Повышение эффективности электропривода электровоза с управляемым преобразователем возбуждения тяговых двигателей

Михальчук Николай Львович; Попов Юрий Иванович; Савоськин Анатолий Николаевич; Пудовиков Олег Евгеньевич; Чучин Антон Александрович

doi:10.20295/2223-9987-2023-2-104-114

УДК 621.337.41

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЭЛЕКТРОВОЗА С УПРАВЛЯЕМЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Повышение эффективности электропривода электровоза с управляемым преобразователем возбуждения тяговых двигателей

АА Аа

Опубликовано в Бюллетень результатов научных исследований · Том 2023, Номер 2 · Страницы 81–91 · Рубрика: Проблематика транспортных систем

DOI: https://doi.org/10.20295/2223-9987-2023-2-104-114

Получено: 25.06.2023 Одобрено: 26.06.2023 Опубликовано: 26.06.2023

Авторы

МИ

Михальчук Николай Львович

ПО

Попов Юрий Иванович

СА

Савоськин Анатолий Николаевич

ПУ

Пудовиков Олег Евгеньевич

и др.

ЧУ

Чучин Антон Александрович

МИ

Михальчук Николай Львович

Ученая степень: кандидат технических наук

Дирекция тяги — филиал ОАО «Российские железные дороги» Россия

ПО

Попов Юрий Иванович

Ученая степень: кандидат технических наук

Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства — филиал ОАО «Российские железные дороги» Россия

СА

Савоськин Анатолий Николаевич

Ученая степень: доктор технических наук

Ученое звание: профессор

Российский университет транспорта Профессор · кафедра «Электропоезда и локомотивы» · Россия · Москва

ПУ

Пудовиков Олег Евгеньевич

Ученая степень: доктор технических наук

Ученое звание: доцент

Российский университет транспорта доцент, заведующий кафедрой · кафедра «Электропоезда и локомотивы» · Россия · Москва

ЧУ

Чучин Антон Александрович

Ученая степень: кандидат технических наук

Российский университет транспорта Доцент · Россия · Москва

АННОТАЦИЯ

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.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Электропривод электровозов однофазно постоянного тока, независимое возбуждение коллекторных тяговых электродвигателей, управляемый полупроводниковый транзисторный преобразователь возбуждения, алгоритмы управления

Текст

Текст (PDF)

Читать Скачать

1. Указ президента Российской Федерации «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» от 7 мая 2018 г. № 204.

2. 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».

3. 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.

4. Головатый А. Т. Независимое возбуждение тяговых двигателей электровозов / А. Т. Головатый, И. П. Исаев, Е. В. Горчаков. - М.: Транспорт, 1976. - 152 с.

5. 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.

6. Задорожный В. Л. Особенности электровозов серии «Ермак» с поосным регулированием силы тяги / В. Л. Задорожный // Локомотив. - 2019. - № 10. - С. 11-16.

7. Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К). Руководство по эксплуатации / Новочеркасский электровозостроительный завод. - Новочеркасск, 2007. - Т. 1, 635 с. - Т. 2, 640 с.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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:https://doi.org/10.53891/00135860.2022.9.34-42.

13. 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.

ГОСТ

Михальчук Н. Л., Попов Ю. И., Савоськин А. Н., Пудовиков О. Е., Чучин А. А. Повышение эффективности электропривода электровоза с управляемым преобразователем возбуждения тяговых двигателей // Бюллетень результатов научных исследований. 2023. № 2. С. 81-91. DOI: https://doi.org/10.20295/2223-9987-2023-2-104-114. (дата обращения: 08.10.2026).

MLA

Михальчук Николай Львович, Попов Ю. И., Савоськин А. Н., Пудовиков О. Е., Чучин А. А.. "Повышение эффективности электропривода электровоза с управляемым преобразователем возбуждения тяговых двигателей." Бюллетень результатов научных исследований 2023.2 (2023): 81-91. DOI: https://doi.org/10.20295/2223-9987-2023-2-104-114.

APA

Михальчук Н. Л., Попов Ю. И., Савоськин А. Н., Пудовиков О. Е., Чучин А. А. (2023). Повышение эффективности электропривода электровоза с управляемым преобразователем возбуждения тяговых двигателей. Бюллетень результатов научных исследований, 2023(2), 81-91. https://doi.org/10.20295/2223-9987-2023-2-104-114

Chicago

Михальчук Николай Львович, Попов Ю. И., Савоськин А. Н., Пудовиков О. Е., Чучин А. А.. "Повышение эффективности электропривода электровоза с управляемым преобразователем возбуждения тяговых двигателей." Бюллетень результатов научных исследований 2023, no. 2 (2023): 81-91. https://doi.org/10.20295/2223-9987-2023-2-104-114.

WIKI

{{cite journal | author = Михальчук Н. Л., Попов Ю. И., Савоськин А. Н., Пудовиков О. Е., Чучин А. А. | title = Повышение эффективности электропривода электровоза с управляемым преобразователем возбуждения тяговых двигателей | journal = Бюллетень результатов научных исследований | year = 2023 | volume = 2023 | issue = 2 | pages = 81-91 | doi = 10.20295/2223-9987-2023-2-104-114 }}

Скопировать

Экспорт: BibTeX EndNote RefMan RusMARC

Подтверждение