<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of scientific research results</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of scientific research results</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Бюллетень результатов научных исследований</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2223-9987</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">65857</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/2223-9987-2023-2-104-114</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Improving the Efficiency of the Electric Locomotive Drive with a Controllable Converter for Traction Motor Excitation</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Повышение эффективности электропривода электровоза с управляемым преобразователем возбуждения тяговых двигателей</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Михальчук</surname>
       <given-names>Николай Львович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Mihal'chuk</surname>
       <given-names>Nikolay L'vovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Попов</surname>
       <given-names>Юрий Иванович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Popov</surname>
       <given-names>Yuriy Ivanovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Савоськин</surname>
       <given-names>Анатолий Николаевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Savos'kin</surname>
       <given-names>Anatoliy Nikolaevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>elmechtrans@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Пудовиков</surname>
       <given-names>Олег Евгеньевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Pudovikov</surname>
       <given-names>Oleg Evgen'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>olegep@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-4"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Чучин</surname>
       <given-names>Антон Александрович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Chuchin</surname>
       <given-names>Anton Aleksandrovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>chuchin_anton@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-5"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Дирекция тяги — филиал ОАО «Российские железные дороги»</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Joint Stock Company “Russian Railways” (JSCo “RZD”), Directorate of Locomotive Traction</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства — филиал ОАО «Российские железные дороги»</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Joint Stock Company “Russian Railways” (JSCo “RZD”), Locomotive Engineering Drafting Bureau</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Российский университет транспорта</institution>
     <city>Москва</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Russia University of Transport</institution>
     <city>Moscow</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-4">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Российский университет транспорта</institution>
     <city>Москва</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Russia University of Transport</institution>
     <city>Moscow</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-5">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Российский университет транспорта</institution>
     <city>Москва</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Russia University of Transport</institution>
     <city>Moscow</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2023-06-26T00:00:00+03:00">
    <day>26</day>
    <month>06</month>
    <year>2023</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2023-06-26T00:00:00+03:00">
    <day>26</day>
    <month>06</month>
    <year>2023</year>
   </pub-date>
   <volume>2023</volume>
   <issue>2</issue>
   <fpage>81</fpage>
   <lpage>91</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2023-06-25T00:00:00+03:00">
     <day>25</day>
     <month>06</month>
     <year>2023</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/65857/view">https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/65857/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: Выполнить обоснование схемотехнического решения и алгоритмов индивидуального плавного и автоматического управления электровозами однофазно постоянного тока по законам постоянства силы тяги и постоянства мощности без разрыва силовых электрических цепей электровоза для повышения эффективности его электропривода с управляемыми преобразователями возбуждения тяговых двигателей. В качестве схемотехнического решения предложено применить силовую электрическую схему с двумя выпрямительно-инверторными преобразователями на каждую секцию электровоза для потележечного управления силой тяги и индивидуальные управляемые мостовые транзисторные преобразователи, шунтирующие обмотки возбуждения, для поосного управления силой тяги в пределах каждой тележки. Методы: Разработки схемотехнических решений с применением современных силовых полупроводниковых преобразователей; теории автоматического управления и проектирования конечных автоматов; математического моделирования электромагнитных, электромеханических и механических процессов. Результаты: Разработанные алгоритмы управления обеспечивают возможность получения тяговых характеристик электровоза, изменяющихся по законам постоянства силы тяги или постоянства мощности, приближающих тяговые характеристики электровозов с коллекторными тяговыми электродвигателями к характеристикам электровозов с асинхронными тяговыми электродвигателями. Выполненные расчеты подтвердили возможность реализации алгоритмом индивидуального управления токами тяговых двигателей и токами их возбуждения, а также силами тяги, что обеспечивает плавное нарастание силы тяги электровоза. Практическая значимость: Разработанные технические решения, применимые при изготовлении современных и модернизации эксплуатируемых электровозов, обеспечат повышение тяговых свойств электровозов однофазно постоянного тока и будут способствовать увеличению пропускной и провозной способности сети железных дорог.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Purpose: To substantiate the circuit design and algorithms for individual smooth and automatic control of single-phase direct current electric locomotives according to the laws of constant traction force and constant power without breaking the electric locomotive power circuits in order to increase the efficiency of its electric drive with controllable traction motor excitation converters. As a circuit design solution, it is proposed to apply a power electrical circuit with two rectifier-inverter converters for each section of the electric locomotive for bogie-based traction control, as well as individually controlled bridge transistor converters, shunting field windings, for axial traction control within each bogie. Methods: The development of circuit solutions using modern power semiconductor converters; theory of automatic control and design of finite state machines; mathematical modeling of electromagnetic, electromechanical and mechanical processes. Results: The developed control algorithms provide the possibility of obtaining traction characteristics of an electric locomotive that vary according to the laws of constancy of traction force or constancy of power, bringing the traction characteristics of electric locomotives with collector traction motors to the characteristics of electric locomotives with asynchronous traction motors. The calculations performed confirmed the possibility of implementing an algorithm for individual control of traction motor currents and their excitation currents, as well as traction forces, which ensures a smooth increase in the traction force of an electric locomotive.Practical significance: The developed technical solutions applicable in the manufacture of modern and modernization of operated electric locomotives will ensure an increase in the traction properties of singlephase DC electric locomotives and will contribute to an increase in the throughput and carrying capacity of the railway network.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>Электропривод электровозов однофазно постоянного тока</kwd>
    <kwd>независимое возбуждение коллекторных тяговых электродвигателей</kwd>
    <kwd>управляемый полупроводниковый транзисторный преобразователь возбуждения</kwd>
    <kwd>алгоритмы управления</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Electric drive of single-phase DC electric locomotives</kwd>
    <kwd>independent excitation of collector traction motors</kwd>
    <kwd>controlled semiconductor transistor excitation converter</kwd>
    <kwd>control algorithms</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Указ президента Российской Федерации «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» от 7 мая 2018 г. № 204.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ukaz prezidenta Rossiyskoy Federacii «O nacional'nyh celyah i strategicheskih zadachah razvitiya Rossiyskoy Federacii na period do 2024 goda» ot 7 maya 2018 g. № 204.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Распоряжение Правительства РФ от 30 сентября 2018 г. № 2101-р (ред. от 9 декабря 2022 г.) «Об утверждении комплексного плана модернизации и расширения магистральной инфраструктуры на период до 2024 года».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rasporyazhenie Pravitel'stva RF ot 30 sentyabrya 2018 g. № 2101-r (red. ot 9 dekabrya 2022 g.) «Ob utverzhdenii kompleksnogo plana modernizacii i rasshireniya magistral'noy infrastruktury na period do 2024 goda».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Головатый А. Т. Авторское свидетельство № 393138. СССР, МПК B60L 9/12. Электрический привод локомотива / А. Т. Головатый, Л. Я. Финкельштейн, Н. Л. Шамраев и др. - Заявл. 10.06.1971 г.; опубл. 07.07.84 г. - Бюл. № 25.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Golovatyy A. T. Avtorskoe svidetel'stvo № 393138. SSSR, MPK B60L 9/12. Elektricheskiy privod lokomotiva / A. T. Golovatyy, L. Ya. Finkel'shteyn, N. L. Shamraev i dr. - Zayavl. 10.06.1971 g.; opubl. 07.07.84 g. - Byul. № 25.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Головатый А. Т. Независимое возбуждение тяговых двигателей электровозов / А. Т. Головатый, И. П. Исаев, Е. В. Горчаков. - М.: Транспорт, 1976. - 152 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Golovatyy A. T. Nezavisimoe vozbuzhdenie tyagovyh dvigateley elektrovozov / A. T. Golovatyy, I. P. Isaev, E. V. Gorchakov. - M.: Transport, 1976. - 152 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бабков Ю. В. Патент № 2399514. Российская Федерация, МПК B60L 11/06. Тяговый электропривод транспортного средства / Ю. В. Бабков, Ю. И. Клименко, Ю. А. Варегин, Е. Г. Суркова. - Заявл. 13.05.2009 г.; опубл. 20.09.2010 г. - Бюл. № 26.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Babkov Yu. V. Patent № 2399514. Rossiyskaya Federaciya, MPK B60L 11/06. Tyagovyy elektroprivod transportnogo sredstva / Yu. V. Babkov, Yu. I. Klimenko, Yu. A. Varegin, E. G. Surkova. - Zayavl. 13.05.2009 g.; opubl. 20.09.2010 g. - Byul. № 26.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Задорожный В. Л. Особенности электровозов серии «Ермак» с поосным регулированием силы тяги / В. Л. Задорожный // Локомотив. - 2019. - № 10. - С. 11-16.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zadorozhnyy V. L. Osobennosti elektrovozov serii «Ermak» s poosnym regulirovaniem sily tyagi / V. L. Zadorozhnyy // Lokomotiv. - 2019. - № 10. - S. 11-16.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К). Руководство по эксплуатации / Новочеркасский электровозостроительный завод. - Новочеркасск, 2007. - Т. 1, 635 с. - Т. 2, 640 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Elektrovoz magistral'nyy 2ES5K (3ES5K). Rukovodstvo po ekspluatacii / Novocherkasskiy elektrovozostroitel'nyy zavod. - Novocherkassk, 2007. - T. 1, 635 s. - T. 2, 640 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Михальчук Н. Л. Электровоз с плавным управлением в режимах независимого и последовательного возбуждения тяговых электродвигателей / Н. Л. Михальчук, О. Е. Пудовиков, А. Н. Савоськин и др. // Железнодорожный транспорт. - 2022. - № 9. - С. 35-39.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mihal'chuk N. L. Elektrovoz s plavnym upravleniem v rezhimah nezavisimogo i posledovatel'nogo vozbuzhdeniya tyagovyh elektrodvigateley / N. L. Mihal'chuk, O. E. Pudovikov, A. N. Savos'kin i dr. // Zheleznodorozhnyy transport. - 2022. - № 9. - S. 35-39.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Михальчук Н. Л. Силовая схема электровоза переменного тока с применением управляемого транзисторного преобразователя возбуждения / Н. Л. Михальчук, А. Н. Савоськин, А. А. Чучин // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2022. - № 3. - С. 18-22.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mihal'chuk N. L. Silovaya shema elektrovoza peremennogo toka s primeneniem upravlyaemogo tranzistornogo preobrazovatelya vozbuzhdeniya / N. L. Mihal'chuk, A. N. Savos'kin, A. A. Chuchin // Elektronika i elektrooborudovanie transporta. - 2022. - № 3. - S. 18-22.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Попов Ю. И. Патент № 2788223. Российская Федерация, МПК B60L 9/02, B60L 9/12, H02P 7/28. Электрический привод электровоза / Ю. И. Попов, Н. Л. Михальчук, А. Н. Савоськин и др. - Заявл. 22.10.2022 г.; опубл. 17.01.2023 г. - Бюл. № 2.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Popov Yu. I. Patent № 2788223. Rossiyskaya Federaciya, MPK B60L 9/02, B60L 9/12, H02P 7/28. Elektricheskiy privod elektrovoza / Yu. I. Popov, N. L. Mihal'chuk, A. N. Savos'kin i dr. - Zayavl. 22.10.2022 g.; opubl. 17.01.2023 g. - Byul. № 2.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Евсеев В. Ю. Математическая модель коллекторного тягового двигателя с раздельным учетом вихревых токов главных и добавочных полюсов / В. Ю. Евсеев, А. Н. Савоськин // Электротехника. - 2020. - № 9. - С. 32−38.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Evseev V. Yu. Matematicheskaya model' kollektornogo tyagovogo dvigatelya s razdel'nym uchetom vihrevyh tokov glavnyh i dobavochnyh polyusov / V. Yu. Evseev, A. N. Savos'kin // Elektrotehnika. - 2020. - № 9. - S. 32−38.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Михальчук Н. Л Электромагнитные процессы в силовой схеме электровоза с управляемым преобразователем возбуждения / Н. Л. Михальчук, А. Н. Савоськин, А. А. Чучин // Электротехника. - 2022. - № 9. - С. 34-42. - DOI: 10.53891/00135860.2022.9.34-42.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mihal'chuk N. L Elektromagnitnye processy v silovoy sheme elektrovoza s upravlyaemym preobrazovatelem vozbuzhdeniya / N. L. Mihal'chuk, A. N. Savos'kin, A. A. Chuchin // Elektrotehnika. - 2022. - № 9. - S. 34-42. - DOI: 10.53891/00135860.2022.9.34-42.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Попов Ю. И. Патент № 2787135. Российская Федерация, МПК G05F 1/10. Способ автоматического управления током тяговых электродвигателей подвижного состава / Ю. И. Попов, Н. Л. Михальчук, А. Н. Савоськин и др. - Заявл. от 29.03.2022 г.; опубл. 29.12.2022 г. - Бюл. № 1.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Popov Yu. I. Patent № 2787135. Rossiyskaya Federaciya, MPK G05F 1/10. Sposob avtomaticheskogo upravleniya tokom tyagovyh elektrodvigateley podvizhnogo sostava / Yu. I. Popov, N. L. Mihal'chuk, A. N. Savos'kin i dr. - Zayavl. ot 29.03.2022 g.; opubl. 29.12.2022 g. - Byul. № 1.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
