Запропоновано застосовувати уніфіковану гібридну релейну апаратуру на базі високонадійних мікроконтролерів з метою модернізації систем керування діючого електропоїзда, а також у процесі проектування нового. Розроблено базову структурну схему проміжного тягового реле, яка дозволяє розв'язати задачі з забезпечення необхідної стійкості реле до електричних завад з використанням математичного апарату теорії автоматичного регулювання та результатів проведеного аналізу. Визначено показники надійності запропонованих реле на базі мікроконтролерів, проведено їх порівняння з відповідними показниками задіяних якірних електромагнітних тягових реле. Доведено доцільність заміни існуючої якірної релейної апаратури на запропоновані релейні пристрої для підвищення надійності систем керування електровозами й електропоїздами.

Досліджено проблеми створення уніфікованих тягових електропередач багатосистемних електровозів для забезпечення процесу перевезень одним видом локомотива за різних можливих сполучень напруг у контактній мережі (3 кВ, 6 кВ, 12 кВ, 24 кВ постійного струму та 25 кВ змінного струму). Запропоновано та науково обгрунтовано варіанти структурних схем статичних перетворювачів підвищеної частоти, які за різних сполучень видів напруг і тягових двигунів забезпечують підвищення к.к.д. електричної тяги постійного струму до 79 - 84 %. Одержані наукові результати дозволяють надати рекомендації щодо проектування та виробництва нового енергоефективного багатосистемного електрорухомого складу, тягова електропередача якого базується на статичному перетворювачі підвищеної частоти.

Наведено результати визначення коефіцієнта корисної дії уніфікованого перетворювача багатосистемного електровоза під час роботи під контактною мережею змінного струму.

Підвищення потужності тягового електрообладнання призведе до збільшення його масогабаритних показників, що не завжди є можливим за умов обмеженого простору кузову електрорухомого складу. Зменшення цих показників може бути досягнуто шляхом підвищення робочих частот, але такий підхід вимагає використання під час виробництва відповідних матеріалів. Для виготовлення магнітопроводу потужного тягового трансформатора підвищеної частоти (до 3 кГц) доцільно використовувати електротехнічні сталі марок 3422, 3423, 3424, 3425, які забезпечують реалізацію необхідної потужності, є технологічними та характеризуються відносною стабільністю параметрів під впливом дестабілізуючих факторів. Як критерій оптимального значення магнітної індукції приймаємо мінімум значення втрат у магнітопроводі трансформатора. Розглянуто раціональну межу збільшення частоти, що забезпечує мінімальні габаритні показники та максимальний коефіцієнт корисної дії пристрою. Максимальна частота, яка відповідає верхній межі збільшення частоти, має назву "критична". Досліджено значення магнітної індукції, питомих втрат та критичної частоти для трансформаторів у діапазоні потужностей від 1000 до 16 000 кВА. Надані результати досліджень дозволяють стверджувати, що зі збільшенням потужності трансформатора підвищеної частоти з метою зменшення втрат потужності у магнітопроводі слід зменшувати й робочу частоту. Це дещо зменшить виграш в об'ємі магнітопроводу, але забезпечить збереження значення втрат у магнітопроводі на низькому рівні. Окремим питанням надано дослідження доцільності впровадження трифазних тягових трансформаторів підвищеної частоти та визначено аналітичну залежність для тенденції зміни об'єму магнітопроводу трифазного трансформатора підвищеної частоти у порівнянні з трансформатором прмислової частоти під час підвищення їх потужності. Використання трифазного тягового трансформатора підвищеної частоти дозволяє зменшити втрати потужності в магнітопроводі приблизно в три рази, у порівнянні із втратами потужності у магнітопроводі трифазного трансформатора промислової частоти.

Мета роботи - обгрунтувати застосування фотодинамічної терапії (ФДТ) з використанням локального фотосенсибілізатора (ФС) для лікування герпетичних уражень губ і слизової оболонки порожнини рота. У дослідженні спостерігали 20 пацієнтів віком 17 - 55 років з рецидивним Herpes simplex Labialis, яким проводили ФДТ з локальним ФС. Оцінку ефективності лікування проведено за допомогою суб'єктивних і клінічних критеріїв через 2, 4, 6, 10 і 15 днів. Застосування сучасної фотодинамічної терапії є особливо ефективним методом лікування рефрактерних форм герпесу губ, недостатньо чутливих до загальноприйнятої противірусної терапії, а також у пацієнтів зі зниженим загальним і місцевим імунітетом. З'ясовано, що у разі використання ФДТ відсутні ускладнення і скорочуються строки лікування герпетичних захворюваннь. Клінічні дослідження визначили ефективність застосування ФДТ в лікуванні Herpes simplex Labialis: вона становила 88 %, а загальноприйнята терапія - усього 56 %. Строки ремісії в пацієнтів основної групи були більш тривалими (8 - 12 міс). Висновки: проведення ФДТ під час лікування Herpes simplex Labialis має відносно високу терапевтичну ефективність, сприяє швидшій ліквідації основних клінічних проявів герпесу. Позитивний результат досягався на 3 - 4 доби швидше, ніж у пацієнтів, які не одержували ФДТ.

Необхідність оцінки якості електроенергії, як споживаної електрорухомим складом (ЕРС) в режимі тяги, так і генерованої при рекуперативному гальмуванні, не дискутується. І якщо ця задача для тягових режимів розв'язана цілком достатньо, то в режимах рекуперації ЕРС постійного струму такі дослідження невідомі. В роботі в якості показників якості рекуперованої електроенергії уведені і використані такі критерії як відхилення і коливання напруги, а також імпульс напруги і тимчасова перенапруга. Виконано і приведено чисельну оцінку цих показників енергії рекуперованої (і далі не інвертованої) електровозами ВЛ11М6 при їх веденні поїздів на діючих ділянках Придніпровської залізниці. Встановлено, що фактичні значення усіх зазначених показників якості виходять за межі гранично допустимих величин. Якість інвертованої електроенергії досліджено для діючої ділянки Воловець-Батьово Львівської залізниці при русі по ній електровозів ВЛ11М; інвертування здійснювалось на тяговій підстанції Воловець. Встановлено, що напруга після інвертування майже синусоїдна (хоча і містить непарні гармоніки), а струм спотворений суттєво, інтегральний його показник THDI у 3,6 разів перевищує допустиме значення, що складає 5 %. За результатами досліджень робиться висновок, що рекуперована електроенергія є енергією низької якості.

Контактний провід в процесі взаємодії з контактними накладками полозів струмоприймачів піддається зносу, ерозійним пошкодженням, дії достатньо високих температур та механічних навантажень. Все це призводить до значної кількості його пошкоджень та інтенсивного зносу. Одним з шляхів розв'язання проблеми ресурсу контактного проводу є використання новітніх матеріалів під час виготовлення накладок полозів пантографів. Наведено результати роботи стосовно оцінки зносу контактного проводу на ділянках змінного струму під час експлуатації електрорухомого складу обладнаного накладками полозів струмоприймачів, що виготовлені з фуллерено-вуглецевого матеріалу "РОМАНІТ-УВЛШ".

Викладені результати роботи по оцінці зносу контактного проводу на ділянках змінного струму при експлуатації електрорухомого складу обладнаного різними типами контактних накладок пантографа. Встановлено, що до початку експерименту мало місце перевищення нормативу по зносу контактного проводу у 1,37 рази. За час проведення робіт в обігу на експериментальній ділянці знаходилось близько 30 % електрорухомого складу обладнаного накладками полозів пантографів з матеріалу "Романіт-УВЛШ". Це дозволило створити захисну струмопровідну плівку і як наслідок суттєво знизити знос контактного проводу.

Проведено аналіз даних щодо виконаної роботи локомотивами на ділянках Придніпровської залізниці. На цій основі обгрунтовано результати вибору ділянок для дослідних поїздок з метою реєстрації часових залежностей електричних величин в основних режимах роботи системи тягового електропостачання. Виконано аналіз особливостей роботи схем системи енергопостачання на дослідній ділянці.

Проаналізовано розширення діапазону навантаження та здійснення рекуперативного гальмування (РГ) електричного приводу постійного струму шляхом застосування суперконденсаторних накопичувачів електроенергії. Для розв'язання поставленої задачі використовуються методи теорії електроприводу, імпульсної електротехніки та методика розрахунку перехідних електромагнітних процесів у лінійних електричних колах при наявності в них суперконденсаторів. Здійснено суттєве збільшення жорсткості механічної та електромеханічної характеристик двигунів послідовного збудження, що надає можливість використання електроприводу постійного струму при навантаженні, значно меншому, ніж 15 - 20 % від номінального. Виконано чисельні розрахунки процесу дії суперконденсаторного накопичувача електроенергії при різкому зменшенні навантаження тягового електродвигуна електровоза постійного струму. Обгрунтовано можливість РГ електроприводу постійного струму з двигуном послідовного збудження. Виконано розв'язання рівнянь процесу зарядження й розрядження суперконденсаторного накопичувача в режимі РГ. Досліджено вплив величини ємності на характер підтримання в часі струму збудження електродвигуна в режимі малих навантажень. Розроблено теоретичні підходи щодо перетворення м'яких (механічних та електромеханічних) характеристик у жорсткі електродвигунів постійного струму послідовного збудження. Вперше запропоновано й обгрунтовано новий, комбінований, метод РГ двигунів послідовного збудження. Подальший розвиток отримали методи оцінки параметрів блока ємнісного накопичувача з урахуванням критеріїв надійної паралельної роботи суперконденсаторів із обмоткою збудження електродвигуна. Запропоноване та обгрунтоване перетворення м'яких характеристик у жорсткі дозволяє використовувати загальнопромислові електроприводи з двигунами послідовного збудження й при малих навантаженнях, а в тягових електроприводах - знизити інтенсивність буксування колісних пар електрорухомого складу. Розроблена методика розв'язання перехідних рівнянь дає можливість врахувати випадковий характер зміни напруги на двигуні в режимах зарядження та розрядження суперконденсаторного накопичувача. Запропонований комбінований метод РГ робить можливим здійснення РГ й при малих швидкостях обертання якоря електродвигуна, тим самим підвищуючи енергоефективність експлуатації електроприводів цього типу.

Приведено результати стендових випробувань контактних накладок полозів струмоприймачів виготовлених з матеріалу нового типу "Романіт-УВЛШ". Розробка та впровадження новітніх матеріалів для електричних контактних елементів струмоприймачів залізничного електрорухомого складу створює передумови для вирішення багатьох поточних проблем, а також надає базу для подальшого розвитку.

Розглянуто проблеми математичного моделювання електротехнічних пристроїв. Представлена комп'ютерна модель багатообмоткового тягового трансформатора з урахуванням його активних опорів, індуктивностей та ємностей. Параметри моделі отримано з використанням підтверджених методик. Зазначену модель створено у програмному середовищі Matlab Simulink. Адекватність моделі підтверджено результатами випробувань трансформатора. На цій основі проведено моделювання режимів роботи трансформатора для струмів підвищеної частоти в діапазоні 50 Гц - 100 кГц. Результати показують відсутність небезпечних резонансних режимів у цьому діапазоні. В подальшому дана модель може бути використана у розрахунках електромагнітних процесів на усіх ділянках електротехнічного комплексу "тяговий трансформатор - силовий перетворювач - асинхронних двигун" зокрема з метою забезпечення електромагнітної сумісності нового електрорухомого складу,що є необхідною умовою його впровадження в експлуатацію на залізницях України.

Основна мета роботи - розробка методики оцінки температури нагрівання зони контактування контактного проводу з контактною вставкою струмоприймача (елемент контактного проводу - елемент контактної вставки струмоприймача, скорочено ЕКП - ЕКВС) для умов стоянки під час підготовки поїзда до рейсу з визначенням граничного струмового навантаження на цей вузол. Запропоновано розглядати контакт ЕКП - ЕКВС з точки зору класичної теорії електричного контакту й нагрівання однорідного тіла. Розглянуто особливості теплового стану вузла струмознімання ЕКП - ЕКВС в умовах підготовки електрорухомого складу до рейсу. У рамках дослідження розроблено методику оцінки температури нагрівання зони силового ковзного контакту в умовах підготовки поїзда до рейсу. Застосування методики сприятиме зменшенню кількості перепалювань контактного проводу завдяки точному вибору часу прогрівання/охолодження поїзда для визначеного струму обігріву/кондиціонування в разі підготовки електрорухомого складу до рейсу. Установлено, що причиною перепалювань контактного проводу на стоянках під час підготовки поїзда до рейсу є перевищення допустимої температури силового ковзного контакту внаслідок тривалої дії струму обігріву/кондиціонування. На відміну від стандартного підходу до встановлення тривалості обігріву поїзда, запропонована методика враховує додаткові фактори, а саме зношеність та стан контактного проводу, стан контактної вставки струмоприймача. Ця методика базується на класичній теорії електричного контакту та теорії нагрівання однорідного тіла, що дозволяє досить точно оцінити тепловий стан силового ковзного контакту і є досить зручною для використання в умовах експлуатації. Результати роботи мають практичну цінність, оскільки технологія підготовки поїзда до рейсу може бути доповнена розрахунком температури контакту ЕКП - ЕКВС відповідно до запропонованої методики. Це дозволить для конкретного поїзда в конкретних умовах застосовувати комплекс заходів із недопущення "перепалювань" контактного проводу у випадку вірогідного перевищення температурою допустимого значення.

Мета роботи - проведення аналізу результатів стендових випробувань ковзних електричних контактів електротранспорту, з метою визначення показників теплового режиму ковзного контакту (КК). Вихідні дані отримано під час натурних експериментів на спеціалізованому стенді в лабораторних умовах, які проводились з метою визначення зносу контактного проводу (КП) вставками різних типів для пантографів електрорухомого складу (ЕРС) залізниць. Для визначення температури КП у місці КК застосовувався неруйнівний безконтактний метод контролю за допомогою тепловізора. Під час проведення експериментальної частини досліджень отримано тепловізорні фотографії, на яких зафіксовано температури у місці КК між вставкою пантографа ЕРС і КП, який встановлено на випробувальному диску. Ці температурні значення фіксувались із визначеним часовим інтервалом, що надали можливість побудувати залежності зміни теплового режиму у часі, визначити сталу часу нагрівання системи вставка - КП випробувального стенду та отримати кінцеве значення температури наприкінці випробувань. Приймачі зразок вставки за якого отримано мінімальну температуру у зоні КК як еталонного, стає можливим за значенням температури КП у зоні КК прогнозувати кінцевий результат випробувань інших типів накладок. Показники температурних режимів КК електротранспорту під час стендових випробувань отримані вперше; запропонований відносний температурний показник надає можливістль за результатами стендових випробувань прогнозувати якісні показники КК електротранспорту. Стендові випробування вставок струмоприймачів електротранспорту є тривалою процедурою, нормативний показник кількості проходів струмоприймача на стенду дорівнює 500 тис. проходів, що вимагає значних витрат часу, енергії, людських ресурсів та інш. Запропоновані за результатами випробувань показники, а саме стала (постійна) часу нагрівання та відносний температурний показник, надає можливість реалізувати двоетапні випробування. На першому етапі, тривалістю 10 тис. обертів диску випробувального стенду визначаються запропоновані показники, та порівнюються з відповідними еталонними, у разі їх відповідності стає можливим прогнозувати кінцевий результат випробувань як успішний (знос КП менший за норму), або не успішний. В останньому випадку необхідність проведення другого етапу випробувань до 500 тис. обертів стає під питанням, оскільки кінцевий результат буде негативним, а ресурси на випробування будуть задіяні значні, а тому ці випробування є недоцільними.

Електрорухомий склад залізниць отримує живлення від контактної мережі напругою 25 кВ змінного або 3 кВ постійного струмів, за допомогою сильнострумового ковзного контакту, який передає енергію до локомотива або електропоїзду, при цьому струм може сягати значень 2500 А. Безумовно надійність цього ковзного контакту визначає експлуатаційну надійність рухомої одиниці електротранспорту в цілому. Струмоприймач електровоза або електропоїзда обладнується струмоприймачем - пантографом із вставками, які повинні при ковзані по контактному проводу його мінімально пошкоджувати та зношувати. При впроваджені нових матеріалів для вставок струмоприймачів вони повинні пройти випробування, серед яких є стендові випробування по визначенню зносу контактного проводу. Мета досліджень - визначення можливості використання різних типів вставок на електрорухомому складі залізниць із визначенням значення зносу контактного проводу і порівняння його з нормативним. У роботі представлені результати стендових випробувань шести зразків вставок, які запропоновані до використання на електровозах та електропоїздах. При випробуваннях використовувався стандартизований метод стендових випробувань, у відповідності до ДСТУ ГОСТ 32680:2016. Значення зносу контактного проводу фіксувались кожні 10 тисяч проходів диску випробувального стенду. За отриманими експериментальними значеннями, які були проаналізовані методами статистичної обробки, побудовані залежності між кількістю проходів та зносом контактного проводу для різних типів зразків, що дає змогу визначити ресурс контактного проводу, при впроваджені різних типів вставок струмоприймачів. За результатами випробувань визначено три зразка вставок, використання яких не призведе до зношування контактного проводу понад нормативне значення.

Приведено узагальнені результати лабораторних випробувань та дослідної експлуатації контактних вставок полозів струмоприймачів виготовлених з матеріалу "Романіт-УВЛШ" з покращеними електричними, трибологічними та механічними властивостями.

Основна мета статті - розробка методу раціонального управління динамічними режимами роботи електрохімічних накопичувачів енергії для підвищення ефективності їх експлуатації у складі систем енергозабезпечення транспортних засобів. Проведено огляд світової літератури з теми роботи. Систематизували та класифікували наявні методи управління електрохімічними накопичувачами енергії. Відзначено особливості та можливості їх застосування з урахуванням специфіки експлуатації на транспортних засобах, для яких характерні динамічні режими з непередбачуваними змінами енергетичного балансу, обумовленими неконтрольованими недозарядами та перезарядами. Проведений аналіз наявних методів управління показав, що їх загальним недоліком є використання як інформаційних параметрів для контролю та управління режимами роботи таких параметрів накопичувача, як напруга та робочий струм, значення яких не відповідають поточному енергетичному стану накопичувача у зв'язку зі швидкоплинністю перехідних електрохімічних процесів під час роботи в динамічних режимах. Зроблено висновок про необхідність урахування енергетичних параметрів накопичувачів у процесі управління динамічними режимами, які найбільш повно та об'єктивно відображають його працездатність. Показано перевагу імпульсних методів управління накопичувачами в динамічних режимах роботи перед постійнострумовими методами. Обгрунтовано та експериментально підтвердили багатофункціональність розробленого гальваностатичного методу, що дозволяє одночасно проводити контроль поточного енергетичного стану накопичувача та оперативне управління динамічними режимами його роботи із застосуванням спільного критерію контролю та управління - коефіцієнта використання активних матеріалів, інформаційним еквівалентом якого є величина площі під кривою деполяризації на сигналі відгуку накопичувача на тестовий імпульс. Уперше запропоновано поєднати функції контролю поточного енергетичного стану накопичувача та оперативного управління динамічними режимами його роботи із застосуванням коефіцієнта використання активних матеріалів. Отримані результати можуть бути використані для забезпечення оптимального режиму експлуатації накопичувачів енергії у складі систем електропостачання транспортних засобів.

Основна мета роботи - формування концептуальних підходів до побудови ефективної інтегрованої системи синхронізованого керування рухом та підвісом магнітолевітаційного транспортного засобу - магнітоплана. Використано метод одночасного керування рухом і підвісом магнітолевітаційного транспортного засобу, взаємоузгоджене застосування обох способів левітації - електромагнітного та електродинамічного - через індивідуальне керування енергопостачанням кожної шляхової котушки. Обгрунтовано концептуальні принципи керування тягово-левітаційною системою в гібридному режимі її роботи. Розкрито взаємодію шляхової структури та транспортного засобу на електродинамічному підвісі з лінійним приводом, висвітлено особливості реалізації силової частини. Показано, що значного поліпшення магнітолевітаційної технології можна досягнути завдяки взаємоузгодженій комбінації електромагнітного й електродинамічного способів левітації та використання принципово іншої побудови маглев-траси - не із довгих секцій з трифазними силовими обмотками, а з дискретних коротких котушок, які одночасно є і тяговими котушками лінійного двигуна, і складовим елементом (навантаженням) сонячної шляхової енергоустановки (СШЕУ), розміщеної уздовж шляхопроводу. До складу СШЕУ входять фотоелектричний модуль (сонячна батарея), що перетворює сонячну енергію в електроенергію, накопичувач та інвертор. Така будова робить можливим незалежне, автономне живлення кожної шляхової котушки та автономне керування нею з перемиканням або в тяговий режим, або в режим левітації. Концепція керування полягає в тому, щоб кожна шляхова котушка могла брати участь як у створенні статичного підвісу за рахунок взаємодії магнітного поля бортового надпровідного магніту та магнітного поля шляхових котушок під час подачі на них постійного струму певної величини, так і динамічного підвісу в процесі руху поїзда в результаті взаємодії магнітного поля бортового надпровідного магніту та магнітних полів, створюваних у шляхових котушках струмами, що надходять до них під час перетину магнітних полів бортового надпровідного магніту. Використання такої комбінованої системи керування рухом та підвісом магнітоплана призведе до якісного поліпшення маглев-технології, збільшення ефективності та надійності високошвидкісного наземного транспорту на основі електродинамічної левітації з використанням надпровідних магнітів.