efficiency of diesel locomotives and methods for their determination. Experimental studies to determine the energy efficiency index of locomotives (PEL) to assess the quality of repair of diesel locomotives (on the example of diesel locomotives 2TE116U, TEP70BS, TEM18DM)]. Kolomna, 2014, 175 p. Марченко В.С. Электрооборудование тепловозов: Справочник/В.С. Марченко, А.А. Сергеев, В.Т. Иванченко и др. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003 - 248с. Marchenko V.S. Elektrooborudovanie teplovozov [Electrical equipment of diesel locomotives]. Moscow: IKTs «Akademkniga» Publ., 2003. 248 p. Грищенко А.В., Казаченко Е.В. Новые электрические машины локомотивов: Учебное пособие для вузов железнодорожного транспорта. - М.: ГОУ «Учебного методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. - 271 с. Grishchenko A.V., Kazachenko E.V. Novye elektricheskie mashiny lokomotivov [New Electric Machines of Locomotives]. Moscow: GOU «Uchebnogo metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte» Publ., 2008. 271 p. Гаккель Е.Я. Электрические машины и электрооборудование тепловозов. Учебник для вузов ж.д. трансп./Е.Я. Гаккель, К.И. Рудая, И.Ф. Пушкарев, А.В. Лапин, В.В. Стрекопытов, М.А. Никулин; Под. ред. Е.Я. Гаккель - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1981 - 256с. Gakkel' E.Ya. Elektricheskie mashiny i elektrooborudovanie teplovozov [Electrical machines and electrical equipment of diesel locomotives]. Moscow: Transport Publ., 1981. 256 p. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений./Е.И. Пустыльник. - М.: Наука, 1968 - 288с. Pustyl'nik E.I. Statisticheskie metody analiza i obrabotki nablyudeniy [Statistical methods of analysis and processing of observations]. Moscow: Nauka Publ., 1968. 288 p. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие для ВУЗов/В.Е. Гмурман. - М.: Высш. шк., 2003 - 479с. Gmurman V.E. Teoriya veroyatnostey i matematicheskaya statistika: Uchebnoe posobie dlya VUZov [Probability Theory and Mathematical Statistics]. Moscow: Vyssh. shk. Publ., 2003. 479 p.