Повышение эффективности использования электровозов при продолжительном режиме работы в условиях тяжеловесного движения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат наук Утепбергенова Сандугаш Мырзабековна

• Утепбергенова Сандугаш Мырзабековна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Утепбергенова Сандугаш Мырзабековна

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТОКОПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОВОЗОВ

1.1. Особенности устройств токосъема при эксплуатации тяжеловесном, скоростном и высокоскоростном режимах движения подвижного состава

1.2. Классификация способов повышения нагрузочной способности токоприемников

1.3 Активные системы охлаждения токоприемников

1.4 Пассивные системы охлаждения верхнего узла токоприемника

1.5. Выводы

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТОКОПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОВОЗА ПО УСЛОВИЮ ДОСТИЖЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ТЕМПЕРАТУР ПОЛОЗОВ

2.1. Анализ существующих методик расчета нагрева токосъемных элементов электроподвижного состава

2.2. Методика расчета теплового состояния полоза токоприемника магистрального электроподвижного состава с учетом изменения положения контактного провода в плане

2.2.1. Физические процессы, определяющие нагрузочную характеристику токоприемника

2.2.2. Учет зигзага контактного провода

2.2.3. Расчетная схема определения температуры полоза токоприемника

2.2.4. Анализ влияния величины зигзага контактного провода на температуру полоза токоприемника

2.2.5 Выводы

2.3 Усовершенствованная математическая модель теплового состояния полоза токоприемника магистрального электроподвижного состава постоянного тока

2.3.1. Особенности контактной подвески с двойным контактным проводом

2.3.2. Расчетная схема определения температуры полоза токоприемника постоянного тока

2.3.3. Анализ результатов расчета нагрева полоза токоприемника

2.4. Расчет температуры полоза токоприемника с учетом тяговых режимов движения ЭПС

2.4.1. Особенности учета переходных режимов работы токоприемника

2.4.2. Алгоритм расчета теплового состояния полоза токоприёмника на участке с различными условиями токосъема

2.4.3. Результаты расчета

2.4.4. Выводы

2.5 Математическая модель системы охлаждения полоза токоприемника в режиме движения магистрального электроподвижного состава

2.5.1. Расчетная схема полоза токоприемника

2.5.2. Анализ результатов расчета

2.5.3. Выводы

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТАНОВИВШИХСЯ ТЕПЛОВЫХ СОСТОЯНИЙ ПОЛОЗА ТОКОПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОВОЗА

3.1. Особенности исследуемой конструкции верхнего узла токоприемника

3.2. Анализ современных методов численного моделирования

3.3. Особенности расчета эффективности систем охлаждения устройств токосъема с применением трехмерного численного моделирования

3.4. Анализ результатов расчета нагрузочных и аэродинамических характеристик полозов токоприемника

3.5. Влияние формы полоза на аэродинамические характеристики скоростного токоприемника

3.5.1. Методика расчета

3.5.2. Особенности исследуемых полозов токоприемника

3.5.3. Условия математического моделирования

3.5.4. Анализ результатов расчета

3.5.5. Выводы

3.6. Исследование систем охлаждения полоза токоприемника магистрального электроподвижного состава

3.6.1. Режимы работы полоза токоприемника

3.6.2. Особенности моделирования скользящего контакта «контактный провод-вставка»

3.6.3. Продольное распределение температуры полоза

3.6.4. Поперечное распределения температуры полозов

3.6.5. Анализ результатов расчета

3.6.6. Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЛОЗА ТОКОПРИЕНИКА ЭЛЕКТРОВОЗА

4.1 Анализ существующих центров испытаний токоприемников высокоскоростного электроподвижного состава

4.1.1. Лабораторная база Италии

4.1.2. Исследования японских испытательных центров

4.1.3. Немецкий центр исследований

4.1.4. Испытательная база Великобритания

4.1.5. Отечественный опыт

99

4.2 Совершенствование методики определения нагрузочных характеристик

токоприемников

4.3. Результаты исследований полоза токоприемника при движении

4.3.1. Штатный режим работы

4.3.2. Режим работы системы охлаждения полоза

4.4. Технико-экономическая эффективность применения системы охлаждения полозов токоприемника

4.4.1. Методика оценки экономической эффективности

4.4.2. Определение стоимостной оценки результатов

4.4.3. Определение единовременных затрат

4.4.4. Определение показателей экономической эффективности

4.5 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Код программы МаШСаё для расчета теплового состояния полоза токоприемника

Приложение Б. Документы, подтверждающие новизну технических разработок. Патенты

Приложение В. Документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы. Акты внедрения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности использования электровозов при продолжительном режиме работы в условиях тяжеловесного движения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Согласно «Стратегии развития железнодорожного транспорта Российской Федерации до 2030 г.», утверждённой распоряжением Правительства РФ от 17 июня 2008 г. № 877-р, ведущее положение железных дорог определяется их возможностью перевозить основную часть потоков массовых грузов. К одной из проблем в сфере железнодорожного транспорта относится необходимость снятия ограничений для роста объемов транзитных грузовых перевозок, что связано с повышением передачи на электроподвижной состав (ЭПС) значительной мощности. Современные отечественные электровозы способны развивать максимальную мощность до 13200 кВт и осуществлять ведение поездов массой до 9000 тонн. Среди решаемых Стратегией задач выделено снижение совокупных транспортных издержек, в том числе за счет повышения эффективности функционирования железнодорожного транспорта. Прогнозы по всем сценариям развития Стратегии, указывают на значительный рост грузооборота и пассажирского потока поездов за счет увеличения массы составов и интенсивности движения поездов.

Особенностью существующих электрифицированных железных дорог на территории РФ является широкое применение системы тягового электроснабжения постоянного тока напряжением 3,3 кВ [1-3]. Увеличивающиеся мощности грузовых электровозов требуют возможности передачи токовой нагрузки свыше 3000 А [4]. Продолжительный режим работы электровоза с нагрузкой наибольшим током в течение неограниченного времени при номинальном напряжении на токоприемнике не должен вызывать достижения предельно допустимых температур его электрооборудования [5]. Во время движения съем тягового тока осуществляется одним токоприемником. Передача тягового тока через скользящий контакт «провод-вставка» и далее через токопроводящие элементы полоза сопровождается их джоулевым нагревом и охлаждением набегающим встречным потоком воздуха. Нормативными документами установлены предельные значения температуры то-косъемных и токопроводящих элементов токоприемника, ограничивающих вели-

чину съема тягового тока, превышение которых приводит к разрушению и значительному износу устройств токосъема [6-9]. Доля разрушений контактных элементов от термического воздействия в общем числе отказов, по разным оценкам, составляет от 40 до 55 % [10].

В этой связи обеспечение надежной передачи электроэнергии на подвижной состав с учетом ее роста требует совершенствования системы токосъема в части улучшения такого эксплуатационного показателя, как нагрузочная способность токоприемника, характеризующая возможность передачи максимально допустимых длительных токов на ЭПС без разрушения токопроводящих и контактных элементов полоза и конструкции токоприемника в целом [6, 10, 11].

Для оценки возможности передачи значительной электрической энергии через скользящий сильноточный контакт без повреждения токоведущих элементов необходимо усовершенствовать имеющиеся математические модели теплообмена в полозе, выбрать конструктивные схемы и параметры новых охлаждающих устройств, определить улучшенные нагрузочные характеристики модернизированных полозов, что позволит улучшить эксплуатационные показатели токоприемников ЭПС для съема больших значений тягового тока.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-технических работ Омского государственного университета путей сообщения (тема НИР №АААА-А18-118112690011-1 (ГБ-216).

Степень разработанности темы исследования. Теоретическими и экспериментальными исследованиями в области токосъема повышенных токовых нагрузок занимались такие отечественные ученые как И. А. Беляев, Е. А. Вологин, Ю. Е. Купцов, И. С. Гершман, А. Г. Гинсбург, А. М. Маханько, А. В. Чичинадзе, В. Я. Берент, Н. А. Буше, О. А. Сидоров, А. Н. Смердин, В. Н. Ли, А. В. Ефимов, Н. В. Миронос, П. Г. Тюрнин, М. Н. Емельянова, Д. В. Тартынский. А. Т. Тиби-лов, В. М. Павлов, В.В. Томилов, А.С. Голубков, А. В. Паранин, Д. А. Ефимов, Ю. Л. Большаков, А. Е. Миронов, С. А. Ступаков, В. М. Филиппов, Е. И. Герш-ман, Л. Н. Рачек, М. А. Мельник, О. И. Поздняков, А. В. Поздняков и другие, а также зарубежные - G. Auditeau, H. Biesenack, М. Deutzer, S. Kubo, S. Aoki и про-

чие. Результаты их работ направлены на повышение качества токосъема и улучшение характеристик токоприемников, однако в них не было рассмотрено влияние положения контактных проводов в плане и изменение переходного сопротивления в контакте при движении токоприемника, не было рассмотрено влияние предыдущих тепловых состояний полоза на текущее и последующее изменение его температуры при резком повышении нагрузки.

Несмотря на постоянное совершенствование конструкций полозов, применения новейших контактных вставок, повышенные токовые нагрузки приводят к увеличению износа контактных материалов и сокращению срока службы полозов. Особенно остро эта проблема проявляется при увеличении весовых норм, интенсивности и возрастании скорости движения.

Для улучшения эксплуатационных показателей токоприемников электроподвижного состава необходимо усовершенствовать методы теоретических и экспериментальных исследований и создавать новые конструкции полозов.

Цель диссертационной работы - совершенствование конструкции токоприемника для обеспечения эксплуатационных показателей электровоза в продолжительных режимах работы за счет увеличения максимально допустимого длительного тока.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи:

1. Выполнить анализ устройств токосъема, увеличивающих максимально допустимый длительный ток электроподвижного состава, и разработать классификацию способов повышения нагрузочной способности токоприемников, выбрать пути возможного роста токовой нагрузки полозов в условиях продолжительных режимов работы грузового электровоза.

2. Разработать методику расчета максимально допустимого тока электровоза при переходном режиме работы токоприемника по условию достижения предельно допустимых температур электрооборудования.

3. Усовершенствовать математическую модель определения максимальной температуры токоприемника при продолжительном режиме работы грузового

электровоза с учетом наличия системы охлаждения полоза, движения электроподвижного состава с заданной скоростью и изменения положения контактных проводов в плане.

4. Предложить новые технические решения, обеспечивающие увеличение токовой нагрузки на полоз токоприемника грузового электровоза.

5. Разработать методику и выполнить экспериментальную оценку предложенных технических решений с учетом движения электроподвижного состава и положения контактных проводов в плане.

Объект исследования - электроподвижной состав.

Область исследования - совершенствование подвижного состава, улучшение эксплуатационных показателей подвижного состава.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Разработана методика расчета максимально допустимого тока электровоза при переходном режиме работы токоприемника, отличающаяся тем, что температура нагрева и охлаждения полоза токоприемника рассчитывается для множества точек по его длине с учетом положения контактного провода в плане и движения подвижного состава.

2. Усовершенствована математическая модель определения максимальной температуры полоза токоприемника при продолжительном режиме работы грузового электровоза, отличающаяся тем, что она учитывает особенности системы охлаждения и распределение температуры по всему внутреннему объему вставок и каркаса полоза при движении подвижного состава и с учетом положения контактных проводов в плане.

3. Разработана методика экспериментальной оценки эффективности предложенных технических решений по увеличению максимально допустимого длительного тока токоприемника электровоза в режиме движения, отличающая тем, что она учитывает наличие системы охлаждения в конструкции полоза.

Теоретическая и практическая значимость диссертации.

1. Разработанная методика расчета максимально допустимого тока электровоза при переходном режиме работы токоприемника позволяет рассчитать распре-

деление температуры в контактных элементах полоза, что дает возможность более точно определить электрические характеристики токоприемника, ограничивающие съем тягового тока.

2. Усовершенствованная математическая модель определения максимальной температуры полоза токоприемника при продолжительном режиме работы грузового электровоза позволяет оценить эффективность систем охлаждения, рассчитать величину снижения температуры полоза и увеличение значения длительного тока.

3. Разработанная методика экспериментальной оценки эффективности предложенных технических решений по увеличению максимально допустимого длительного тока токоприемника электровоза в режиме движения позволяет определить величину эффективности системы охлаждения полоза и уточнить ее параметры.

4. Предлагаемые новые технические решения конструкции полозов токоприемника грузового электровоза постоянного тока позволяют увеличить значения снимаемого тока на 26-32 % и обеспечивают снижение тепловой нагрузки на полоз токоприемника на 15-20 %.

Методология и методы исследований. Теоретические и экспериментальные исследования проведены на основе методов системного подхода, корреляционного анализа, математического моделирования на ЭВМ с использованием универсальной математической программы MathCAD, программы проектирования SolidWorks и расчета аэродинамических конструкций Cosmos Flow Works методом конечных элементов. Экспериментальные данные получены на аттестованном комплексе ОмГУПСа для исследования токоприемников магистрального электроподвижного состава.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика расчета максимально допустимого тока электровоза при переходном режиме работы токоприемника, позволяющая определить распределение температуры вдоль полоза и оценить его нагрузочную характеристику.

2. Математическая модель определения максимальной температуры токоприемника оснащенного системой охлаждения полоза при продолжительном ре-

жиме работы грузового электровоза, позволяющая оценить распределение температуры полоза токоприемника внутри вставок и каркаса, повышение тягового тока и уточнить параметры охлаждающих устройств.

3. Новые технические решения устройств охлаждения полоза токоприемника, обеспечивающие увеличение максимально допустимого тока электроподвижного состава.

4. Методика экспериментальной оценки эффективности системы охлаждения полоза для увеличения максимально допустимого длительного тока токоприемника электровоза в режиме движения.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты практических и теоретических исследований приняты к использованию в ЭЧ-2 Омской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской дирекции по энергообеспечению - структурном подразделении Трансэнерго - филиала ОАО «Российский железные дороги».

Степень достоверности результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена результатами лабораторных экспериментов. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными составляет не более 5 %.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты исследования обсуждались на научно-практических конференциях различного уровня: ^-я международная научно-практическая конференция с международным участием «Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава» (ОмГУПС, Омск, 2017), ХУП-я международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии на транспорте: образование, наука, практика» в рамках реализации Послания Президента РК Н. Назарбаева «Новые возможности развития в условиях четвертой промышленной революции» (КазАТК, Алматы, 2018), всероссийская молодежная научно-практическая конференция с международным участием «Интеллектуальная энергетика на транспорте и в промышленности» (ОмГУПС, Омск, 2018), 1У-я всероссийская научно-практическая конференция с международным участием

«Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов» (ОмГУПС, Омск, 2018) [12], IX международная научно-практическая конференция «Транспорт Евразии XXI века: Современные цифровые технологии на рынке транспортных и логистических услуг в рамках реализации государственных программ «Нурлы жол» и «Цифровой Казахстан»» (КазАТК, Алматы, 2018), научная конференция, посвященная Дню Российской науки «Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте» (ОмГУПС, Омск, 2019) [13], 61-я международная научно-техническая конференция молодых ученых, аспирантов, магистрантов и студентов «Научно-инновационные технологии: идеи, исследования и разработки» (КГТУ им. И. Раззакова, Бишкек, 2019), 10-й международный симпозиум Eltrans 10,0 (ПГУПС, Санкт-Петербург, 2019) [14], научная конференция, посвященная Дню Российской науки «Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте» (ОмГУПС, Омск, 2020) [15], международная научно-практическая online конференция «Интеграция науки, образования и производства - основа реализации Плана нации» (Сагиновские чтения №12) при поддержке Министерства образования и науки РК (КарГТУ, Казахстан, Караганда, 2020) [16].

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе пять статей из перечня изданий, рекомендованных ВАК при Минобрнауки РФ, четыре патента РФ на полезные модели.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и трех приложений. Содержание изложено на 173 странице и включает в себя 4 таблицы и 92 рисунка, библиографический список содержит 122 наименования.

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТОКОПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОВОЗОВ

1.1. Особенности устройств токосъема при эксплуатации тяжеловесном, скоростном и высокоскоростном режимах движения подвижного состава

На электрифицированных железных дорогах со скоростным, высокоскоростным и тяжеловесным движением, применяются различные типы токоприемников электроподвижного состава [17 - 18]. Среди известных зарубежных фирм производителей устройств токосъема можно выделить STEMMANN-TECHNIK, Faiveley, Siemens и др., среди отечественных - НЭВЗ, Селена Электротранспорт. Особенностью передачи электрической энергии на ЭПС является выполнение инструкции по движению поездов, обязывающей осуществлять съем тягового тока одним токоприемником.

С учетом наиболее частого применения переменного тока на высокоскоростном сообщении за рубежом спектр нагрузки по тяговому току и скоростной диапазон применения токоприемников приведен на рисунке 1.1.

350

км/ч

220 160

Vnc

0

СХ (IPCU)

АХ

SX-HP

2000

I

3000 А 4500

Рисунок 1.1 - Диапазон работы пантографов Faiveley различных серий

Современный токоприемник тяжелого типа способен снимать ток свыше 3300 А и эксплуатироваться со скоростями свыше 200 км/ч. Удовлетворительный

токосъем в таких условиях обеспечивается специальными контактными вставками, себестоимость которых чрезвычайно высока. Такие вставки обеспечивают низкое переходное сопротивление в контакте за счет применения специального материала, например, импегнированного углеграфита [19 - 29]. Одним из лидеров изготовления современных контактных вставок, применяемых для передачи высоких значений тока, является немецкая фирма PanTrac [19]. Однако износ таких вставок из-за их мягкости чрезвычайно высок. Состояние подвески, заключающееся в наличии жестких точек, препятствий в виде оборванных струн, перевернутых зажимов и т.п. приведет к значительному разрушению вставки [14].

Известные технические решения по снижению температуры нагрева полоза заключаются в применении пассивных и активных систем охлаждения.

Дополнительные устройства, расположенные на полозе токоприемника, изменяют его аэродинамические характеристики, увеличивая лобовое сопротивление и изменяя подъемную силу. Таким образом, предлагаемые технические решения должны учитывать изменения в аэродинамике токоприемника и ее последствий.

К активным системам охлаждения возможно отнести, использующие активный хладагент, циркулирующий по контуру система подвижных рам - полоз токоприемника. Такие системы крайне ненадежны по конструкции и затрудняют эксплуатацию токоприемников. Требуют дорогостоящего обслуживания. А отказ такой системы в пути следования электроподвижного состава может привести к серьезным разрушениям перегруженного полоза и контактной подвески. Известны запатентованные решения охлаждения полоза с применением элементов Пель-тье, усиливающих теплоотвод от вставок полоза к каркасу или от каркаса к радиатору. Однако такие элементы требуют источника тока, а надежность конструкции под воздействием значительной величины тягового тока вызывает сомнения до появления таких полозов в эксплуатации.

К пассивным системам охлаждения возможно отнести те системы, при которых усиливается теплоотдача элементов токоприемника за счет более интенсивного воздействия окружающей среды. Для этого используются различной формы сквозные отверстия во вставке или каркасе полоза замкнутого типа. Одна-

ко прочность полоза при этом снижается. Применяются дополнительные элементы, как радиаторы, различной конфигурации. В то же время последние увеличивают вес, ухудшая динамику взаимодействия токоприемника и контактной подвески. Для стальных каркасов отечественных токоприемников открытого типа используются отверстия и направляющие, изменяющие направления воздушных струй набегающего потока в зону наибольшего нагрева, что усложняет конструкцию, и приводит снижению прочности или увеличению веса.

Современная конструкция европолоза токоприемника представляет собой вставку, сопряженную через электропроводящий клей и медную подложку с алюминиевым каркасом, который выполняет несущую и токопроводящую функции (рисунок 1.2).

самонесущая вставка

вставка в медной обойме

набегающий воздушный поток

набегающий воздушный поток

а б

Рисунок 1.2 - Схема движения охлаждающих сред в отношении элемента полоза: а - с самонесущей вставкой; б - со вставкой типа кашпировский

Также через каркас происходит отвод тепла в окружающую среду. Внутренние полости каркаса могут быть использованы для обеспечения движения воздуха с целью его дополнительного охлаждения. Технически реализация подачи набегающего воздуха может быть реализована установкой конфузора снизу в центральной части каркаса, либо с одного конца каркаса. В таком случае с противоположной стороны целесообразно установить диффузор для работы в обе стороны

движения токоприемника. Конструкции таких переходов могут быть выполнены из легких нетокопроводящих полимеров, что не требует значительных материальных затрат. Установка конфузора и диффузора изменяет аэродинамическую характеристику токоприемника и требует компенсирующих устройств. Однако при применении управляемых конструкций диффузора, как подвижного элемента, в составе системы автоматического регулирования контактного нажатия достигается положительный эффект, повышающий качество токосъема.

1.2. Классификация способов повышения нагрузочной способности

токоприемников

Рост скорости движения электроподвижного состава и его веса требует улучшения эксплуатационных характеристик токоприемников. Повышение качества токосъёма с помощью различных технических решений, в том числе за счет систем охлаждения полоза токоприемников постоянного тока, является актуальной задачей [30].

Специалисты области токосъема, в том числе и сотрудники ОмГУПС, начали изучение этой тематики ещё с 80-х годов [31, 32]. Получили авторские свидетельства на защиту прав интеллектуальной собственности конструкции полозов токоприемников с улучшенными характеристиками по токовой нагрузке, положив начало разработкам систем охлаждения устройств токосъёма. Блок-схема способов повышения нагрузочной способности токоприемника приведена на рисунке 1.3. В частности дополняющая вышеуказанные способы разработана классификация существующих и предлагаемых технических решений систем охлаждения полозов токоприёмника и приведена на рисунке 1.4.

По времени функционирования такие системы можно разделить на два вида: однократного действия и постоянного (непрерывного). Последние - возможно разделить по типу воздействия среды охлаждения на естественные и принудительные.

Рисунок 1.3 - Блок-схема способов повышения нагрузочной способности

токоприемника

Рисунок 1.4 - Классификация видов систем охлаждения

1.3 Активные системы охлаждения токоприемников

При естественном охлаждении обдув набегающим воздушным потоком воздействует на контактную вставку и каркас полоза. Принудительное охлаждение, связанное с применением дополнительного хладагента или переносом тепла за

счет источника отличной от тепловой энергии, например, элементом Пельтье, является активным (см. рисунок 1.5). Принцип работы активного охлаждения полоза токоприёмника с элементами Пельтье описан в патентах на полезную модель, ОмГУПСа, заключающийся в интенсивной передаче тепла от вставок к оребрен-ному каркасу [33, 34].

Рисунок 1.5 - Полоз токоприемника с элементами Пельтье

Пассивное охлаждение подразумевает усиление воздействия окружающей среды при движении. Таким образом, охлаждение на стоянке возможно только активном способом.

Продувка воздуха через каналы, проходящие вдоль полоза, обдувающие вставки сбоку и охлаждающие контактные элементы снизу, была предложена О. И. Поздняковым (ОмГАПС) [35]. Известные виды токоприемников с активной системой охлаждения приведены на рисунках 1.6, 1.7. К открытому типу (см. рисунок 1.6. а, б, в, рисунок 1.7) относятся такие, в которых охладитель поступает от источника к вставкам и, охлаждая их, выводиться в атмосферу [31, 32]. На рисунке 1.6 г приведена усовершенствованная конструкция с циркуляцией хладагента по системе подвижных рам и полоз токоприемника [36]. В таком случае отсутствует расход хладагента, который может иметь жидкую фазу в цикле охлаждения. Недостатком последней является её низкая надежность, преимуществом -высокая эффективность.

Охлаждение за счет продольной продувки с автоматическим устройством разработанное в ОмИИТе О. А. Сидоровым и В. П. Михеевым приведено на рисунке 1.7. Продувка воздухом требует дополнительной электроэнергии.

а

в

б

Рисунок 1.6 - Существующие виды охлаждение токоприемников

г

Рисунок 1.7 - Схема охлаждения полоза продольной продувкой с автоматическим

устройством

Принципиальная система жидкостного охлаждения полоза токоприемника приведена на рисунке 1.8. Теплообменник находится на крыше подвижного состава, а охладитель движется по трубкам, закрепленных хомутами на системе подвижных рам. Охладитель подается и выводится в каркасы полозов токоприёмника через отверстия.

Принципиальная гидравлическая схема системы жидкостного охлаждения полоза токоприемника представлена на рисунке 1.9. Система охлаждения представляет из себя замкнутый контур, поэтому насос не потребует большого количества энергии.

Спектр распределения температуры воды внутри каркаса в поперечном сечении полоза приведен на рисунке 1.10.

Рисунок 1.8 - Принципиальная система охлаждения жидкой средой

полоза токоприемника

Рисунок 1.9 - Принципиальная гидравлическая схема системы жидкостного охлаждения полоза токоприемника: 1 - охладитель; 2 - насос; 3 - теплообменник; 4 - полозы токоприемника

Тиипфрзтур» стнуч»* ср» д*) ГС!

Рисунок 1.10 - Спектр распределения температуры воды внутри каркаса

в поперечном сечении полоза

1.4 Пассивные системы охлаждения верхнего узла токоприемника

Такие системы могут быть реализованы на полозах каркасного замкнутого типа, они не требуют значительных затрат, одна из которых оснащена конфузо-ром в его центральной части для охлаждения внутренней полости и дополнительного отвода тепла через торцевые части каркаса (см. рисунок 1.11).

Для обеспечения работы системы в обоих направлениях движения токоприемника, полоз оснащен вторым конфузором и дроссельной заслонкой, подающий воздух в каркас по выбранному направлению. Результаты теплового расчета 3D модели полоза с центральным конфузором указывают на перспективность применения данной системы охлаждения [37].

Рисунок 1.11 - Полоз токоприемника с двойным конфузором в центре

Для исключения изменения конструкции алюминиевого каркаса полоза, движение охладителя внутри полостей может быть обеспечено путем установки двух конфузоров по краям полоза (см. рисунок 1.12), один из которых работает в режиме диффузора (выпуск воздуха), а второй - по назначению (для подачи воздуха).

Рисунок 1.12 - Полоз токоприемника с конфузором и диффузором

Такая пара «конфузор - диффузор» обеспечивает движение воздуха в каркасе в обоих направлениях движения токоприемника без потери прочности суще-

ствующей конструкции. Профилированные элементы могут быть выполнены из пластика, не увеличивая значительно массу полоза, а в случае разрушения не приводить к прекращению работоспособности полоза.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Утепбергенова Сандугаш Мырзабековна, 2020 год

Сумма источников тепла

Р1 := Ркт11 + Ркт 21 + Ртр1 Р1 = 49.328

Р2 := Ркт 12 + Ркт22 + Ртр2 Р2 = 49.328

Р3 := Ркт 13 + Ркт23 + Ртр3 Р3 = 49.328

Ртр4 := 14 •

Р4 := Ркт 14 + Ркт24 + Ртр4 Р4 = 49.328

Ртр5 := 142

Р5 := Ркт 15 + Ркт25 + Ртр5 Р5 = 49.328

Ртр6 := 142

Р6 := Ркт 16 + Ркт26 + Ртр6 Р6 = 49.328

Ртр7 := 14 •

Р7 := Ркт 17 + Ркт27 + Ртр7 Р7 = 49.328

Ртр8 := 142 Ртр8 = 49.328

Р8 := Ркт 18 + Ркт28 + Ртр8 Р8 = 303.203

Р9 := Ркт 19 + Ркт29 + Ртр9 Р9 = 300.665

Ртр9 := 14 • Ртр9 = 49.328

Ртр10 := 142

Ртр10 = 49.328

Ртр11 := 142 Р11 := Ркт111 + Ркт211 + Ртр11 Р11 = 303.203

Р10 := Ркт110 + Ркт210 + Ртр10 Р10 = 298.126

Pтр12 := I4 • Rz0

P12 := Pкт112 + Pкт212 + Pтр12 P12 = 305.742

Pтр13 := I42Rz0

P13 := Pкт113 + PKr213 + Pтр13 P13 = 30S.2S1

2

Pтр14 := I4 • Rz0

Pтр15 := I42Rz0

P14 := Pкт114 + Pкт214 + Pтр14 P14 = 310.S2

P15 := Pc^ 15 + Pкт215 + Pтр15 P15 = 315.S97

2

Pтр1б := I4 • Rz0

P16 := Pкт116 + Pкт21б + Pтр16 P16 = 320.975

2

Pтр17 := I4 • Rz0

P17 := Pкт117 + Pкт217 + Pтр17 P17 = 326.052

2

Pтр1S := I4 • Rz0

P1S := Pкт11S + Pкт21S + Pтр18 P1S = 32S.591

2

Pтр19 := I3 • Rz0

P19 := Pкт119 + Pic^W + Pтр19 P19 = 322.57

Pтр20 := I32 Rz0

P20 := Pкт120 + Pкт220 + Pтр20 P20 = 317.492

2

Pтр21 := I3 • Rz0

P21:= Pкт121 + Pкт221 + Pтр21 P21 = 312.415

2

Pтр22 := I3 • Rz0

P22 := Pкт122 + Pкт222 + Pтр22 P22 = 307.337

2

Pтр23 := I3 • Rz0

P23 := Pкт123 + Pкт223 + Pтр23 P23 = 304.79S

2

Pтр24 := I3 • Rz0

P24 := Pкт124 + Pкт224 + Pтр24 P24 = 302.26

2

Pтр25 := I3 • Rz0

P25 := Pкт125 + Pкт225 + Pтр25 P25 = 45.S46

Ртр26 := 132Яг0

Р26 := Ркт 126 + Ркт226 + Ртр26 Р26 = 45.846

Ртр27 := 13 • Яг0

Р27 := Ркт 127 + Ркт227 + Ртр27 Р27 = 45.846

Ртр28 := 13 • Яг0

Ртр29 := 13 • Яг0

Ртр32 := 13'2 Яг0

Ртр33 := 1322 Яг0

Р28 := Ркт 128 + Ркт228 + Ртр28 Р28 = 45.846

Р29 := Ркт 129 + Ркт229 + Ртр29 Р29 = 45.846

Ртр30 := 132Яг0 Р30 := Ркт 130 + Ркт230 + Ртр30

Р30 = 45.846

Ртр31 := 132 Яг0 Р31 := Ркт 131 + Ркт231 + Ртр31

Р31 = 45.846

Р32 := Ркт 132 + Ркт232 + Ртр32 Р32 = 45.846

Р33 := Ркт 133 + Ркт233 + Ртр33 Р33 = 45.846

Ртр34 := 13 • Яг0

Ртр35 := 13 2 Яг0

Р34 := Ркт 134 + Ркт234 + Ртр34 Р34 = 45.846

Р35 := Ркт 135 + Ркт235 + Ртр35

Р35 = 45.846

Правый рог (36 ячейка) без источника тепла

Левый рог (37 ячейка)

Р38 := 132 Яш

Р39 := 142 Яш Р40 := 10

Р8ит := Р1 + Р2 + Р3 + Р4 + Р5 + Р6 + Р'

Р8ит = 6.138 х 10

Теплоотдача Примечание: индексы - элементы,

Теплоёмкость конвекцией Теплопередача м/у которыми осущ. передача тепла (не завис.от Vэпс)

С1 := 20 у01 := 5 у0137 := 100 первая ячейка - левый рог

С2 := С1 у02 := у01 у0102 := 100 первая ячейка - вторая

С3:= С1 у03 := у01 у0203 := у0102

вторая ячейка - третья

С4:= С1 у04 := у01 у0304:= у0102 третья ячейка - четвертая

С5:= С1 у05 := у01 у0405 := у0102

С6 := С1 у06 := у01 у0506 := у0102 и т.д. ... см. рисунок ниже

С7 := С1 у07 := у01 у0607 := у0102

С8 := С1 у08 := у01 у0708 := у0102

С9 := С1 у09 := у01 у0809 := у0102 восьмая ячейка - девятая

С10 := С1 у10 := у01 у0910 := у0102

С11 := С1 у11 := у01 у1011 := у0102

C12 := C1 y12 := y01 y1112 := y0102

C13 := C1 y13 := y01 y1213 := y0102

C14 := C1

y14 := y01 y1314 := y0102

C15 := C1

y15 := y01 y1415 := y0102

C16:= C1 y16 := y01 y1516 := y0102

C17:= C1 y17 := y01 y1617 := y0102

C1S := C1 y1S := y01 y171S := y0102

C19:= C1 y19 := y01 y1S19 := y0102

C20:= C1 y20 := y01 y1920 := y0102

C21 := C1 y21 := y01 y2021 := y0102

C22 := C1 y22 := y01 y2122 := y0102

C23 := C1 y23 := y01 y2223 := y0102

C24 := C1 y24 := y01 y2324 := y0102

C25 := C1 y25 := y01 y2425 := y0102

С26 := С1

у26 := у01

у2526 := у0102

С27 := С1

у27 := у01 у2627 := у0102

С28 := С1 у28 := у01 у2728 := у0102

С29 := С1 у29 := у01 у2829 := у0102 28 ячейка - 29

С30 := С1 у30 := у01 у2930 := у0102

С31 := С1 у31 := у01 у3031 := у0102

С32:= С1 у32 := у01 у3132 := у0102

С33 := С1 у33 := у01 у3233 := у0102

С34 := С1 у34 := у01 у3334 := у0102

С35 := С1 у35 := у01 у3435 := у0102 35 ячейка - правый рог

С36 := С1-10 у36 := 1500 у3536 := у0102

С37 := С1 10 у37 := у36 у2838 := 1

С38 := 10 у38 := у01 10 у0839 := 1

С39 := С23 у39 := у01 10 у3940 := 1 С40 := 8000 у40 := 1000 у3840 := 1

28 ячейка - правый шунт

восьмая ячейка - левый шунт

левый шунт - СПР правый шунт - СПР

2. Составление системы ОДУ

Присвоение элементам температуры окружающей среды

Г Т ^

Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т Т ^ Т;

Система дифференциальных уравнений

[ -(у01 + у0137 + у0102)-е +у01-Т + у0137-е +у0102-е +Р1

С1 —(у02 + у0102 + у0203)-е2 + у02-Т + уО 102-0 + у0203-93 + Р2

С2 -(уОЗ + у0203 + у0304)-ез + уОЗ-Т + у0203-е2 + у0304-94 + РЗ

С3 -(у04 + у0304 + у0405)-04 + у04-Т + у0304-93 + уО4О5-0$ + Р4

С4 -(у05 + у0405 + у0506)-95 + у05-Т + у0405-94 + у0506-96 + Р5

С5 -(у06 + у0506 + у0607)-06 + у06-Т + у0506-9$ + уО6О7-0? + Р6

С6 —(у07 + у0607 + уО7О8)-0„ + у07-Т + у0607-9, + уО7О8-0о + Р7 / 6 О

С7 -(у08 + у0708 + у0809 + у0839)-9о + у08-Т + у0708-9„ + у0809-9п + уО839-0,п + Р8 о /У ЗУ

С8 -(у09 + у0809 + уО91О)-09 + у09-Т + уО8О9-08 + у0910-9ш + Р9

С9 -(уЮ + у0910 + у1О11)-01О + уЮ-Т + уО91О-09 + уЮ11-0 + Р10

С10 -(уп + уюп + у1112)-е + у11-т + уюп-е + у1112-е + рп

С11 -(у 12 + у1112 + у1213)-е + у12-Т + у1112-9 + у1213-0 + Р12

С12 -(у13 + у1213 + у1314)-0 + у13-Т + у1213-0 + у1314-9 + Р13

С13 -(у 14 + у1314 + у1415)-9 + у14-Т + у1314-9 + у1415-0 + Р14

С14 —(у15 + у1415 + у1516)-9 + у15-Т + у1415-9 + у1516-0 + Р15

С15 -(у16 + у1516 + у1617)-9 + у16-Т + у1516-9 + у1617-9 + Р16

С16 -(у 17 + у1617 + у1718)-9 + у17-Т + у1617-9 + у1718-0 + Р17

С17 —(у18 + у1718 + у1819)-9,„ + у18-Т + у1718-9,_ + у1819-0,п + Р18 1о 1 / 1У

С18 -(у 19 + у1819 + у1920)-9 + у19-Т + у1819-9,0 + у1920-9ОЛ + Р19 1У 1о 21)

С19 —(у20 + у1920 + у2021)-920 + у20-Т + у1920-919 + у2О21-0 + Р20

Щ,9) С20 -(у21 + у2021 + у2122)-921 + у21-Т + у2021-9 + у2122-922 + Р21

С21

155

-(у20 + у 1920 + у2021>0 + у20-Т + у1920-91д + у2021-9 + P20

C20 D(t,0) := —(у21 + у2021 + у2122>0 + у21-Т + у2021-6 + у2122-022 + P21

C21

-(у22 + у2122 + у2223>0 + у22-Т + у2122-©21 + у2223-023 + P22

C22

-(у23 + у2223 + у2324)-623 + у23-Т + у2223-©22 + у2324-©24 + P23

C23

-(у24 + у2324 + у2425>0 + у24-Т + у2324-923 + у2425-925 + P24

C24

-(у25 + у2425 + у2526>0 + у25-Т + у2425-924 + у2526-026 + P25

C25

-(у26 + у2526 + у2627)-926 + у26-Т + у2526-925 + у2627-02? + P26

C26

-(у27 + у 2621 + у2728)-0оа + у27-Т + у2627-60, + у2728-0оо 2! 2Ь 2 о + P27

C27

-(у28 + у 212% + у2829 + у2838>еоо + у28-Т + у2728-9^ + у2829-9^ + у2838-0оо + Р28 2о 2/ 2У Jo

C28

-(у29 + у2829 + у2930>е„п + у29-Т + у2829-900 + у2930-9ол 2у 2О 30 + P29

C29

-(уЗО + у2930 + у3031>е + уЗО-Т + у2930-©29 + у3031-9 + P30

C30

—(уЗ 1 + у3031 + у3132)-931 + у31-Т + у3031-9 + у3132-932 + P31

C31

—(у32 + уЗ 132 + у3233)-932 + у32-Т + у3132-©31 + у3233-933 + P32

C32

-(уЗЗ + у3233 + у3334)-933 + уЗЗ-Т + у3233-032 + у3334-034 + P33

C33

—(у34 + у3334 + у3435)-934 + у34-Т + у3334-©33 + у3435-©35 + P34

C34

-(У35 + У3435 + У3536).935 + уЗЗ-Т + у3435.934 + у3536.036 + P35

C35

-(у36 + у3536)-936 + у36-Т + у3536-935

C36

-(у 37 + у0137)-93? + у37-Т + y0137-9Q1

C37

—(у38 + у2838 + у3840)-9,о + у38-Т + у2838-900 + у3840-9,л jo 2 о 4U + P38

C38

—(у39 + у0839 + у3940)-9о„ + у39-Т + у0839-9ло + у3940-9,л jy Оо 4U + P39

C39

-(у40 + у3840 + у3940)-9 + у40-Т + у3840-9оо + у3940-9лл 40 Jo 40 + P40

L C40 _

3. Решение системы ОДУ для переходного ражима

в матричном виде

время от 0 до 20 посчитать 20 раз

Ъ := ЯкааарКе,0,20,20,0)

\ := 0.. 20

Время Первая Вторая ячейка

Ъ =

1 2 3 4 5 6

1 0 45 45 45 45 45

2 1 46.001 46.632 47.124 47.614 48.331

3 2 46.662 47.899 49.118 50.302 51.923

4 3 47.237 49.06 50.806 52.651 54.811

5 4 47.723 49.973 52.209 54.461 57.137

6 5 48.09 50.712 53.26 55.905 58.862

7 6 48.387 51.244 54.109 56.941 60.242

8 7 48.593 51.685 54.693 57.795 61.189

9 8 48.758 51.995 55.161 58.396 61.946

10 9 48.886 52.218 55.526 58.826 62.534

11 10 48.969 52.409 55.761 59.195 62.913

12 11 49.038 52.537 55.956 59.443 63.227

13 12 49.092 52.627 56.111 59.615 ...

4 Решение системы ОДУ в графическом виде

температура нагрева ячеек полоза с первой [г2) по седьмую [г17)

30

т{4>

2^60

2<6>

■50

40

/

10

,<0

15

20

5. Определение температуры полоза в переходном режиме

Температура. Задается матрицей (вектором) последних значений (нижний индекс) температур ¡-х ячеек (верхний индекс) вышерассчитанной таблицы Т.

График установившегося значения распределения температуры по полозу

120

100

ТрЬ 30

/ N

/ \

/ / \ \

60

4-т -4з0 -300 -150 0 150 300 4з0 600

х.

Приложение Б

Документы, подтверждающие новизну технических разработок.

Патенты

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

1*и

(11)

111

(51) мпк ВбОЬ 5/00 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(12) ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ __________

(52) СПК

ВбОЬ 5/00 (2006.01)

(21X22) Заявка: 2018104894, 08.02.2018

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 08.02.2018

Дата регистрации: 09.08.2018

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 08.02.2018

(45) Опубликовано: 09.08.2018 Бюл. № 22

Адрес для переписки:

644046. г. Омск, пр-кт Маркса, 35, ФГБОУ ВО "Омский государственный университет путей сообщения"

(72) Автор(ы):

Сидоров Олег Алексеевич (1Ш), Чертков Иван Евгеньевич (1Ш), Томилов Валерий Викторович (1Ш), Утепбергенова Сандугаш Мырзабековна (1Ш)

(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" (1Ш)

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Ш 1553415 А1, 30.03.1990. ви 1689138 А1,07.11.1991.1Ш 123376 Ш, 27.12.2012. С1Ч 103129399 А, 05.06.2013. \УО 2017/182954 А1, 26.10.2017.

73 С

00 го го ■>1

(54) ПОЛОЗ ТОКОПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

(57) Формула полезной модели Полоз токоприемника электроподвижного состава, содержащий каркас из электропроводящего материала, на котором закреплен токосъемный элемент, снабженный сквозными отверстиями, оси которых параллельны оси пути, причем расстояние от рабочей поверхности токосъемного элемента до верхнего края стенки отверстия больше предельно допустимого износа токосъемного элемента, отличающийся тем, что края упомянутых отверстий оснащены выполненными с плавными скруглениями сопрягаемых участков и поверхностей внутренними фасками, глубина которых не менее удвоенного значения диаметра сквозных отверстий.

РОССИ ЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

ни

(11)

183 453( 3) и1

(51) МПК В60Ь 5/00 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(12) ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ_________

(52) СПК

В60Ь 5/00 (2006.01)

(21)(22) Заявка: 2018104893, 08.02.2018

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 08.02.2018

Дата регистрации: 24.09.2018

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 08.02.2018

(45) Опубликовано: 24.09.2018 Бюл. № 27

Адрес для переписки:

644046, г. Омск, пр-кт Маркса, 35, ФГБОУ ВО "Омский государственный университет путей сообщения"

(72) Автор(ы):

Сидоров Олег Алексеевич (1Ш), Чертков Иван Евгеньевич (1Ш), Утепбергенова Сандугаш Мырзабековна

(КЦ)

(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" (1Ш)

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1Ш 141179 Ш, 27.05.2014.1Ш 139929 Ш, 27.04.2014.1Ш 82445 Ш, 27.04.2009. ЕР 2325656 В1, 09.08.2017.1Р 2003219505 А, 31.07.2003.

73 С

00 со -и

(Л

со

(54) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ КОНТАКТНОГО НАЖАТИЯ ТОКОПРИЕМНИКА

(57) Формула полезной модели Устройство стабилизации контактного нажатия токоприемника, содержащее экран-отражатель, шарнирно закрепленный на крыше перед токоприемником по ходу движения электроподвижного состава с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, датчик скорости воздушного потока, установленный на крыше перед экраном-отражателем, и выход которого через блок сравнения и усилитель связан с приводом экрана-отражателя, отличающееся тем, что оно дополнено установленным на крыше электроподвижного состава датчиком искрения токоприемника, направленным на зону контакта полоза токоприемника с контактным проводом, при этом выход датчика искрения связан с входом упомянутого блока сравнения.

НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

№ 192592

НИКА ЭЛЕКТРОП» СОСТАВА

гдеральное государстве/ учреждение высшего об) университет путей со

шшш

ег Алексеевич (Я11), ТомилоI Утепбергенова Сандугаш А

са№ 2019119308

¡ритет полезной модели 19 июня 2019 г.

государственной регистрации в

дерственном реестре полезных

пей Российской Федерации 23 сентября 2019 г.

действия исключительного права

яезную модель истекает 19 июня 2029 г.

^^СТУАЛ^

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

7П. Ивлиев

Приложение В

Документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы

Акты внедрения

Западно-Сибирская железная дорога -филиал открытого акционерного общества «Российские железные дороги»

от 2020 г.

г. Омск

Об использовании результатов научных исследований и разработок в производстве

Основание: разработки Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС), выполненные к. т. н., доцентом кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта» Томиловым В. В. при личном участии аспирантки Утепбергеновой С. М.

Предложено техническое решение конструкции токоприемника электровоза, оснащенного системой охлаждения полоза, позволяющее в режиме движения снизить температуру его элементов, увеличить срок службы контактных вставок и снимать с контактных проводов большие значения тягового тока.

Разработка была выполнена в соответствии с темой НИР №АААА-А18-118112690011-1 «Совершенствование технологий и технических средств производства, преобразования и передачи электроэнергии для питания транспортных систем и промышленных предприятий» тема (ГБ 236).

Составлен комиссией в составе:

Представитель Западно-Сибирской железной дороги:

старший электромеханик Дорожной электротехнической лаборатории Западно-Сибирской дирекции по энергообеспечению Зап.-Сиб. ж.д. Хусаинов Е.К.

Представители ОмГУПСа:

заведующий кафедрой «Электроснабжение железнодорожного транспорта», д. т. н., профессор Сидоров О. А.;

доцент кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта», к.т.н. Томилов В. В.;

аспирантка Утепбергенова С. М.

АКТ

«УТВЕРЖДАЮ»

Главный инженер Омской дистанции электроснабжения (ЭЧ-2)

Разработки ОмГУПСа, характеризуемые основными особенностями (признаками):

Разработанные новые научно обоснованные технические решения и разработки по охлаждению полозов токоприемников, направленные на повышение эффективности использования электровозов при продолжительном режиме работы в условиях тяжеловесного движения и системы электроснабжения на постоянном токе,

приняты к использованию в Омской дистанции электроснабжения (ЭЧ-2) Западно-Сибирской дирекции по энергообеспечению.

Технические решения по повышению токовой нагрузочной способности токоприемника электровоза позволят обеспечивать нормативные тепловые режимы работы верхних узлов токоприемников, снижение износа и увеличение срока службы контактных вставок в условиях повышенной тяговой нагрузки на участках с грузовыми перевозками, обслуживаемых Омской дистанцией электроснабжения.

Технико-экономическая эффективность:

Разработанные ОмГУПСом и выполненные сотрудником кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта» к. т. н., доцентом Томиловым В. В. при личном участии аспирантки Утепбергеновой С. М. технические решения конструкция полоза токоприемника, оснащенного системой охлаждения, позволяют в режиме движения снизить температуру его элементов на 20,3 % и увеличить значения снимаемого тягового тока на 32,4 %.

Суммарный расчетный экономический эффект за весь период эксплуатации составляет 448333 руб., то есть 22416 руб. на один модернизированный полоз токоприемника ЭПС.

Предложения о дальнейшем использовании и другие замечания:

Рекомендуется широкое использование указанных в акте разработок ОмГУПСа на железных дорогах ОАО «РЖД» электрифицированных в системах электроснабжения постоянного тока, осуществляющих перевозки с использованием грузовых электровозов.

Председатель комиссии

Члены комиссии:

С. М. Утепбергенова

27 апреля 2020 г.

АКТ

внедрения научно-технической продукции

Мы, нижеподписавшиеся, заведующий кафедрой «Электроснабжение железнодорожного транспорта» ОмГУПСа, профессор Сидоров О. А., с одной стороны, и главный инженер Омской дистанции электроснабжения (ЭЧ-2) Западно-Сибирской дирекции по энергообеспечению Сухих И.А., с другой стороны, составили настоящий акт о том, что рассмотрено и принято решение о внедрении в ЭЧ-2 методики расчета текущего значения температуры полоза токоприемника для оперативной оценки нагрева контактных проводов на заданном участке контактной сети с различными типами подвесок и тяговыми режимами, разработанной сотрудниками ОмГУПСа доцентом Томилов В. В. и аспирантом Утепбергеновой С. М..

Краткое описание научно-технической продукции: методика расчета текущего значения температуры полоза токоприемника, взаимодействующего с контактными проводами, отличающаяся тем, что в качестве исходных данных контактной подвески используются данные базы вагон-лаборатории испытания контактной сети.

Технико-экономическая эффективность научно-технической продукции: эффект от использования разработанной методики достигается за счет увеличения информативности и достоверности получаемых результатов нагрева полоза токоприемника электроподвижного состава, взаимодействующего с контактной подвеской заданного типа при заданном режиме движения ЭПС.

От ОмГУПСа:

зав. кафедрой «Электроснабжение железнодорожного транспорта», д.т.н., профессор

От Западно-Сибирской дирекции по энергообеспечению:

главный инженер Омской дистанции электроснабжения (ЭЧ-2)

А. Сухих