Повышение качества электрической энергии в тяговой сети при работе электровоза переменного тока с адаптивной системой разнофазного управления в режиме тяги тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук Газизов, Юрий Владимирович

• Газизов, Юрий Владимирович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Газизов, Юрий Владимирович

Введение

1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТОКОПРИЕМНИКЕ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

1.1 Способы и устройства повышения качества электрической энергии, выявленные при проведении патентных исследований.

1.1.1 Способ повышения качества электрической энергии питающей сети при использовании стационарных энергетических накопителей.

1.1.2 Способ компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети, при использовании активного фильтра гармоник.

1.2 Отечественные способы и средства повышения качества напряжения в тяговой сети и энергетических показателей электровоза, выявленные при исследовании научно-технической литературы.

1.2.1 Компенсированный выпрямительно-инверторный преобразователь

1.2.2 Гибридный (регулируемый) компенсатор реактивной мощности.

1.2.3 Способ многоконтурной одновременной коммутации тока плеч тиристоров многозонных выпрямителей электровоза переменного тока, с применением разрядного диодного плеча.

1.2.4 Способ разнофазного управления группами многозонных выпрямителей электровозов переменного тока.

1.2.5 Способ регулируемого разнофазного управления группами многозонных выпрямителей электровозов переменного тока.

1.3 Постановка целей и задач исследования.

2 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОЗОННЫМИ ТИРИСТОРНЫМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ.

2.1 Разработка способов разнофазного управления плечами тиристорных выпрямителей электровоза переменного тока.

2.1.1 Разработка адаптивного способа разнофазного управления многозонными тиристорными выпрямителями электровоза переменного тока.

2.1.2 Алгоритм адаптивного разнофазного управления плеч тиристорных выпрямителей с алгоритмом двухконтурной одновременной коммутацией тока плеч тиристоров с применением разрядного диодного плеча.

2.2 Расчет значений коэффициента мощности многозонных тиристорных выпрямителей электровоза, при использовании типовых и предлагаемых способов управления.

2.3 Проектирование цифровых фильтров для реализации способа адаптивного разнофазного управления плеч тиристорных выпрямителей.

2.3.1 Принцип цифровой обработки сигналов при реализации способа адаптивного разнофазного управления плеч тиристорных выпрямителей.

2.3.2 Спецификация требований цифрового фильтра при реализации способа адаптивного разнофазного управления плеч тиристорных выпрямителей.

2.3.3 Расчет коэффициентов передаточной функции цифрового фильтра при реализации способа адаптивного разнофазного управления плеч тиристорных выпрямителей.

2.3.4 Выбор структурной схемы цифрового фильтра при реализации способа адаптивного разнофазного управления плеч тиристорных выпрямителей.

2.3.5 Оценка влияния конечной разрядности на цифровой фильтр при реализации способа адаптивного разнофазного управления плеч тиристорных выпрямителей.

2.3.6 Определение передаточной функции цифрового фильтра при реализации способа адаптивного разнофазного управления плеч тиристорных выпрямителей.

2.3.7 Практическое осуществление цифрового фильтра при реализации способа адаптивного разнофазного управления плеч тиристорных выпрямителей.

2.4 Расчет внешних характеристик многозонного тиристорного выпрямителя для различных способах управления.

2.5 Выбор критериев сравнения различных способов управления многозонным выпрямителем.

3 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ РАБОТЕ МНОГОЗОННЫХ ТИРИСТОРНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗА ВЛ80Р С ТИПОВЫМИ И НОВЫМ СПОСОБАМИ УПРАВЛЕНИЯ.

3.1 Методика имитационного моделирования электромагнитных процессов многозонного выпрямителя при способе адаптивного разнофазного управления и одновременной коммутацией с разрядным диодным плечом.

3.2 Имитационная модель силовых цепей электровоза ВЛ80Р.

3.2.1 Имитационная модель тягового трансформатора.

3.2.2 Имитационная модель многозонного выпрямителя.

3.2.3 Имитационная модель цепи выпрямленного тока.

3.2.4 Имитационная модель системы энергоснабжения.

3.3 Сравнительное исследование эффективности работы многозонного выпрямителя с различными способами управления по результатам расчёта на схемотехнической модели электровоза BJI80P.

3.3.1 Построение диаграмм электромагнитных процессов работы многозонного выпрямителя с организацией штатного алгоритма, в зависимости от параметров тягового электроснабжения. \ ю

3.3.2 Построение диаграмм электромагнитных процессов работы многозонного выпрямителя с организацией разнофазного управления ВНИИЖТ по углам а0, а0зад и арег.

3.3.3 Построение диаграмм электромагнитных процессов работы многозонного выпрямителя с применением способа адаптивного разнофазного управления и способа двухконтурной одновременной коммутации тиристоров многозонных выпрямителей.

3.4 Выводы по результатам схемотехнического моделирования.

4 РАЗРАБОТКА СХЕМОТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ РАЗНОФАЗНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ЭЛЕКТРОВОЗА.

4.1 Разработка адаптивной системы разнофазного управления АРФУ.

4.1.1 Выбор типа и описание микропроцессора реализации разнофазного управления многозонными тиристорными выпрямителями электровоза.

4.1.2 Разработка блока управления БУ-001 системы адаптивного разнофазного управления.

4.1.3 Разработка блока ключей БК-001 системы адаптивного разнофазного управления.

4.1.4 Разработка системы питания БП-001 адаптивной системы разнофазного управления многозонными тиристорными выпрямителями электровоза.

4.2 Разработка блока распределительного устройства БРУ-М блока управления выпрямительно-инверторного преобразователя.

4.3 Выбор и описание измерительных датчиков тока и напряжения, счетчика электрической: активной и реактивной энергии, измерителя показателей качества электрической энергии.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРЕДЛАГАЕМЫХ СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.

5.1 Проверка сходимости и адекватности разработанной имитационной модели в среде OrCAD 9.2, в лабораторных условиях.

5.2 Проверка сходимости и адекватности разработанной имитационной модели в среде ОгСАО 9.2, в условиях эксплуатации электровоза ВЛ80Р №1829, на участке «Большой Луг — Слюдянка» ВСЖД — филиала

ОАО «РЖД».

5.3 Технико-экономическая оценка эффективности разработанных устройств управления, повышающих качество электрической энергии на токоприемнике электровоза.

5.3.1 Расчет капитальных вложений на оборудование электровоза серии ВЛ80Р устройствами управления, повышающих качество электрической энергии на токоприемнике электровоза.

5.3.2 Расчет годовой экономии денежных средств при использовании устройств управления, повышающих качество электрической энергии на токоприемнике электровоза.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение качества электрической энергии в тяговой сети при работе электровоза переменного тока с адаптивной системой разнофазного управления в режиме тяги»

Опыт эксплуатации электровозов переменного тока с плавным регулированием напряжения на тяговых электрических двигателях, используя схему с тиристорными выпрямителями в статических преобразователях, показывает, что принципы управления ими, которые в данный момент используются, остро нуждаются в пересмотре. В результате комплексного изучения вопросов электромагнитной совместимости системы «электровоз — тяговая сеть», в работах ведущих ученых страны, появилась возможность повышать эффективность работы силовой схемы электровозов, путем разработки других принципов управления тиристорными преобразователями. Как известно, вопросы повышения надёжности и эффективности работы технических средств электровозов всегда были актуальны, и им уделялось особое внимание в многочисленных научных исследованиях.

В первой главе работы проведен анализ публикаций в области коммутации тока плеч тиристоров многозонного выпрямителя, а также в области электромагнитной совместимости системы «тяговая подстанция-тяговая сеть—электровоз». Отмечены работы ученых мирового уровня: Тихменев Б.Н., Кучумов В.А., Савоськин А.Н., Лозановский A.JL, Трахтман Л.М., Феоктистов В.П., Широченко H.H., Литовченко В.В., Власьевский C.B., Кулинич Ю.М., Захарченко Д.Д., Находкин В.В., Ротанов H.A., Некрасов В.И., Лебедев В.П., Плакс A.B., Голованов В.А., Капустин Л.Д. и ряда других отечественных и зарубежных ученых.

Анализ выполненных исследований в области процессов коммутации многозонного выпрямителя электровоза переменного тока позволил выявить недостатки выпрямителя с поочерёдной и одновременной коммутацией тиристоров работающих в различных зонах регулирования напряжения. Выявленные недостатки могут решаться использованием разнофазного управления, предложенного ВНИИЖТом, идея которого заключается в разнесении во времени начал, а также окончаний коммутации различных групп многозонных выпрямителей, что позволяет уменьшить скачок принуждённого напряжения при включении и выключении каждой группы преобразователей и амплитуду свободных колебаний напряжения на токоприёмнике.

В главе проанализированы и другие способы и средства повышения качества электрической энергии в тяговой сети и энергетических показателей современных отечественных и зарубежных электровозов переменного тока.

Эксплуатация электровозов переменного тока происходит с недостаточно высоким коэффициентом мощности Км в режиме тяги. В номинальном режиме работы электровоза ВЛ80Р Км не превышает значения 0,8, что объясняется величиной угла сдвига фаз ф между напряжением и током в первичной обмотке тягового трансформатора, а также низким значением коэффициента искажения формы тягового тока. Показатели качества электрической энергии на токоприемнике электровоза переменного тока не соответствуют нормируемых государственным стандартом ГОСТ 13109-97. Так значение коэффициента искажения напряжения Ки находится в пределах от 9 % до 18 % (по ГОСТ 13109-97 не более 6 %). Коэффициент п-х гармонических составляющих питающего напряжения Ки{п) находится в пределах от 7 % до 15 % (по ГОСТ 13109-97 не более 5 %).

Высокочастотные послекоммутационные колебания напряжения вызывают электромагнитные колебания, вокруг цепи энергоснабжения. По данным ОАО «РЖД» ущерб от невыполнения требований ГОСТ 13109-97 только по двум показателям качества электроэнергии может ежегодно составлять порядка 1,2-1,4 млрд. рублей по сети железных дорог. Это подтвердил Старший вице - президент компании ОАО «РЖД» В.А. Гапанович на расширенном заседании ученого совета 17 декабря 2009 г.

Низкий коэффициент мощности повышает затраты электроэнергии на тягу поездов. Так, ежегодные финансовые затраты на приобретение тягово-энергетических ресурсов по всем составляющим имеют увеличенную динамику и составляют в целом по сети 85 млрд. руб. (2008 г.), из которых непосредственно на тягу поездов расходуется 74,9 %.

Все это обуславливает актуальность и экономическую значимость проблемы.

Во второй главе проведена разработка адаптивных способов управления тиристорными преобразователями электровоза переменного тока.

В диссертации за основу работы многозонного, выпрямителя во время основной коммутации принимается разработанный автором способ управления при одновременной коммутации двух контуров тока тиристоров (одновременное протекание большого и малого контура) с применением разрядного диодного плеча установленного параллельно цепи выпрямленного тока. Во время дополнительной коммутации принят способ адаптивного разнофазного управления группой преобразователей электровоза только по углу ар на 1, 2, 3 и 4-ой зонах регулирования напряжения.

Адаптивность достигается с помощью слежения за параметрами цепи тягового энергоснабжения, а также за характеристикой послекоммутацион-ных колебаний в тяговой сети и проведением соответствующей корректировки. Проведен математический анализ работы предлагаемых способов, включающий в себя проектирование полосовых цифровых фильтров с конечной импульсной характеристикой, рассчитанных на основную в послекоммута-ционных колебаниях гармонику напряжения. Произведено уточнение формулы расчета коэффициента мощности, применительно к данным принципам и проведен наглядный расчет внешней характеристики преобразователя.

Для реализации данного способа, разработана адаптивная система разнофазного управления преобразователями электровоза, проводящая анализ параметров, расчет и корректировку, характеризующуюся в задержке подачи импульсов управления на преобразователи разных групп.

Таким образом, в диссертационной работе предложено два способа управления многозонным выпрямителем:

- способ адаптивного разнофазного управления многозонными тири-сторными выпрямителями, при использовании многополосной цифровой фильтрации, с определением максимальной гармоники напряжения — основной в характеристике послекоммутационных колебаний;

- способ организации двухконтурной одновременной коммутации многозонным тиристорным выпрямителем, при использовании разрядного диодного плеча.

В третьей главе разработана методика схемотехнического моделирования электромагнитных процессов дополнительной коммутации многозонного выпрямителя с использованием способа разнофазного управления. Выполнены сравнительные исследования эффективности работы многозонного выпрямителя с различными способами управления, а также с моделированием различных поездных ситуаций системы «Тяговая подстанция-тяговая сеть-электровоз», заключающихся в изменение положения электровоза на участке 8 фидерной зоны, с двухсторонним питанием. Для точности оценки, а также для комплексного изучения электромагнитных процессов в системе «Тяговая подстанция—тяговая сеть—электровоз», схемотехническое моделирование осуществлялось при использовании двух программных продуктов: ОгСАХ) 9.2 и МаЛаЬ 7.

В четвёртой главе приведены разработанные схемотехнические решения, для реализации заявленных принципов управления на современных отечественных электровозах переменного тока. Рассмотрен порядок разработки составляющих системы адаптивного разнофазного управления. Приведено описание сопроводительного программного обеспечения разнофазного управления. Приведено описание измерительных приборов, использованных при проведении эксплуатационных испытаний модернизированного электровоза.

В пятой главе приведены результаты исследований заявленных способов управления в лабораторных условиях, а также результаты испытаний с новыми способами управления выпрямителем электровоза ВЛ80Р №1829 в режиме тяги. Выполнена проверка адекватности схемотехнической модели с оценкой энергетических показателей электромагнитных процессов в модели и в электровозе при различных способах управления.

Выполнен расчёт технико-экономической оценки эффективности разработанных устройств управления, повышающих коэффициент мощности электровозов.

Таким образом, диссертационная работа представляет собой решение важной народно-хозяйственной проблемы повышения качества электрической энергии на токоприемнике электровоза и энергетических показателей электровозов.

В диссертационной работе теоретически и экспериментально обосновано, что в многозонных выпрямителях электровоза имеется возможность эффективного уменьшения амплитуды послекоммутационных колебаний напряжения сети. Быстрое демпфирование колебаний достигается за счёт слежения за изменениями параметров тяговой сети и автоматической корректировки задержки подачи импульсов регулирования на различные группы выпрямителей при использовании адаптивной разнофазной системы управления.

Методы исследования:

- сравнительный математический анализ электромагнитных процессов в силовых цепях электровоза, при различных способах управления;

- схемотехническое моделирование электромагнитных процессов в силовых цепях электровоза и устройствах управления на основе программных комплексов «ОгСАО» и «МаЙЬаЬ»;

- лабораторные исследования предлагаемых способов управления на экспериментальном стенде на базе ИрГУПС, для оценки работы адаптивной системы разнофазного управления преобразователями;

- экспериментальные исследования устройства адаптивного разнофазного управления при проведении испытаний на электровозе ВЛ80Р на базе Восточно-Сибирской железной дороги (ВСЖД) — филиала ОАО «РЖД».

Достоверность научных положений и результатов Корректное применение положений теорий электрической тяги, надежности и статистики, имитационное моделирование с использованием модели «Электровоз - тяговая сеть» в среде современного программного комплекса, а также практическим внедрением результатов исследования на опытном электровозе ВЛ80Р № 1829.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: Разработан способ адаптивного разнофазного управления многозонными тиристорными выпрямителями, при использовании метода многополосной цифровой фильтрации, с определением максимальной гармоники напряжения — основной в характеристике послекоммутационных колебаний.

Разработан способ организации двухконтурной одновременной коммутации многозонным тиристорным выпрямителем, при использовании разрядного диодного плеча.

Получены оптимизированные формулы для расчёта коэффициента мощности многозонного тиристорного выпрямителя электровоза в режиме тяги при реализации способа сетевой (одновременной двухконтурной) и дополнительной (разнофазной) коммутации с применением разрядного диодного плеча.

Практическая значимость работы: по результатам научно-практических исследований для систем управления электровозов с выпрями-тельно-инверторными преобразователями разработаны и внедрены:

- Адаптивная система разнофазного управления (АРФУ-001), позволяющая точно определять задержку подач регулируемых импульсов управления на группу выпрямителей.

- Модернизированная кассета блока распределительного устройства (БРУ-М БУВИП-133) для реализации способа двухконтурной сетевой коммутации.

- Учебный автоматизированный имитационный стенд адаптивной системы разнофазного управления на базе лаборатории «Электрооборудование ЭПС» ИрГУПС.

- Пункты Руководства ОАО «РЖД» по техническому обслуживанию адаптивной системы разнофазного управления и текущему ремонту электровозов переменного тока ВЛ80Р.

- Учебное пособие «Методы и средства повышения качества электрической энергии в тяговой сети при работе электровозов переменного тока», изданное в ГОУ ВПО «ИрГУПС».

Реализация результатов работы:

- В эксплуатационном локомотивном депо ТЧЭ-5 ст. Иркутск-Сортировочный Восточно-Сибирской железной дороги опытный электровоз ВЛ80Р № 1829 оборудован устройством адаптивной системы разнофазного управления.

- Разработана конструкторская документация на предложенные технические решения, направленная на предприятия Дирекции тяги ВСЖД - филиала ОАО «РЖД» и Восточно-Сибирской Дирекции по ремонту тягового подвижного состава - филиала ОАО «РЖД».

Апробация работы: Основные положения работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на:

- 8-ой международной научно-технической конференции «Будущее технической науки», НГТУ им. P.E. Алексеева, Нижний Новгород, 16 мая 2008 г.;

- IV всероссийская научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука: начало XXI века», СФУ, Красноярск, 12-15 мая 2008 г.;

- 9-ой международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (АПЭП-2008), НГТУ, Новосибирск, 24-26 сентября 2008 г.;

- международной научно-практической конференции «Подвижной состав XXI века», ДВГУПС, Хабаровск, 13-14 ноября 2008 г.;

- всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», НГТУ, Новосибирск, 4-7 декабря 2008 г.;

- международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам. Секция «Физика» «Ломоносов-2009», МГУ, Москва, 15 апреля 2009 г.;

- IV всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука: начало XXI века», СФУ, Красноярск, 20-24 апреля 2009 г.;

- межвузовской научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона», ИрГУПС, Иркутск, 12-15 октября 2009 г.;

- всероссийской научно-практической конференции «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования», ДВГУПС, Хабаровск, 21-23 апреля 2010 г.;

- VII международной научно-практической конференции «ТЯАЫ8-МЕСН-АЮГ-СНЕМ», МГУПС (МИИТ), Москва, 18 мая 2010 г.;

- межвузовской научно-практической конференции «Проблемы, решения, инновации транспорта», ИрГУПС, Иркутск, 19, 20 мая 2010 г.;

- научно-практической конференции ученых транспорта, вузов, НИИ, представителей академической науки и инженеров «Ресурсное и кадровое обеспечение инновационного развития дорог Восточного региона», ЗабИЖД (филиал «ИрГУПС»), Чита, 15 июля 2010 г.;

- международной научно-технической конференции «Инновации для транспорта», ОмГУПС, Омск, 15, 16 декабря 2010 г.;

- заседании кафедры «Тяговый подвижной состав» Российской открытой академии транспорта, г. Москва, 11 марта 2010 г.;

- заседаниях кафедры «Электроподвижной состав» Иркутского государственного университета путей сообщения, г. Иркутск, 2009, 2010 гг.);

- заседании кафедры «Электротехника, электроника и электромеханика» Дальневосточного государственного университета путей сообщения, г. Хабаровск, 24 июня 2010 г.;

- на общесетевом слете молодежи ОАО «РЖД» в рамках конкурса инновационных проектов «Новое звено 2009» с проектом «Повышение качества электрической энергии в тяговой сети, ресурса электронного и электрооборудования электровоза», г. Москва, 14-19 октября 2009 г. (проект занял первое место в конкурсе инновационных проектов).

Публикации. Всего опубликовано 47 печатных трудов. Основное содержание диссертации опубликовано в 20-и печатных трудах, в т.ч. в 1-м учебном пособии. Без соавторов - 6 статей. 3 статьи опубликованы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка из 120 наименований, общий объем работы 205 страниц, включая 19 таблиц, 108 рисунков и пяти приложений на 17 страницах. Подана заявка на изобретение «способ снижения послекоммутационных колебаний напряжения на токоприемнике электровоза и устройство для его осуществления» № 2009109459 от 16 марта 2009 года. Подана заявка на изобретение «способ повышения энергетических показателей электровозов переменного тока с тиристорными преобразователями» № 2009106315 от 24 февраля 2009 года.

Заключение диссертации по теме «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», Газизов, Юрий Владимирович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ

- Разработан комплексный подход с целью повышения качества электрической энергии, работе электровозов с тиристорными преобразователями, заключающийся в применении способов управления многозонными тиристорными выпрямителями:

- новый способ снижения искажения напряжения в тяговой сети, заключающийся в адаптивном разнофазном управлении многозонными тиристорными выпрямителями электровоза по углу управления ар, при применение многополосной цифровой фильтрации, с определением максимальной гармоники напряжения - основной в характеристике послекоммутационных колебаний и обеспечении соответствующей корректировке угла ар;

- способ организации двухконтурной одновременной сетевой коммутации тока в плечах многозонного выпрямителя с применением диодного разрядного плеча, включенного в цепь выпрямленного тока;

- Проведены сравнительные имитационные исследования типовых и предлагаемого способов управления на модели «тяговая подстанция — тяговая сеть — электровоз», реализованной в программном комплексе «ОгСАЕ) 9.2»;

- Разработана адаптивная система разнофазного управления (АРФУ-001), реализующая предложенный способ и позволяющая точно определить задержку подач фазовых импульсов управления на группу тиристорных выпрямителей электровоза в режиме тяги;

- Разработан блок распределительного устройства (БРУ-М) блока управления выпрямительно-инверторными преобразователями, для реализации способа двухконтурной одновременной коммутации;

- Проведены лабораторные исследования и тягово-энергетические испытания электровоза ВЛ80Р № 1829, подтверждающие теоретическую эффективность разработанной системы АРФУ-001;

- При использовании предлагаемых способов управления получены следующие результаты: Коэффициент Ки снижен в абсолютных единицах с 6 -18 % при штатном способе управления до 4 — 11 % при предлагаемом способе управления (в зависимости от положения электровоза на участке фидерной зоны); коэффициент Кф) снижен в относительных единицах на 24,2-30,2 % при предлагаемом способе управления (в зависимости от положения электровоза на участке фидерной зоны); коэффициент мощности увеличен в среднем на 1,2 % по сравнению со способом одновременной коммутации с применением диодного разрядного плеча;

- Годовой экономический эффект на один электровоз серии ВЛ80Р составил 140 тыс. руб., со сроком окупаемости 2,1 года.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Газизов, Юрий Владимирович, 2011 год

1. Griming, Н. Elektrische Bahnen Текст. / Н. Grüning, Lönard D. II European Conference on Power Electronics and Applications, Graz, Autriche, 27-28 april 2001. Austria, 2001. 8 P.

2. Henning, U. Method for adaptively canceling harmonic currents in a power line Текст. / U. Henning II Elektrische Bahnen. 2001, № 6 - P. 284-291.

3. Sone, S. Мероприятия по экономии электроэнергии на железных дорогах Японии Текст. / S. Sone // Железные дороги мира. 1983. - № 10 - С. 1521.

4. Айфичер, Э.С. Цифровая обработка сигналов: практический подход Текст. 2-е издание / Э.С. Айфичер, Б.У. Джервис. Пер. с англ. М. : Издательский дом «Вильяме», 2004. - 992 с. : ил.

5. Асанов, Т.К. Особенности моделирования работы электровоза ВЛ80Р при амплитудно-фазовом регулировании Текст. / Т.К. Асанов, A.B. Фролов //Электричество. М. : 1984.-№ 10-С.31-35.

6. Асанов, Т.К. Элементы математической модели электровоза с тири-сторным преобразователем Текст. / Т.К. Асанов, Р.И. Караев, А.Ф. Фролов, А.Н. Шуров // Вестник ВНИИЖТ, М.: 1981. № 3 - С. 34 -38.

7. Атабеков, Г.И. Теоретические основы электротехники Текст. : Учебник для вузов. В 3 ч. Ч. 1. Линейные электрические цепи / Г.И. Атабеков. 5-е изд., испр. и доп. - М. : Энергия, 1978. — 592 с.

8. Бакланов, A.A. Эксплуатационный коэффициент полезного действия электровозов и общие принципы его определения. Исследование тягово-энергетических показателей электроподвижного состава Текст. /

9. A.A. Бакланов. : Меж-вуз. темат. сб. науч. тр. Омск. : Изд-во ОмИИЖТ, -1981.-С. 95-99.

10. Бахвалов, Ю.А. Основы проектирования (для разработчиков электроподвижного состава) Текст. / Ю.А. Бахвалов, В.И. Бочаров — М. : Высшая школа, 1996. 256 с.

11. Бирюков, Д.В. Физическое моделирование тяговой сети электрической железной дороги однофазного тока Текст. / Д.В. Бирюков // Труды МИИТ. — 1962.-Вып. 144-С. 164-180.

12. Болотовский, Ю.И. OrCAD. Моделирование. «Поваренная книга» Текст. / Ю.И. Болотовский, Г.И. Таназлы. М. : СОЛОН-Пресс, 2005. - 200 с.

13. Букреев, В.Г. Математическое моделирование элементов электротехники Текст. : Учебное пособие / В.Г. Букреев, И.Ю. Краснов, A.A. Старых. -Томск : Изд-во ТПУ, 2006. 179 с.

14. Букреев, В.Г. Математическое обеспечение адаптивных систем управления электромеханическими объектами Текст. : учебное пособие. / В.Г. Букреев, И.Ю. Краснов, A.A. Старых. Томск : Изд-во ТПУ, 2006. -132 с. : ил.

15. Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов Текст. / С.Б. Васютинский. Л. : Энергия, 1970. - 432 с.

16. Власьевский, C.B. Алгоритм управления тиристорами преобразователя электровоза переменного тока без слежения за углом коммутации Текст. / C.B. Власьевский, Ю.А. Басов, М.Л. Перцовский, Б.Н. Тихменев,

17. B.В. Находкин, Д.А. Галушко // Повышение эффективности электрическоготорможения на дорогах Сибири и Дальнего Востока : Сб. науч. тр. / Под ред.

18. B.В. Кравчука. Хабаровск : ХабИИЖТ, 1987. - С. 3-8.

19. Власьевский, C.B. Новая организация коммутации тока вентилей выпрями-тельно-инверторного преобразователя для повышения энергетических показателей электровозов переменного тока Текст. /

20. Власьевский, C.B. Новый алгоритм управления выпрямительно-инверторным преобразователем Текст. / C.B. Власьевский, Ю.А. Басов, М.Л. Перцовский, В.В. Находкин // Электрическая и тепловозная тяга. — 1988.-№ 5-С. 30-31.

21. Власьевский, C.B. Процессы коммутации тока вентилей в выпрями-тельно-инверторных преобразователях электровозов переменного тока Текст. : монография. / C.B. Власьевский. — Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000.- 112 с. : ил.

22. Власьевский, C.B. Улучшение формы напряжения тяговой сети при работе электровозов с тиристорными выпрямителями Текст. / C.B. Власьевский, В.Г. Скорик, О.В. Мельниченко // Вестник ВНИИЖТ. -2007.-№5.-С. 42-47.

23. Гапаноеич, В.А. Энергетическая стратегия ОАО «РЖД» / В.А. Гапанович // Железнодорожный транспорт Электронный ресурс. — Электрон, журнал. 2007. - № 7. - Режим доступа: http://www.zdt-magazine.ru/publik/pravlenie/2007/iune07.htm

24. ГОСТ Р 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения Текст.; введ. 1999-01-01. — М. : Изд-во стандартов, 1988.-47 с.

25. ГОСТ Р 23875 — 88. Качество электрической энергии. Термины и определения Текст. ; введ. 1989-07-01. М. : ФГУТТ «Стандартинформ», 1988.- 16 с.

26. Донской, Д.А. Регулируемый компенсатор реактивной мощности для электровозов переменного тока Текст. : автореф. дис. на соискание уч. степени канд. техн. наук / Донской Дмитрий Александрович. М. : МГУПС (МИИТ), 2007. - 24 с.

27. ЪЪ.Жежеленко, И.В. Показатели качества электрической энергии в системах электроснабжения Текст. /И.В. Жежеленко, В.В. Суднова. — М. : Транспорт, 1998. 115 с.

28. Житенев, Ю А. Ресурсосбережение на новом этапе преобразований в отрасли Текст. / Ю.А. Житенев // Локомотив. 2000. - № 6. - С. 2-4.

29. Жиц М.З. Переходные процессы в машинах постоянного тока Текст. / М.З. Жиц. М. : Энергия, 1974. - 113 с.

30. Захаревич, C.B. Переходные и установившиеся процессы в схемах электроподвижного состава выпрямительного типа Текст. / C.B. Захаревич. Л. : Наука, 1966. - 240 с.

31. Ильин, Г.А. Перспективный типаж магистральных электровозов Текст. / Г.А. Ильин // Железнодорожный транспорт. 1996. - № 6 — С. 17, 30-31.

32. Иньков, Ю.М. Преобразовательные полупроводниковые устройства подвижного состава Текст. / Ю.М. Иньков, H.A. Ротанов, В.П. Феоктистов, О.Г. Чаусов. М.: Транспорт, 1982. — 264 с.

33. Иньков, Ю.М. Расчет и проектирование статических преобразователей подвижного состава Текст. / Ю.М. Иньков, В.М, Антюхин, В.В. Литовченко, О.С. Назаров; Под ред. Ю.М. Инькова : Учеб. пособие. — М. : МНИТ, 1985.-196 с.

34. Капустин, Л.Д. Надежность и эффективность электровозов ВЛ80Р в эксплуатации Текст. / Л.Д. Капустин, A.C. Копанев, А.Л. Лозановский ; под ред. Л.Д. Капустина. — М. : Транспорт, 1986. — 240 с.

35. Карташев, ИИ. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения Текст. / И.И. Карташев ; под ред. М.А. Калугиной. М. : Издательство МЭИ, 2000. - 120 с. : ил.

36. Карякин, Р.Н. Резонанс в тяговых сетях и его демпфирование Текст. / Р.Н. Корякин. -М.: Высшая школа, 1961. 231 с.: ил.

37. Кеоун, Дж. OrCAD Pspice. Анализ электрический цепей Текст. / Дж. Кеоун. М.: ДМК Пресс, 2008. - 640 с.

38. Китаев, ^.^.Математическое описание электромагнитных процессов трансформаторов на основе теории четырехполюсников Текст. / A.B. Китаев // Электричество. 2000. - № 4 - С. 64-68.

39. Коласс, А. Применение транзисторов IGBT на железнодорожном подвижном составе Текст. / А. Коласс, Ж.-Э. Масслю // Железные дороги мира. -2001. -№2- С. 35-39.

40. Кордюков, Е.И. Качество электрической энергии и пути ее улучшения в системе электроснабжения железных дорог Текст. / Е.И. Кордюков [и др.] ; Омск. инст. инж. жел. тр. Омск. : Изд-во ОмИИЖТ, 1978. - 28 с.

41. Кулинич, Ю.М. Адаптивная система автоматического управления гибридного компенсатора реактивной мощности электровоза с плавным регулированием Текст. : монография. / Ю.М. Кулинич. — Хабаровск : изд-во ДвГУПС, 2001. 153 с. : ил.

42. Кулинич, Ю.М. Испытания электровоза BJI85 с разнофазным управлением выпрямительно-инверторными преобразователями Текст. / Ю.М. Кулинич, В.В. Находкин, H.H. Широченко, В.А. Кучумов, Г.А. Штибен // Вестник ВНИИЖТ. 1986. - №4. - С. 23-26.

43. Кулинич, Ю.М. Повышение синусоидальности формы напряжения в тяговой сети при работе электровозов переменного тока Текст. / Ю.М. Кулинич, Ю.С. Кабалык // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2009. - №2. - С. 390-393.

44. Куприянов, М.С. Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, средства проектирования Текст. : 2-е изд., перераб. и доп. / М.С. Куприянов, Б.Д. Матюшкин. СПб. : Политехника, 1999. - 592 с.

45. Кучма, КГ. Выпрямительные установки электроподвижного состава переменного тока Текст. / К.Г. Кучма М. : Транспорт, 1966. — 224 с.

46. Кучумов, В.А. Выбор схемы и параметров компенсатора реактивной мощности для электроподвижного состава переменного тока Текст. / В.А. Кучумов, H.H. Широченко, Д.И. Мамонтов // Вестник ВНИИЖТ. 1991. - №4. - С. 23-25.

47. Кучумов, В.А. Компенсация реактивной мощности в электротяге пере198менного тока Текст. / В.А. Кучумов, Д.И. Мамонтов // Вестник ВНИИЖТ. -1992.-№3.-С. 27-30.

48. Кучумов, В.А. Компенсация реактивной мощности на электроподвижном составе переменного тока Текст. / В. А. Кучумов, В.Б. Похелъ. — М.: Интекст, 2001. 88 с.

49. Кучумов, В.А. Показатели качества электроэнергии на токоприемнике и взаимодействие ЭПС с системой тягового электроснабжения переменного тока Текст. / A.B. Кучумов, Д.В. Ермоленко, Н.И. Молин // Вестник ВНИИЖТ. 1997. - № 2 - С. 11-16.

50. Кучумов, В.А. Технико-экономические показатели тиристорных электровозов переменного тока с разнофазным управлением Текст. / В.А. Кучумов, В.В. Находкин, H.H. Широченко // Вестник ВНИИЖТ. 1987. — №3. - С. 15-18.

51. Кучумов, В.А. Электромагнитные процессы в однофазном компенсированном преобразователе электроэнергии Текст. / В.А. Кучумов // Вестник ВНИИЖТ. 1988. -№ 4-С. 19-23.

52. Кучумов, В.А. Электромагнитные процессы в тяговой сети с распределенной емкостью при коммутации тока в преобразователе электроподвижного состава Текст. / В.А. Кучумов, H.H. Широченко // Вестник ВНИИЖТ.- 1984. -№ 1.-С. 19-23.

53. Кучумов, В.А. Электромагнитные процессы в тяговой сети с распределенной емкостью при выпрямлении тока в преобразователе электроподвижного состава Текст. / В.А. Кучумов, H.H. Широченко // Вестник ВНИИЖТ. 1984. - № 8. - С. 23-27.

54. Лэм, Г. Аналоговые и цифровые фильтры: расчет и реализация Текст. / Г. Лэм ; пер. с англ. В.Л. Левин, М.Н. Микшиц, И.Н. Теплюк. ; под ред. И.Н. Теплюка. -М. : Мир, 1982. 592 с. : ил.

55. Момошин P.P., Зимакова А.Н. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. Учебник для техникумов ж.-д. трансп. — М.: «Транспорт». 1980.-296 с.

56. Марквардт, Г.Г. Статическая модель участка электрической железной дороги переменного тока Текст. / Г.Г. Марквардт, О.В. Грибачев // Труды МИИТ.-1965.-Вып. 199-С. 16-26.

57. Марквардт, К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог Текст. : учебник для вузов ж.-д. трансп. / К.Г. Марквардт // — М. : Транспорт, 1982. 528 с.

58. Мельниченко, О.В. Технико-экономическая оценка эффективности разработанных технических решений в дипломном проектировании Текст. :. учебное пособие / О.В. Мельниченко, Т.А. Булохова, Т.Н. Мельниченко. — Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2008. 48 с.

59. Метёлкин, Б.А. Искусственная коммутация в однофазной мостовой схеме выпрямления Текст. / Б.А. Метёлкин // Тр. ин-та комплексн. трансп. проблем. — М.; 1967. — 263 с.

60. Миронюк, Н.Е. Влияние искажений синусоидальной формы кривых тока и напряжения на погрешности измерительных трансформаторов Текст. / Н.Е. Миронюк, Ю.И. Дидик, Ю.В. Гилев, В.В. Бабкин, Р.Ф. Раскулов, Л.Л. Эткинд // Электричество, 2005. № 2. - С. 31-36.

61. Михайлов, М. И. Определение электрических параметров тяговой сети однофазного переменного тока Текст. / М. И. Михайлов, Ю. Е. Купцов, А. Д. Разумов // Вестник ВНИИЖТ. 1957. - № 8. - С. 16-20.

62. Некрасов, O.A. Режимы работы магистральных электровозов Текст. / O.A. Некрасов. -М. : Транспорт, 1983. 223 с.

63. Никитенко, А.Г. Математическое моделирование динамики электровозов Текст. / А.Г. Никитенко, Е.М. Плохов, A.A. Зарифьян, Б.И. Хоменко. М. : Высшая школа, 1998. - 275 с.

64. Осипов, С.И. Теория электрической тяги Текст. : учебник для студентов техникумов и колледжей ж/д тр-та / С.И. Осипов, С.С. Осипов — М. : УМК МПС РФ, 2000. 592 с.

65. Петров, С. А. Моделирование мгновенных схем системы электрической тяги переменного тока при выпрямительных электровозах Текст. / С.А. Петров // Труды ВНИИЖТ. 1959. - Вып. 170 - С. 63-90

66. Портной, А.Ю. Цифровая обработка сигналов Текст. : Учеб. пособие. / А.Ю. Портной. Иркутск : ИрГУПС, 2001. - 64 с.

67. Прозоров, В.Ф. Выбор параметров устройства повышения качества электрической энергии Текст. / В.Ф. Прозоров // Вестник ВНИИЖТ. 1983. № 3 — С. 19-22.

68. Разевиг, В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств Design Lab 8.0 Текст. / В.Д. Разевиг. -М. : Солон, 1999. 698 с.

69. Савоськин, А.Н. Математическое моделирования электромагнитных процессов в динамической системе «тяговая сеть-электровоз» Текст. / А.Н. Савоськин, Ю.М. Кулинич, A.C. Алексеев. Электричество, 2002. №2 - С. 29-35.

70. Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов Текст. / А.Б. Букреев. -СПб. : Питер, 2002. 608 с. : ил.

71. Симонов, М.Д. Повышение энергетических показателей преобразовательных установок электроподвижного состава Текст. : автореф. дис. на соискание уч. степени канд. техн. наук / Симонов Михаил Давидович. СПб. : СПИТМИО, 1992.-26 с.

72. Советов, Б.Я. Моделирование систем Текст. / Б .Я. Советов, С.А. Яковлев. М. : Высшая школа, 1985. - 256 с.

73. Солодунов, A.M. Преобразовательные устройства электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями Текст. / A.M. Солодунов, Ю.М. Иньков, Г.Н. Коваливкер, В.В. Литовченко. Рига: «Зинатне», 1991. -352 с.

74. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года Электронный ресурс. / ОАО «Российские железные203дороги». Электрон, дан. — Режим доступа: http://doc.rzd.ru/isvp/ download?vp=4&load=y&col id=2066&id=l 009.

75. Технический паспорт. Датчик напряжения LV 100 Электронный ресурс. / ООО «LEM» Электрон, дан. — Режим доступа: http://www.tvelem.ru/ docs/products/lv%20100%20e.pdf

76. Тихменев, Б.Н Исследование устройств демпфирования перенапряжений в преобразовательной установке электровоза переменного тока Текст. / Б.Н. Тихменев, В.Д. Кондратов, В.А. Кучумов // Тр. ВНИИЖТ. М. : Транспорт, 1981. - Вып. 636 - С. 27-34.

77. Тихменев, Б.Н. Мешающее влияние на связь при разнофазном регулировании напряжения тяговых двигателей Текст. / Б.Н. Тихменев, И.Н. Фроленков // Вестник ВНИИЖТ. 1972. № 1 - С. 1-5.

78. Тихменев, Б.Н. О повышении надежности преобразователя ВИП2-2200М электровоза ВЛ80Р Текст. / Б.Н. Тихменев, Ю.А. Басов, В.В. Находкин // Вестник ВНИИЖТ. 1982. - № 5 - С. 11-15.

79. Тихменев, Б.Н. Плавное регулирование выпрямленного напряжения на электровозах с тиристорами Текст. / Б.Н. Тихменев, В.А. Голованов, Ю.А. Басов // Труды ВНИИЖТ. М. : Транспорт, 1966. - Вып. 312. - С. 1832.

80. Тихменев, Б.Н. Подвижной состав электрифицированных железных дорог Текст. / Б.Н. Тихменев — М. : Транспорт, 1980. — 471 с.

81. Тихменев, Б.Н Пути повышения надёжности и энергетических показателей электровоза BJI-80P Текст. / Б.Н. Тихменев // Вестник ВНИИЖТ. -М.: 1982.-№ 2-С. 15-19.

82. Тихменев, Б.Н. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями Текст. / Б.Н. Тихменев, В.А. Кучумов. — М. : Транспорт, 1988.-311 с.

83. Тихменев, Б.Н. Электровозы переменного тока со статическими преобразователями Текст. / Б.Н. Тихменев. М. : Гострансжелдориздат, 1958. — 268 с.

84. Тихменев, В.Н. Основные вопросы совершенствования электровоза BJI80P с тиристорными преобразователями Текст. / В.Н. Тихменев // Вестник ВНИИЖТ. М. : 1982. - № 1 - С. 14-17.

85. Трофимова, Т.Н. Курс физики Текст. : Учеб. пособие для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. / Т.И. Трофимова. М. : Высш. шк., 1990. - 478 е.: ил.

86. Фейнман, Р.Ф. Фейнмановские лекции по физике. Том 5. Электричество и магнетизм Текст. / Р. Ф. Фейнман, Р. Лэйтон, М. Сэндс. — М. : Едито-риал УРСС, 2008. 307 с. : ил.

87. Фроленков, H.H. Моделирование магнитного влияния электроподвижного состава с тиристорными преобразователями на проводные линии связи Текст. / И.Н. Фроленков // Труды ВНИИЖТ. 1969. - Вып. 395 - С. 25-36.

88. Фроленков, И.Н. Результаты исследований влияния электровоза ВЛ80Р на проводные линии связи Текст. / И.Н. Фроленков // Вестник ВНИИЖТ. 1972. - № 7. - С. 1-5

89. Хоровиц, П. Искусство схемотехники 2 часть Текст. / П. Хоровиц, У. Хилп ; перевод под ред. М.В. Гальперина. М. : Мир, - 1981. - 612 с.

90. ЦыкинГ.С. Трансформаторы низкой чатоты Текст. : / Г.С. Цыкин. -М. : Высшая школа, 1955. 412 с. : ил.

91. Электровоз ВЛ80Р. Руководство по эксплуатации Текст. / Под ред. Б.А. Тушканова. М. : Транспорт, 1985. - 543 с.1. Фарт М 01 ЯЗ-2008

92. ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ1. РОСПАТЕНТ)

93. Бережковская наб, 30, корп !, Москва, Г-59, ГСП-5,123995, Телефон [phone].Факс[phone]

94. На№ 04-2371-22 от 30.-9.2010 Наш № 2009109459/07(012791)

95. При пермтске ярвеиы (хъшянля к« /л) \-ср зшшхи и ¿¡эЫщцть диггу яочук'шч насташцей ьарреснанденции664074, г.Иркутск, ул. Чернышевского, 15, ИрГУПС, Патентно-лицензионный отдел, О.В Видяюшой2 ЛОР 2011

96. РЕШЕНИЕ о выдаче патента на изобретение

97. Заявка № 2009109459/07(012791)

98. Дата подачи заявки 16.03.2009

99. Заключение по результатам экспертизы прилагается.