Рассмотрены вопросы определения оптимального мощностного ряда электровозов для пассажирских перевозок и вождения пассажирских поездов различных скоростных категорий скоростными электровозами.

Індекс рубрикатора НБУВ: О232.1-01

Рубрики:

Електровози. Електровозобудування

Шифр НБУВ: Ж15098 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Встановлено взаємозв'язок параметрів номінального режиму пасажирських електровозів з параметрами перевізного процесу. Розроблено методику визначення керувальних параметрів у рівнянні руху пасажирського поїзда, причому маса електровоза в дане рівняння не входять. Розроблено методику визначення раціональної градації ряду потужностей пасажирських електровозів для випадку, коли на зоні обслуговування використовуються електровози різних швидкісних категорій. Використання розроблених методик дозволяє визначити раціональний ряд потужностей пасажирських електровозів для залізниць України. Запропонований ряд потужностей за попередніми оцінками забезпечить економію коштів на відновлення й утримання локомотивного парку до 8 %.

Приведены результаты эксплуатационных испытаний электровозов производства ООО "Уральские локомотивы" в условиях Львовской ж.д.

Специфіка визначення керуючих параметрів рівняння руху в задачах тягового забезпечення полягає у відсутності тягових характеристик і даних про величину маси електровоза. Запропоновано рішення цієї задачі за рахунок вводу відносної маси локомотива і використання універсальних тягових характеристик, одержаних для електровозів з колекторними тяговими двигунами постійного і пульсуючого струму, а також з асинхронним тяговим приводом. В результаті запропоновані аналітичні вирази для визначення основного питомого опору руху і граничної тягової характеристики для всіх зон регулювання потужності основних типів тягових приводів. Запропоновано аналітичну залежність для визначення маси електровоза, аналіз якої показав, що основними параметрами, що визначають масу електровоза при фіксованій масі складу, є: тип тягового приводу і прискорення поїзда при пусковий швидкості. Основною особливістю одержаних виразів для визначення керуючих параметрів рівняння руху є те, що вони не включають в якості параметра масу складу і електровоза. Це надає можливість рішення поставленої задачі базувати на результатах тягових розрахунків.

Проанализированы основные работы и методики определения параметров номинального режима грузовых электровозов и внесены соответствующие корректировки в методику определения номинальных скорости и мощности пассажирских электровозов. Установлены основные критерии определяющие оптимальные значения параметров электровозов для пассажирского движения, а также рациональные значения мощностного ряда электровозов. Показано, что при используемом подходе к определению массы электровоза, при фиксированном значении скорости движения номинального режима, управление в режиме тяги, соответствующее минимальному расходу электроэнергии, будет одним и тем же для поездов различной составности и определяется единственным параметром - пусковой скоростью (или скоростью движения в номинальном режиме). Изложена методика определения оптимальной пусковой скорости пассажирских электровозов и удельной мощности номинального режима.

Приведены результаты определения рациональных параметров номинального режима электроподвижного состава для вождения пассажирских поездов при заданной их составности и технической скорости движения. Указано, что для обновления парка электровозов необходимо решение двух отдельных задач: определение рациональных значений основных внешних параметров электровоза для вождения поездов на конкретном направлении при заданной их составности и технической скорости движения; определение оптимальной градации мощности парка электровозов для обеспечения пассажирских перевозок на заданном полигоне тяги. Приведены результаты, касающиеся выбора рациональных параметров электровозов. Установлены критерии, определяющие оптимальные значения параметров электровозов для пассажирского движения. Установлено, что номинальная мощность электровоза при регламентированной величине пускового ускорения, характеристиках продольного профиля железнодорожного пути, известном типе тягового привода и установленной составности поезда, однозначно определяется величиной пусковой скорости, поэтому задача определения оптимальных параметров номинального режима пассажирского электровоза сводится к определению оптимального значения пусковой скорости. Приведены рекомендации по выбору параметров номинального режима для пассажирских электровозов с асинхронным приводом.

Рассмотрены вопросы использования на неэлектрифицированных участках железных дорог Украины автономных электропоездов. Обоснована необходимость применения на таких электропоездах, наряду с электрохимическими источниками, ионисторов. Предложено использовать ионистор в качестве дополнительного накопителя, питающего электропривод при пуске электропоезда и потребляющего энергию в режиме электрического торможения. Приведены результаты расчета зависимости напряжения на ионисторе от времени разгона электропоезда, рассмотрены вопросы выбора рационального соотношения номинальных напряжений на ионисторе и электроприводе. Предложена принципиальная электрическая схема преобразователя, обеспечивающего частотное регулирование напряжения с коэффициентами передачи как меньше, так и больше единицы. Проведен анализ режимов пуска автономного электропоезда при питании тягового электропривода от ионистора, выполнен оценочный расчет его массы. Результаты расчета показывают, что применение ионисторов для питания тягового электропривода автономного электропоезда в режиме пуска увеличивает нагрузку на ось подвижного состава в допустимых пределах.

Оскільки маса составів на практиці не відповідає повному використанню потужності тягового засобу, то це приводить до появи надлишку тягової потужності. Надлишкова потужність не може бути використана на підвищення швидкості, оскільки в графіку руху, незалежно від маси, всі поїзда прокладаються з однаковою розрахунковою ходовою швидкістю. Наявність надлишкової потужності негативно впливає на економічні показники перевізного процесу, тому що приводить до росту витрат на відновлення (поповнення) і утримання парку тягових засобів, а також до збільшення витрати електроенергії на тягу поїздів. Зменшити надлишкову потужність тягових засобів, а значить і сумарну потужність парку тягових засобів, можна за рахунок використання модульної тяги, тобто за рахунок водіння поїздів тяговими зчепами, сформованими з окремих тягових модулів з розрахунку, щоб їх потужність була достатньою для водіння конкретного поїзда. Наведені залежності дозволяють отримати оцінку енергетичної ефективності модульної тяги для залізниць України. Використання модульної тяги, в порівнянні з використанням в експлуатації тільки тягових засобів одного типу, забезпечує можливість знизити до 8 % обсяги закупівлі тягових засобів для укомплектування парку. В такій же пропорції знизяться витрати на утримання тягових засобів. Застосування в експлуатації тягових засобів, які формуються з тягових модулів, забезпечує, як встановлено за розробленою в роботі методикою, можливість зменшення до 3 % витрат електроенергії на тягу поїздів.

Представлен принцип синтеза схем взаимной нагрузки, оптимальных с точки зрения минимума расхода электроэнергии на покрытие потерь в испытуемых машинах. Условием обеспечения взаимного нагружения является протекание тока по обмоткам испытуемых машин и вращение их роторов. Для теоретического обоснования обеспечения этих условий были составлены универсальные схемы преобразования электрической и механической мощности. На базе этих схем были выведены аналитические зависимости условий протекания токов и баланса моментов в системе взаимного нагружения.По полученным выражением сформулирован принцип синтеза схем взаимного нагружения и составлено множество возможных схем.