Показатели качества потребления энергии в коллекторном и асинхронном тяговых приводах электровозов переменного тока

Зарифьян Александр Александрович; Евстафьев Андрей Михайлович

doi:10.20295/1815-588X-2023-4-987-998

УДК

629.423.1 621.333

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В КОЛЛЕКТОРНОМ И АСИНХРОННОМ ТЯГОВЫХ ПРИВОДАХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Показатели качества потребления энергии в коллекторном и асинхронном тяговых приводах электровозов переменного тока

АА Аа

Опубликовано в Известия Петербургского университета путей сообщения · Страницы 987–998 · Рубрика: Проблематика транспортных систем

DOI: https://doi.org/10.20295/1815-588X-2023-4-987-998

Получено: 17.12.2023 Одобрено: 17.12.2023 Опубликовано: 17.12.2023

Авторы

ЗА

Зарифьян Александр Александрович

ЕВ

Евстафьев Андрей Михайлович

ЗА

Зарифьян Александр Александрович

Ученая степень: кандидат технических наук

Ученое звание: доцент

Ростовский государственный университет путей сообщения доцент, ведущий инженер КБ «Локомотивы» ООО «ТМХ-Инжиниринг», · кафедра «Тяговый подвижной состав» · Россия · Ростов

ЕВ

Евстафьев Андрей Михайлович

Ученая степень: доктор технических наук

Ученое звание: профессор

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Заведующий кафедрой · Кафедра Электрическая тяга · Россия

АННОТАЦИЯ

Цель: Провести экспериментальное исследование показателей качества потребления электрической энергии для серийно выпускаемых грузовых электровозов переменного тока 2(3)ЭС5К с коллекторным тяговым приводом и электровозов 2(3)ЭС5С с асинхронным тяговым приводом, дать их сопоставление и сравнительный анализ. Методы: Приведены основные технические характеристики коллекторного ТЭД НБ-514Е и асинхронного ТЭД ДТА-1100. Предложена схема измерений напряжения и тока на сетевой обмотке трансформатора. Мониторинг параметров выполнен непосредственно на электровозах с помощью специального метрологического оборудования. Обработка экспериментальных данных основана на разложении исходного сигнала на гармонические составляющие при помощи быстрого преобразования Фурье (FFT). Результаты: Получены параметры гармоник напряжения и тока, сдвиг фаз, а также значения активной и реактивной мощностей соответствующих гармоник. Выполнен анализ спектрального состава напряжения и тока. Сравнительный анализ результатов, полученных для электровозов с коллекторным и асинхронным тяговыми приводами в режиме тяги, показал, что коэффициент мощности составляет 0,65 и 0,99 соответственно; а коэффициент нелинейных искажений тока — 0,53 и 0,15. Сделан вывод о гораздо более высоком качестве потребления электрической энергии в асинхронном тяговом приводе. Практическая значимость: Основываясь на полученных конкретных значениях показателей качества потребления электрической энергии в коллекторном и асинхронном тяговых приводах в режиме тяги, можно перейти к получению экономических оценок перевода локомотивного парка ОАО «РЖД» на электровозы нового поколения серии 2(3)ЭС5С.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Грузовой электровоз переменного тока, коллекторный тяговый привод, асинхронный тяговый привод, экспериментальное исследование качества потребления электрической энергии

1. Гапанович В. А. Энергосбережение на железнодорожном транспорте / В. А. Гапанович, В. Д. Авилов, Б. А. Аржанников и др.; под ред. В. А. Гапановича. - М.: МИСиС, 2012. - 620 с.

2. Brecher A. Best Practices and Strategies for Improving Rail Energy Efficiency: Technical reports / A. Brecher, J. Sposato, B. Kennedy // Office of Research and Development. Washington, DC 20590. - Report number: DOT/FRA/ORD-14/02. - 28 Jan. 2014.

3. URL: https://ar2019.rzd.ru/ru/appendices.

4. Дубровский З. М. Электровозы ВЛ60к и ВЛ60пк / З. М. Дубровский, Л. М. Лорман. - М.: Транспорт, 1993. - 400 с.

5. Николаев А. О. Устройство и работа электровоза BЛ80с / А. О. Николаев, Н. В. Сесявин. - М.: Маршрут, 2006. - 512 с.

6. Осинцев И. А. Устройство, эксплуатация и ремонт электровозов серии 2ЭС5К / И. А. Осинцев, А. А. Логинов. - М.: ОАО «Российские железные дороги», 2014. - 465 с.

7. Никитенко А. Г. Математическое моделирование динамики электровозов / А. Г. Никитенко, Е. М. Плохов, А. А. Зарифьян и др. - М.: Высшая школа, 1998. - 274 с.

8. Литовченко В. В. Математическая модель коллекторного тягового электродвигателя / В. В. Литовченко, Д. В. Кокорин, Д. В. Назаров // Электротехника. - 2014. - № 8. - С. 22-29.

9. Литовченко В. В. Имитационная модель электровоза постоянного тока с коллекторными тяговыми двигателями / В. В. Литовченко, Д. В. Назаров,  В. А. Шаров  // Электротехника. - 2019. - № 9. - С. 60-66.

10. Ягуп В. Г. Математическое моделирование электропривода электровоза 2ЭЛ5 в режиме тяги / В. Г. Ягуп, А. А. Краснов // Збірник наукових праць Українського державного університету залізничного транспорту. - 2017. - Вип. 170. - С. 20-31.

11. Kolpakhchyan P. Systems Approach to the Analysis of Electromechanical Processes in the Asynchronous Traction Drive of an Electric Locomotive / P. Kolpakhchyan, A. Zarifian, A. Andruschenko // Rail Transport - Systems Approach. Studies in Systems, Decision and Control. - 2017. - Vol 87. Springer, Cham. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-319-51502-1_3.

12. Власьевский С. В. Сравнение энергетической эффективности тягового электропривода электровозов переменного тока на основе коллекторных и асинхронных двигателей / С. В. Власьевский, B. A. Кучумoв, В. Г. Щербаков // Электротехника. - 2017. - № 9. - С. 72-78.

13. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи / Л. А. Бессонов. - М.: Гардарики, 2007. - 701 с.

14. Chen W. K. The Electrical Engineering Handbook / W. K. Chen. - Academic Press, 2004. - 1018 p.

15. Евстафьев А. М. Повышение энергетической эффективности электровозов переменного тока / А. М. Евстафьев, А. Н. Сычугов // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2013. - № 1. - С. 22-30.

16. Зак В. В. Перспективные способы повышения энергетической эффективности электровозов переменного тока / В. В. Зак, С. А. Старовойтов, И. Ю. Мартынюк // Железнодорожный транспорт. - 2022. - № 9. - С. 40-44.

17. Электровозы 2ЭС5С и 3ЭС5С: асинхронная тяга под флагом России // Техника железных дорог. - 2020. - № 1(49). - С. 10-13.

ГОСТ

Зарифьян А. А., Евстафьев А. М. Показатели качества потребления энергии в коллекторном и асинхронном тяговых приводах электровозов переменного тока // . 2023. С. 987-998. DOI: https://doi.org/10.20295/1815-588X-2023-4-987-998. (дата обращения: 19.08.2026).

MLA

Зарифьян Александр Александрович, Евстафьев А. М.. "Показатели качества потребления энергии в коллекторном и асинхронном тяговых приводах электровозов переменного тока." (2023): 987-998. DOI: https://doi.org/10.20295/1815-588X-2023-4-987-998.

APA

Зарифьян А. А., Евстафьев А. М. (2023). Показатели качества потребления энергии в коллекторном и асинхронном тяговых приводах электровозов переменного тока. , 987-998. https://doi.org/10.20295/1815-588X-2023-4-987-998

Chicago

Зарифьян Александр Александрович, Евстафьев А. М.. "Показатели качества потребления энергии в коллекторном и асинхронном тяговых приводах электровозов переменного тока." , no. (2023): 987-998. https://doi.org/10.20295/1815-588X-2023-4-987-998.

WIKI

{{cite journal | author = Зарифьян А. А., Евстафьев А. М. | title = Показатели качества потребления энергии в коллекторном и асинхронном тяговых приводах электровозов переменного тока | journal = | year = 2023 | pages = 987-998 | doi = 10.20295/1815-588X-2023-4-987-998 }}

Скопировать

Экспорт: BibTeX EndNote RefMan RusMARC

Подтверждение