Подан краткий обзор развития тягового электрооборудования тепловозов, в создании которого непосредственное участие принимали специалисты государственного предприятия завод "Электротяжмаш".

The brief review of development of a traction electric equipment of diesel locomotives in which creation experts of the state enterprise factory " Electrotyazhmash" took part is given.

Дисертація присвячена питанням розробки високонадійних передач транспортних засобів змінного струму, в яких використовуються асинхронні тягові двигуни. За зразок приймається передача, в якій використані двофазні асинхронні тягові двигуни з живленням від трифазних автономних інверторів, що зменшує кількість останніх у порівнянні з передачею з трифазними двигунами. З'ясовано, що цій схемі притаманна властивість вирівнювати навантаження між тяговими двигунами при розходженні їх параметрів у статичному та динамічних режимах. Розроблено математичні моделі та алгоритми розрахунків режимів пуску, самозбудження й генераторного гальмування, вірогідність яких підтверджується результатами розрахункових та експериментальних досліджень. Визначено тримірну область допустимих параметрів двигунів, при яких забезпечується безаварійна робота електропередачі.

Проаналізовано проблеми комплексного підвищення тягових властивостей та економічності тепловозів (ЕТ) засобами мікропроцесорної техніки. Розкрито теоретичні аспекти підвищення ЕТ вдосконаленням методів управління енергомеханічною системою. Розглянуто питання розробки модульної математичної моделі просторового руху тепловоза, вдосконалення систем управління дизелем та електричною передачею. Визначено потенційний коефіцієнт зчеплення від швидкості руху локомотива. Обгрунтовано граничні рівні швидкості ковзання і температури у трибоконтакті коліс з рейками. Викладено комплексний підхід до підвищення ЕТ за експлуатаційних умов.

Проанализированы проблемы комплексного повышения тяговых свойств и экономичности тепловозов (ЭТ) средствами микропроцессорной техники. Раскрыты теоретические аспекты повышения ЭТ усовершенствованием методов управления энергомеханической системой. Рассмотрены вопросы разработки модульной математической модели пространственного движения тепловоза, усовершенствования систем управления дизелем и электрической передачей. Определен потенциальный коэффициент сцепления от скорости движения локомотива. Обоснованы предельные уровни скорости скольжения и температуры в трибоконтакте колес с рельсами. Изложен комплексный подход к повышению ЭТ в эксплуатационных условиях.

Роботу присвячено вдосконаленню технології реостатних випробувань тепловозів з метою підвищення рівня екологічної безпеки та зменшення матеріальних витрат на реорганізацію пунктів реостатних випробувань шляхом поєднання здавальних та екологічних випробувань і за рахунок установки ежекторного пристрою. Розроблено рівняння аеродинамічної характеристики ежекторного пристрою для розсівання газів, проведено спільне рішення рівняння аеродинамічної характеристики ежекторного пристрою та рівняння розсіювання викидів забруднювальних речовин згідно з методикою ОНД-86. Експериментально досліджено стабілізаційні періоди концентрації забруднювальних речовин за зміни навантаження дизельного двигуна. Встановлено закономірність зміни швидкості виходу в атмосферу газоповітряної суміші залежно від числа встановлених елементів на конусній кількості ежекторного пристрою. Розроблено методику розрахунку раціональних параметрів ежектора, яка дозволяє обирати розміри пристрою, що забезпечує зниження концентрації шкідливих речовин в приземному шарі атмосфери до допустимих меж в районі пункту реостатних випробувань тепловозів. Розроблено технологію поєднаного проведення періодичних реостатних та екологічних випробувань тепловозів, яка забезпечує скорочення часу реостатних випробувань і зменшення витрат на їх проведення.

Дослідження присвячено вирішенню науково-прикладної проблеми розвитку наукових основ підготовки енергетичних установок (ЕУ) тепловозів до сезонної експлуатації. Проведений аналіз і моделювання процесів, що проходять у системі ремонту та підготовки ЕУ тепловозів до сезонної експлуатації, дозволив запропонувати методологію її оптимізації з метою зменшення сезонних коливань надійності й економічності ЕУ тепловозів. Сезонне регулювання ЕУ тепловозів перевірено дослідною експлуатацією. Рішення про необхідність проведення сезонного регулювання, контрольних чи діагностичних операцій приймається на основі комплексного критерію оцінки ефективності сезонної експлуатації ЕУ тепловозів.

Приведена методика определения аналитических выражений для описания магнитных характеристик тяговых электрических двигателей постоянного и пульсирующего тока.

Проведено исследование работы контура динамического регулирования напряжения тягового генератора, формирующего управляющие воздействия в канале мощности системы автоматического регулирования электропередачи переменно-постоянного тока тепловоза 2М62УК. Показана эффективность применения алгоритма управления темпом изменения напряжения тягового генератора при имитации нестационарных режимов работы. В программном пакете Simulink исследованы переходные процессы основных координат электропередачи при нагрузке на внешний реостат.

Оптимізовано режими роботи тягового асинхронного приводу тепловоза за критерієм ефективності. Ідентифіковано оптимальні режими керування автономного інвертору напруги за різних температур обмоток тягових двигунів. Проаналізовано оптимальні режими роботи тягового приводу тепловоза та трамваю, що надало можливість встановити відмінності розташування точки переходу з просторово-векторної до однократної ШІМ від температури двигуна.

Представлен способ оценки и контроля степени неоднородности напряженно-деформированного состояния маслосъемных поршневых колец тепловозного дизель-генератора Д100 по коэрцитивной силе и изменению линейного размера замка до- и после упрочнения ионно-плазменным покрытием. Проведена оценка напряжений оптико-математическим методом после предварительно проведеннях стендових испытаний на трение и изнашивание.

Цель работы - моделирование параметров системы диагностирования тяговых электродвигателей локомотивов для обеспечения заданного уровня надежности. Исследования выполнены на основе процедуры многокритериальной оптимизации, методов теории надежности и теории восстановления. Представлена процедура многокритериальной оптимизации системы диагностики тягового электродвигателя, учитывающая несколько показателей качества: количество моментов диагностирования, среднюю наработку на отказ. Дан метод построения моментов диагностирования компонент тягового электродвигателя с дальнейшим определением рациональных объемов диагностирования и определения соответствующих результирующих моментов диагностирования двигателя как единой системы. Моменты диагностирования выбираются так, чтобы вероятности отказов компонентов не опускались ниже наперед заданной величины. Предложен новый метод построения рациональной системы диагностирования тягового электродвигателя на множестве Парето критериев: минимум количества выполнения диагностик, максимум средней наработки на отказ. Исследования выполнены в соответствии с "Государственной программой стратегического развития железных дорог Украины", подготовленной Государственным научно-исследовательским центром железнодорожного транспорта Украины совместно со специалистами Укрзализныци, и Программой обновления тягового подвижного состава железных дорог на период до 2020 года. Необходимое качество системы диагностирования следует определять совместно с объектом диагностики, учитывая требования, предъявляемые к последнему. Система диагностирования технического объекта зависит от технологии производства и технологии восстановления применяемых компонент, что дает возможность выбирать исполнителя проведения восстановительных работ или производителя компонентов объекта, и в дальнейшем перейти от плановопредупредительной технологии обслуживания к обслуживанию по состоянию объекта.

Оценен износ серийных маслосъемных поршневых колец тепловозного дизель-генератора Д100 на возвратно-поступательной машине трения, моделирующей условия эксплуатации. Определена степень их изнашивания по весу и увеличению рабочего пояска кольца при различных скоростях скольжения. Проанализировано изменение их микротвердости до и после испытаний. С помощью локального микрорентгеноспектрального анализа установлен характер изменения структуры поверхности трения при различных параметрах испытаний. Выявлено, что приработочное покрытие оловом отсутствует на рабочих кромках колец, где формируются характерные полосы трения с проявлением сетки графита основы. Установлена особенность структуризации наклонной поверхности в области ее примыкания к рабочему пояску. Для повышения стойкости таких колец при эксплуатации рекомендовано наносить ионно-плазменные нанопокрытия с дополнительным контролем качества и обеспечить снятие остаточных напряжений.

Розглянуто проблеми підвищення енергоефективності тягової електричної передачі маневрового тепловоза. За умов зростання вартості пального для збереження конкурентоспроможності залізничних перевезень досить гостро постає питання енергоефективності тягового рухомого складу, на який припадає близько 90 % загального споживання вуглеводнів залізницею. На сьогодні досліджено низку заходів із підвищення ефективності дизельних двигунів тепловозів, що надає змогу отримати приріст ккд на рівні 1 - 5 %. Застосування нових ефективних типів електромеханічних перетворювачів зі статичними перетворювачами, своєю чергою, також надає змогу знизити споживання паливно-мастильних матеріалів тепловозом. Проте вирішення питання енергоефективності тягової передачі тепловоза потребує комплексного підходу. Одним із таких підходів є застосування нових типів дизель-генераторних установок для тепловозів - вільнопоршневих двигунів внутрішнього згорання з лінійними генераторами. Застосування нових конструкцій теплових двигунів надає змогу значно розширити можливі межі підвищення ефективності тепловозної тяги.

Запропоновано один із можливих способів підвищення ресурсу тягових двигунів рухомого складу. Запропоновано на підставі діагностики технічного стану електричної ізоляції обмоток збільшити пробіг тягових двигунів до пробігу електровозів і електропоїздів. Для достовірної діагностики електричної ізоляції обмоток необхідно додатково запроваджувати більш інформативні параметри контролю. Одним із можливих параметрів може бути коефіцієнт абсорбції. З метою дослідження абсорбційних характеристик систем ізоляції електричних машин рухомого складу проведено визначення коефіцієнту абсорбції для якірних обмоток ТЕД електропоїздів. За результатами обробки статистичних даних отримані допустимі значення коефіцієнтів абсорбції для якірних обмоток після капітального ремонту і в процесі експлуатації. Отримані коефіцієнти можна застосувати для діагностики якорів ТЕД РТ-51, відремонтованих із застосуванням компаунду Елпласт та стрічок Елізтерм, виробництва ТОВ НПП "Укрпромвпровадження".