Усовершенствованный тяговый электропривод магистральных электровозов постоянного тока для эксплуатации на участках с трудным профилем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Баранов, Валерий Александрович

• Баранов, Валерий Александрович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Баранов, Валерий Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

4

1 ВЛИЯНИЕ УСИЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1.1 Схемные решения систем усиления возбуждения тяговых двигателей электровозов

1.2 Характеристики электровоза при усиленном возбуждении

1.3 Применение накопителей энергии в цепях возбуждения

1.4 Схемно-параметрический способ усиления возбуждения при импульсном регулировании 30 Выводы по первой главе

2 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ УСИЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

2.1 Усиление возбуждения тяговых двигателей током якорей

2.2 Характеристики электровоза ВЛ10 при усиленном возбуждении тяговых двигателей

2.3 Применение импульсного регулирования в цепях возбуждения 45 Выводы по второй главе

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПЯХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ УСИЛЕННОМ ВОЗБУЖДЕНИИ

3.1 Условия работы тяговых двигателей

3.2 Математическая модель силовой цепи электровоза

3.3 Результаты моделирования

3.3.1 Прекращение - восстановление питания тяговых двигателей

3.3.2 Изменение напряжения на токоприемнике

3.3.3 Перегруппировка двигателей 82 3.4 Тепловой режим работы тяговых двигателей

Выводы по третьей главе

4 ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ УСИЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТОКОМ ЯКОРЕЙ

4.1 Исследования на физической модели электровоза

4.2 Испытания опытного электровоза ВЛ10У

4.2.1 Измерительные средства

4.2.2 Результаты испытаний опытного электровоза 106 Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Усовершенствованный тяговый электропривод магистральных электровозов постоянного тока для эксплуатации на участках с трудным профилем»

ВВЕДЕНИЕ

Промышленный железнодорожный транспорт выполняет перевозки грузов на территории предприятий и осуществляет доставку сырья от мест его добычи к местам переработки [60]. Развернутая длина путей промышленного транспорта Российской Федерации составляет 71% длины линий общего пользования, а выполняемый объем перевозок почти в 3 раза превышает этот показатель для магистрального железнодорожного транспорта [25].

Работа промышленного транспорта характеризуется более тяжелыми эксплуатационными условиями. Его особенностью является достаточно низкая, по сравнению с магистральным, скорость движения, в основном не превышающая 40-50 км/ч. Поезда при этом имеют достаточно большую массу, часто близкую к нормам магистральных железных дорог. В качестве тягового подвижного состава могут используются тяговые агрегаты (ОПЭ1, ПЭ2М, НП1), тепловозы, электровозы отечественного (серии ВЛ41, НПМ2), и зарубежного производства (серии ЕЬ) [82,86].

На сегодняшний день технические средства промышленного железнодорожного транспорта морально устарели, практически полностью выработали свой эксплуатационный ресурс и нуждаются в замене. При значительных эксплуатационных расстояниях и достаточно больших объемах перевозок в качестве тягового подвижного состава могут применяться магистральные локомотивы, которые имеют малую осевую нагрузку (23-25 тс/ось) и высокую расчетную скорость движения (около 50 км/ч), что приводит к неполному использованию их мощности.

В настоящее время указанные магистральные локомотивы эксплуатируются в ОАО "Апатит" на участках с уклонами до 30%о и кривыми малого радиуса, расположенных в том числе, на подъемах. В верхнем строении пути уложены рельсы типа Р65 на деревянных и железобетонных шпалах и щебеночном балласте. Установленная скорость движения составляет 40 км/ч, а на отдельных участках - 25 км/ч. Рудовозные поезда состоят из 25 шестиосных думпкаров грузоподъемностью 105 т. Масса порожнего состава - 1250 т, а груженого - 3900 т. Перевозки осуществляются магистральными электровозами серий ВЛ10, ВЛ10У и ВЛ15А.

Железнодорожный транспорт обеспечивает основную долю перевозок грузов. Экономическая эффективность его работы определяется уровнем эксплуатационных расходов, снижение которых является одной из важнейших задач. Для ее решения необходимо более эффективное использование технических средств, пропускной и провозной способности, что можно достичь за счет увеличения массы поездов [38-40]. Это, в свою очередь, кроме удлинения станционных путей, требует использования более мощных локомотивов или применения кратной тяги.

На магистральных линиях железных дорог существуют участки с трудным профилем, наличие которых приводит к снижению величины унифицированной массы поезда на направлении. Ее увеличение при одиночной тяге и отсутствии подталкивания возможно только за счет улучшения тяговых свойств эксплуатируемых локомотивов, имеющих достаточно большую мощность. Поэтому дальнейшее увеличение критической массы поездов на участке до величины унифицированной нормы конкретного направления зачастую ограничено силой сцепления, а также прочностью автосцепки [14,41,78]. На напряженных участках

локомотивы работают в интенсивном режиме [41]. Следствием этого является повышенная повреждаемость узлов и агрегатов локомотивов (электрические машины и механическая часть), что требует дополнительных затрат на их восстановление.

Для повышения эффективности использования тяговых свойств

магистральных электровозов в условиях ограниченной скорости движения и изменяющегося в широких пределах коэффициента сцепления необходима разработка мер, позволяющих решить поставленную задачу. Одной из таковых является увеличение жесткости тяговых характеристик локомотива.

В настоящее время существующие серии электровозов постоянного тока, такие как ВЛ10, ВЛ11, ВЛ15 всех индексов, практически полностью выработали свой ресурс и морально устарели. Возможность их полной замены в короткий срок на локомотивы других серий отсутствует. В результате увеличение объемов перевозок привело к достаточно сложной ситуации с обеспечением электровозами постоянного тока на сети дорог [38,39,43].

Для решения данной проблемы ОАО «РЖД» в 2003-2004 гг. разработало программы создания и освоения производства нового подвижного состава на перспективу.

В настоящее время сформированы основные требования к тяговому подвижному составу нового поколения: улучшение тяговых свойств на 15-20%, экономия энергоресурсов на 10-15%, повышение КПД электровозов постоянного тока до 90%.

Создание нового тягового подвижного состава с использованием современных достижений локомотивостроения позволит обеспечить высокие потребительские качества, а универсальность — возможность его

использования в изменяющихся условиях перевозок. Преимущества нового подвижного состава должны обеспечивать существенное повышение надежности, производительности и сокращение эксплуатационных расходов [18].

Вместе с тем, результаты исследований, выполненных ВНИИЖТ, подтверждают слабые преимущества тягового подвижного состава с асинхронным тяговым приводом в условиях Российских железных дорог. В результате в настоящее время разработана и принята следующая стратегия развития электроподвижного состава (ЭПС), состоящая из трех этапов:

• создание и освоение производства подвижного состава с коллекторными двигателями;

• разработка опытных образцов ЭПС с асинхронным тяговым приводом;

• в случае успешной эксплуатации опытных образцов ЭПС с асинхронным тяговым приводом дальнейшее его внедрение на локомотивах и моторвагонном подвижном составе [76].

С учетом вышеизложенного, цель настоящей работы состоит в улучшении тяговых свойств магистральных электровозов постоянного тока в условиях работы на промышленных предприятиях, а также на участках железных дорог с трудным профилем за счет регулирования жесткости их характеристик.

Для достижения указанной цели были решены следующие задачи:

• определены факторы, влияющие на реализацию электровозом максимальной силы тяги в условиях ограниченной скорости движения;

• выполнен анализ существующих способов питания обмоток возбуждения тяговых двигателей и оценено их влияние на характеристики локомотива;

• для усиления возбуждения разработан способ использования суммы токов якорей смежных параллельных ветвей;

• выполнен расчет тяговых характеристик электровоза при регулировании тока возбуждения статическим преобразователем;

• проанализировано влияние разных способов регулирования возбуждения тяговых двигателей на работу электрооборудования локомотива;

• выполнены экспериментальные исследования на лабораторном стенде, состоящем из двух тяговых двигателей мощностью 55 кВт и маховика;

• проведены эксплуатационные испытания опытного электровоза ВЛ10У-580 при следовании с поездами на участках ОАО "Апатит".

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. На основе обзора существующих способов и систем усиления возбуждения тяговых двигателей предложено техническое решение, обеспечивающее реализацию указанного режима без использования дополнительных источников питания;

2. Разработаны и обоснованы схемотехнические решения, позволяющие осуществлять управление жесткостью тяговых характеристик электровоза, а также определена область их эффективного использования;

3. Выявлены факторы, влияющие на эффективность использования магистральных электровозов постоянного тока в условиях работы на промышленных предприятиях, а также на участках железных дорог с тяжелым профилем;

4. Разработана математическая модель, позволяющая исследовать установившиеся и нестационарные режимы в силовой цепи опытного электровоза, вызванные изменением величины питающего напряжения (в т.ч. полным его прекращением) и перегруппировкой двигателей при разных способах их возбуждения;

5. Предложена методика определения величины пульсаций тока якорей тяговых двигателей в режиме усиленного возбуждения при импульсном регулировании сопротивления шунтирующей цепи;

6. Оценена эффективность предложенных рекомендаций по устранению разности токов параллельных ветвей групп якорей тяговых двигателей за счет регулирования возбуждения и величины сопротивления стабилизирующих резисторов.

Практическая ценность. Результаты работы были использованы при модернизации магистральных электровозов постоянного тока для улучшения их тяговых свойств при эксплуатации в условиях ОАО "Апатит", а также могут быть применены на участках магистральных железных дорог с трудным профилем.

По результатам диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ, получено 4 патента на полезные модели.

1. ВЛИЯНИЕ УСИЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Недостатки ЭПС постоянного тока известны: потери в пуско-регулирующей аппаратуре, необходимость перегруппировок двигателей, малое число ходовых позиций, броски тока при перегруппировках, склонность к разносному боксованию, сложность реализации электродинамического торможения, морально устаревшая система управления [37,53,70].

На отечественных магистральных электровозах в качестве тяговых используются двигатели постоянного тока последовательного возбуждения, имеющие "мягкую" характеристику. Поэтому в случае срыва сцепления колеса с рельсом боксование может принять характер разносного, особенно при последовательном соединении двигателей. Однако, несмотря на данный недостаток, по сравнению с двигателями независимого возбуждения, они обладают рядом преимуществ, к которым можно отнести равномерное распределение тока по параллельным ветвям, а также его меньшие изменения при колебаниях напряжения в контактной сети.

На характер сцепления влияют многие факторы, носящие случайный характер. Важнейшими из них являются погодные условия, состояние верхнего строения пути, степень износа колесных пар и рельсов. Как показали исследования [20,31,41,42,45,65], коэффициент сцепления при реализации силы тяги изменяется в достаточно широких пределах: от 0,46 (максимальный) до 0,2 и ниже (при влажных рельсах). На его величину помимо внешних факторов существенно влияют особенности механической части и способа регулирования силы тяги данной серии локомотивов, а также профиль и диаметр бандажа колесной пары. При движении по неровностям

пути происходят разгрузки колесных пар, достигающие в динамике 25-30% при их продолжительности 0,02-0,03 с, которые также могут стать причиной возникновения боксования.

После превышения скоростью упругого скольжения колесной пары критического значения, равного около 1-2% скорости поступательного движения локомотива, происходит срыв сцепления [32]. Процесс боксования колесных пар локомотива (особенно при трогании с места) представляет существенную опасность и требует дополнительных затрат на устранение его последствий. В случае срыва сцепления при реализации наибольшей силы тяги происходит значительный ее "провал", что вызывает появление больших продольно-динамических реакций в составе поезда и в некоторых случаях может стать причиной его обрыва. При реализации максимальной силы тяги часто имеет место перемежающееся боксование, которое в случае непринятия мер по его прекращению, может постепенно принять характер разносного.

Помимо различных случайных факторов на реализацию силы тяги существенно влияют и особенности конструкции механической части локомотива. Так, на грузовых электровозах постоянного тока серий ВЛ10, ВЛ11 всех индексов передача тяговых и тормозных усилий от рамы кузова на раму тележки осуществлялась при помощи шаровой связи. Для компенсации опрокидывающего момента, возникающего при реализации силы тяги, используется противоразгрузочное устройство. На более поздних сериях электровозов, таких как ВЛ15, ВЛ65, ВЛ85, ЭП1 соединение тележек с кузовом в продольном направлении выполнено при помощи наклонных тяг.

Экспериментально установлено, что в экипаже с наклонными тягами достигается большее значение статического коэффициента сцепления, а также отсутствуют лимитирующие оси по условию развития боксования из-за уменьшения вертикальной осевой нагрузки. Однако, в экипаже с

наклонными тягами наиболее вероятно возникновение синхронного боксования.

По результатам расчетов, выполненных во ВНИИЖТ, установлено, что при реализации значительных сил тяги наблюдается улучшение тяговых свойств локомотивов с наклонными тягами, позволяющими выровнять распределение вертикальных нагрузок [16].

Применение в качестве противобоксовочного средства песка приводит к быстрому засорению балластного слоя и требует сложной и дорогостоящей его очистки, а также увеличивает основное сопротивление движению. Поэтому требуется более широко использовать электрические средства повышения сцепления [65].

Наибольшую жесткость характеристик имеют двигатели независимого возбуждения [21,52,71]. Локомотив с такими двигателями менее склонен к боксованию и реализует большую силу тяги. Однако существенным недостатком данного способа возбуждения является значительная неравномерность распределения тока по параллельным ветвям тяговых двигателей.

Создание более современного ЭПС требует значительных затрат, связанных в частности с необходимостью модернизации смежных систем (электроснабжения, СЦБ и связи), а также ремонтной базы [56,57]. Другой путь улучшения использования ЭПС - его модернизация, предпосылки к которой существуют и которая может быть достаточно просто реализована.

Известно, что основным недостатком электровозов постоянного тока является наличие лишь трех ступеней регулирования питающего тяговые двигатели напряжения, определяемых их группировкой. Поэтому для улучшения тяговых свойств единственным путем является регулирование возбуждения и управление жесткости тяговых характеристик.

1.1 Схемные решения систем усиления возбуждения тяговых двигателей электровозов

Тяговые, сцепные и противобоксовочные свойства электровоза с двигателями последовательного возбуждения можно улучшить, сохранив основные достоинства каждого способа возбуждения.

В настоящее время в качестве тяговых становится актуальным применение двигателей постоянного тока независимого и смешанного возбуждения, т.к. по сравнению с двигателями последовательного возбуждения они имеют большую жесткость характеристик и обладают более широкими регулировочными возможностями.

Под жесткостью тяговой характеристики двигателя понимают величину изменения касательной силы тяги при изменении скорости движения локомотива и отсутствующем боксовании колесных пар. Численно жесткость тяговой характеристики %, кгс/км/ч, оценивается коэффициентом:

О-1)

л АГ

где Д^- изменение касательной силы тяги, кгс, соответствующее изменению

скорости на величину Л V, км/ч.

При независимом возбуждении этот коэффициент практически одинаков для всех значений силы тяги и равен около 700 кгс/(км/ч) [19]. Коэффициент жесткости двигателей последовательного возбуждения возрастает с увеличением насыщения магнитной системы машины. Поэтому при малых токах якоря можно увеличить ток возбуждения до значения, при котором машина находилась бы в зоне насыщения за счет применения независимого возбуждения или дополнительной подпитки обмоток

возбуждения от внешнего источника.

Одним из возможных путей решения проблемы улучшения регулирования тяговых свойств электровозов является применение

независимого (рис.1 .la) или смешанного [63] (рис. 1.1 б) возбуждения тяговых двигателей с целью предупреждения срыва сцепления или быстрого прекращения уже возникшего боксования при реализации максимальной, по условиям сцепления, силы тяги локомотива.

Система смешанного возбуждения тяговых двигателей, занимая по характеристикам промежуточное положение между независимым и последовательным, позволяет обеспечивать:

• Увеличение силы тяги по сцеплению, а также скорости движения при следовании поезда по расчетному подъему и при трогании с места;

• Более полное использование номинальной мощности электровоза в широком диапазоне скоростей движения и с высоким коэффициентом полезного действия;

• Способность развивать наибольший вращающий момент при трогании с места с наименьшими потерями энергии в пусковых сопротивлениях;

• Автоматический переход из режима тяги в режим электродинамического торможения и обратно без разрыва силовых электрических цепей;

• Высокую степень противобоксовочной защиты;

• Широкую регулировочную способность режимами тяги и электродинамического торможения, возможность автоматизации процесса управления электровозом.

К факторам, ухудшающим показатели систем с независимым и смешанным возбуждением, следует отнести:

• усложнение конструкции тягового двигателя;

• броски тока якоря при колебаниях напряжения контактной сети;

• наличие преобразователей, мощность которых должна быть не менее мощности потерь в обмотке возбуждения (вид преобразователя и способ подключения к обмоткам возбуждения зависит от структуры силовой цепи ЭПС).

Для независимого возбуждения двигателей на электровозах постоянного тока также необходим сторонний источник энергии, питающий обмотки возбуждения.

Существуют различные способы подключения преобразователя [19]. Для предотвращения бросков тока и возникновения аварийных режимов, обусловленных резкими колебаниями напряжения контактной сети, требуется наличие дополнительной индуктивности в цепи якоря.

Возможен режим, при котором обмотки возбуждения не полностью питаются от преобразователя, а лишь получают частичную подпитку, т.е. обеспечивается последовательно-независимое возбуждение (рисЛЛ-в).

СъГ

1?-

гт

а

I*

О

гт

в

Рис.1.1 - Способы возбуждения тяговых двигателей

По обмотке возбуждения в этом случае будет протекать сумма токов якоря и преобразователя, а двигатель будет работать в режиме усиленного возбуждения (УВ) [80]. Выходное напряжение преобразователя должно быть не ниже величины падения напряжения на обмотке возбуждения при

номинальном токе.

Тяговые двигатели электровозов постоянного тока постоянно соединены между собой попарно. Поэтому для реализации последовательно-независимого возбуждения тяговых двигателей при их последовательном (С)

и последовательно-параллельном (СП) соединениях статические преобразователи необходимо подключать параллельно обмоткам возбуждения каждой группы двигателей.

Использование электромашинного преобразователя на восьмиосном электровозе допускает схема с перегруппировкой обмоток возбуждения (рис. 1.2). В данном случае обмотки возбуждения тяговых двигателей каждой секции электровоза предварительно перегруппировываются и соединяются между собой последовательно [48].

Рис. 1.2 - Подпитка обмоток возбуждения от электромашинного преобразователя при СП-соединении тяговых двигателей

Сопротивление четырех последовательно соединенных обмоток главных полюсов тягового двигателя ТЛ-2К1 при температуре 20 °С составляет приблизительно ОД Ом, а номинальное напряжение генератора преобразователя НБ-436В-38В. В связи с чем, эффективная дополнительная подпитка обмоток возбуждения возможна лишь при токах якоря менее 300 А. Одновременно мощность преобразователя позволяет питать четыре обмотки возбуждения. Поэтому для расширения диапазона регулирования возбуждения требуется последовательное соединение обоих преобразователей электровоза при СП соединении двигателей (рис.1.3).

Рис. 1.3 - Последовательное соединение преобразователей обеих секций

восьмиосного электровоза при СП-соединении тяговых двигателей

При параллельном соединении двигателей обмотки возбуждения должны быть соединены попарно (рис. 1.4).

при П-соединении тяговых двигателей

Применение подпитки от электромашинного преобразователя при С и СП соединениях двигателей без перегруппировки обмоток возбуждения невозможно.

Опыт эксплуатации электровозов постоянного тока показал, что «мягкие» характеристики двигателей последовательного возбуждения не допускают полного использования мощности на равнинных участках пути, так как степень ослабления возбуждения ограничена условиями коммутации. При движении на подъемах с увеличением нагрузки повышается вероятность возникновения боксования. Для того, чтобы при больших нагрузках тяговая характеристика была жесткой, а на высоких скоростях мягкой, необходимо

иметь возможность придавать ей любую форму в зависимости от режима работы электровоза. Один из вариантов схемы питания двигателей электровоза с регулируемыми характеристиками изображен на рис. 1.5. На рисунке обозначены: В-возбудитель; Дв-двигатель возбудителя; Мв-мотор-вентилятор; ¿-реактор. При усиленном возбуждении включены контакторы 2, 3, 5, 8, ослабленном - 2, 3, 6, 7, в режиме рекуперации - 1, 3, 4, 8.

Испытания электровоза, выполненные в 1958 году на Свердловской железной дороге, показали, что изменение формы характеристик позволяет:

• увеличить массу поезда ориентировочно на 25-30%;

• значительно снизить расход песка;

• повысить скорость движения на равнинных участках примерно на 25%.

При использовании возбудителя с «расщепленным якорем» автоматически выравниваются нагрузки тяговых двигателей с жесткими характеристиками благодаря перекрестному включению части витков его многоамперной обмотки (рис. 1.6).

Независимое питание обмоток возбуждения каждой пары тяговых двигателей в тяговом и тормозном режимах использовалось на электровозе с регулируемыми характеристиками ВЛ8Р-414. Его испытания, выполненные в 1964 году в депо Златоуст Южно-Уральской железной дороги, показали возможность увеличения массы поезда на 200т (до 3400 т при норме 3200 т). Однако, увеличение числа преобразователей (четыре вместо двух) не решило проблему локализации переходных режимов при колебаниях напряжения контактной сети.

Для улучшения регулировочных свойств и характеристик электровозов рассматривались системы подпитки обмоток возбуждения двигателей на основе генераторов переменного тока и трехфазных выпрямителей, схемы

которых изображены на рис. 1.7. Преимущества подобных систем заключаются в меньшей инерционности, односторонней проводимости, высокой управляемости и значительном быстродействии.

а)

б)

Рис. 1.7 - Системы плавного регулирования тока возбуждения

Для плавного регулирования тока подпитки в широком диапазоне вместо электромашинного преобразователя целесообразно использовать статический. Известно, что на первых электровозах серии ВЛ15 в режиме рекуперативного торможения для питания обмоток возбуждения использовался преобразователь [35,85], который состоял из двух частей: инверторной и выпрямительной и был выполнен на основе однооперационных тиристоров (рис. 1.8).

Рис. 1.8 - Упрощенная схема статического возбудителя электровоза ВЛ15

В настоящее время созданы восьмиосные электровозы постоянного тока серий 2ЭС6 и 2ЭС4К. Общим для них является применение подпитки обмоток возбуждения от статического преобразователя, использование системы реостатно-контакторного регулирования скорости и силы тяги, а также диодного способа перегруппировки тяговых двигателей [2,29]. Схемы силовых цепей электровозов приведены в приложениях Г и Д.

Известен вариант инверторно-выпрямительного преобразователя, реализующего индивидуальное регулирование тока возбуждения каждого двигателя (рис. 1.9). Выполненные расчеты показали эффективность данного технического решения, которое позволяет усиливать возбуждение тягового двигателя каждой оси в режимах боксования и юза.

VS1

VS3

VS2

VS4

■йгЧХг

Рис. 1.9 - Схема поосного регулирования возбуждения

На ЭПС переменного тока для повышения жесткости характеристик и увеличения мощности оставшихся в работе двигателей при посекционном регулировании разработаны схемы подпитки обмоток возбуждения от выпрямителя (рис. 1.10) [24,77].

А - 25 кв

Рис. 1.10 - Подпитка обмоток возбуждения от выпрямительной установки

1.2 Характеристики электровоза при усиленном возбуждении

Определим эффективность дополнительной подпитки обмоток возбуждения от преобразователя на примере электровозов BJI10, ВЛ10У.

Скорость движения электровоза V, км/ч, при СП и П соединениях двигателей определяется по формуле:

U - 1Я • т • Яя - /„ • т • JL „

у=-я-О-(L2)

т-СФ

где U — напряжение контактной сети, В; /я- ток якоря, А;

Яя-сопротивление цепи якоря, состоящей из обмоток добавочных полюсов, якорной и компенсационной, включенных последовательно, Ом; /в - ток возбуждения, А;

Rob - сопротивление обмотки возбуждения, Ом;

т - число последовательно соединенных групп двигателей, состоящих из двух двигателей, включенных последовательно; С - конструкционная постоянная машины; Ф - магнитный поток, Вб.

Ток возбуждения /в, А, в этом случае будет равен:

1в=1я+1л, (1.3)

где /п- ток преобразователя, А.

Сила тяги электровоза F, кгс, приведенная к ободу колеса, определяется по формуле:

F = 0,361-1Я -СФ-Г/-П, (1.4)

где г) - к.п.д. двигателя;

п=8 - число ведущих осей электровоза.

На рис. 1.11 и 1.12 приведены скоростные и тяговые характеристики электровозов ВЛ10 и ВЛ10У при токе подпитки 100 А - 400 А, из которых следует, что с увеличением тока подпитки обмоток возбуждения происходит повышение жесткости тяговых характеристик электровоза.

Рк, тс

ток подпитки, А

80 90

V, км/ч

О 10 20 30 40 50 60 70

1.3 Применение накопителей энергии в цепях возбуждения

Создание конденсаторов большой емкости позволяет улучшить показатели ЭПС, так как они могут использоваться для увеличения жесткости их тяговых характеристик. В настоящее время стали известны накопители энергии, позволяющие накапливать и сохранять ее в течение определенной продолжительности. Молекулярные накопители энергии являются аналогами конденсаторов большой емкости. При этом они имеют приемлемые массо-габаритные показатели, что делает возможным их применение на подвижном составе.

Для повышения жесткости тяговой характеристики локомотива, имеющего двигатели последовательного возбуждения [83], накопители С подключаются параллельно обмоткам возбуждения через блок управления и защиты БУ (рис. 1.13). В результате при установившемся режиме двигатели работают при последовательном возбуждении, а в переходных -при последовательно-независимом. При подключении конденсатора к обмоткам возбуждения тяговых двигателей процесс боксования колесных пар приобретает характер, аналогичный процессу с двигателями независимого возбуждения. Увеличение частоты вращения якоря и противоЭДС двигателей вызывает уменьшение падения напряжения на обмотках возбуждения боксующей группы двигателей. Напряжение конденсатора оказывается выше, что приводит к его разряду на обмотку возбуждения, препятствуя уменьшению тока возбуждения, и соответствует переходу на более жесткую тяговую характеристику. По окончании переходного процесса двигатель снова будет иметь характеристику последовательного возбуждения, а накопитель будет заряжаться.

Таким образом, за счет применения молекулярных накопителей энергии становится возможным использовать преимущества смешанного возбуждения двигателей.

и

ш

ЧН1)

1

т—|БУ

Рис. 1.13 - Подпитка обмотки возбуждения от емкостного накопителя

При необходимости возможно использование подпитки и при отсутствии боксования. Определим длительность подпитки обмоток возбуждения от накопителя емкостью 500 Ф.

Сопротивление двух нагретых обмоток возбуждения двигателя ТЛ-2К1 составляет 0,065 Ом. При протекании по ним тока 500 А падение напряжения составит 32,5 В. Примем напряжение накопителя на уровне 200 В. Тогда при максимальном токе подпитки 300 А коэффициент заполнения импульсного цикла преобразователя X будет равен:

где Я - сопротивление нагрузки, Ом; и с - напряжение конденсатора, В; ди — падение напряжения на обмотках возбуждения, В; /п - ток подпитки, А.

Отсюда ток разряда накопителя /с, А, будет равен:

/1 =

1П-Я _ 300-0.065 и-А11 ~ 200-32.5

= 0.12

(1.5)

1г =1П-Л = 300-0.12 = 36А

М =

(1.6)

где С - емкость конденсатора, Ф; 11с - напряжение конденсатора, В.

В результате длительность подпитки составит около 30 мин, что позволит осуществлять следование в режиме усиленного возбуждения по крутым затяжным подъемам. Заряжать накопитель можно падением напряжения на обмотках возбуждения через повышающий преобразователь.

Усиление возбуждения тяговых двигателей можно достичь за счет конденсаторов, используемых в импульсных регуляторах напряжения. На рис. 1.14а изображена схема, в которой при отпирании тиристора 751 заряжается дополнительный конденсатор С2, а перезаряд его через обмотку возбуждения по контуру С2-К£2-ОВ-Х-С2, увеличивает ток возбуждения. В схеме рис. 1.146 конденсатор С2 разряжается через обмотку возбуждения и реактор Ы в интервале паузы, когда тиристоры КбЧ-КбЗ закрыты. Преобразователь, изображенный на рис. 1.14в, содержит узел коммутации, в котором конденсаторы С1 и С2 заряжаются после одновременного отпирания тиристоров Р2>1 и К53; конденсатор С2 разряжается на обмотку возбуждения, что приводит к усилению возбуждения.

а

б

в

Рис. 1.14 Схемы подпитки обмоток возбуждения через узел коммутации

1.4 Схемно-параметрический способ усиления возбуждения при импульсном регулировании

Добиться увеличения тока возбуждения по сравнению с током якоря позволяет схема, изображенная на рис. 1.15 [46,50,66]. Преобразователь в данной схеме разделяет цепи якорей и возбуждения.

Рис. 1.15 - Схема с разделением цепей якоря и возбуждения

Для определения степени усиления возбуждения двигателей примем, что коммутация ключевого элемента происходит мгновенно, индуктивность обмоток двигателя постоянна, величина питающего напряжения неизменна, тяговые двигатели при выключенном преобразователе представляются машинами с независимым возбуждением, т.к. их обмотки разделены. Тогда при заданном среднем пусковом токе якоря 500 А его пульсации А1Я, А, определяются выражением:

U-(l-A)-A

L*-f

(1.7)

U-6 0

I '2тг-Р-п

- индуктивность цепи якорей, Гн;

и - номинальное напряжение двигателя, В; Р - число пар полюсов; п - номинальная частота вращения, об/мин; /- частота регулирования, Гц.

Наибольший размах пульсаций тока достигается при коэффициенте заполнения, равном 0,5. При этом максимальное значение тока якоря /ятам А, определяется выражением:

V ■ 0.25

1

ЯМАХ

+ /<

(1.8)

г г яср ,

ья ' J

В конце интервала потребления энергии каждого периода квазиустановившегося режима ток якоря равен току возбуждения:

/я шах= h max (РИС. 1.16).

Рис. 1.16 - Временная диаграмма работы преобразователя

Тогда коэффициент регулирования возбуждения (3 будет равен:

Я max

(1.9)

ZCP

Зададим пусковой ток на уровне 500 А при параллельном соединении двигателей. По мере увеличения скорости происходит увеличение противоЭДС Е и коэффициента заполнения импульсного цикла преобразователя X:

1Я -2-Яа +2-Е

Л =

Lя

3000

(1.10)

где 3000 - напряжение контактной сети, В.

Таким образом, коэффициент регулирования возбуждения зависит от амплитуды пульсаций тока якоря. На рис. 1.17 представлены результаты расчета величины коэффициента возбуждения при среднем пусковом токе 500 А и постоянной частоте регулирования преобразователя 500 Гц. 1,6.6-

1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0.2

ZZL

V, км/ч

10 20 30 40

50

60 70 80 90 100

Рис. 1.17 - Зависимость коэффициента регулирования возбуждения от скорости при пуске

На рис. 1.18 предложена разработанная автором схема секции восьмиосного электровоза с одним импульсным преобразователем/Данная схема позволяет осуществить импульсный пуск и независимое возбуждение тяговых двигателей.

Рис. 1.18 - Схема комбинированного регулирования

При включенном контакторе 2 происходит импульсный пуск четырех двигателей, соединенных последовательно. Перегруппировка двигателей осуществляется диодным способом за счет размыкания контактора 2 и замыкания контакторов 1 и 3. В момент перегруппировки коэффициент заполнения импульсного цикла преобразователя снижается до 0,5 с последующим его увеличением до единицы.

Перевод двигателей на независимое возбуждение возможен после окончания пуска при любом соединении двигателей. Для этого замыкается контактор возбуждения КВ. Обмотки возбуждения подключаются к контактной сети через импульсный преобразователь, а обмотки якорей - к "земле".

Схема позволяет осуществлять рекуперативное торможение без каких-либо дополнительных переключений в схеме.

Выводы по первой главе:

Таким образом, способы и варианты систем подпитки обмоток возбуждения характеризуются видами источников энергии, в качестве которых могут использоваться:

• электромашинные преобразователи;

• статические полупроводниковые преобразователи (выпрямители, инверторы, импульсные регуляторы и их комбинации);

• емкостные накопители (конденсаторы большой емкости).

Для последовательно-независимого возбуждения тяговых двигателей необходима дополнительная подпитка обмоток возбуждения от внешнего преобразователя. Параметры электромашинных преобразователей ограничивают возможности их использования. Статический преобразователь, непосредственно питающий обмотки возбуждения от контактной сети в импульсном режиме, имеет низкий КПД.

Системы импульсного регулирования обладают рядом известных преимуществ. Однако, наряду с этим, импульсный преобразователь при работе непрерывно создает мешающее воздействие на рельсовые цепи, приемники АЛС, воздушные линии связи в результате появления переменной составляющей в токе, потребляемом из контактной сети. Для уменьшения влияния требуется установка мощных входных фильтров. С целью обеспечения резервирования в случае неисправности необходимо устанавливать несколько преобразователей, питающих каждый свою группу ТЭД.

Еще одним недостатком системы импульсного регулирования является необходимость построения алгоритма работы преобразователя только по широтному принципу, что связано с недопустимостью влияния работы преобразователя на работу рельсовых цепей, и, как следствие, на всю систему интервального регулирования движения поездов. Проведенные во ВНИИЖТ исследования показали, что при импульсном регулировании увеличивается уровень и расширяется спектр частот гармонических составляющих тягового тока, так как наряду с основными гармониками частоты регулирования появляются еще составляющие и комбинационных частот. В процессе работы преобразователей в сигнальных каналах 25-375 Гц непрерывно протекают токи помех, максимальная амплитуда которых зависит от частоты [34].

2. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ УСИЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Характеристики тяговых двигателей магистральных электровозов постоянного тока не соответствуют условиям и режимам их работы на промышленном железнодорожном транспорте.

Во-первых, практически невозможно выдержать регламентируемый скоростной режим из-за ограничения регулировочных возможностей локомотива. Во-вторых, отсутствуют технические средства воздействия на его тяговые характеристики. И, наконец, большое влияние на сцепление колес с рельсами оказывают погодные условия, состояние верхнего строения пути и механической части тягового подвижного состава. В совокупности эти факторы являются причиной возникновения процесса боксования, которое при последовательном возбуждении может быстро перейти в разносное и стать причиной повреждения тяговых двигателей.

Для устранения части причин, ухудшающих условия использования магистральных электровозов на промышленном транспорте, необходимо решение следующих задач:

• на основе выполненного ранее анализа разработать технические решения, которые позволяют осуществлять усиление возбуждения двигателей без дополнительных источников энергии;

• разработать схемные решения для регулирования тока подпитки обмоток возбуждения;

• сравнить характеристики электровозов с дополнительной подпиткой обмоток главных полюсов двигателей последовательного возбуждения и без нее;

• оценить влияние схемы питания обмоток возбуждения на распределение тока по параллельно включенным группам двигателей.

2.1 Усиление возбуждения тяговых двигателей током якорей

Опытные кривые нагревания-охлаждения тягового двигателя ТЛ-2К1, полученные ВЭлНИИ и приведенные на рис. 2.1, позволяют сделать вывод о возможности работы электровоза с током возбуждения 650—700А в течение 25-30мин.

Рис. 2.1 - Кривые нагревания и охлаждения тягового двигателя ТЛ-2К1 а - обмотка якоря, б - обмотка возбуждения

С целью решения проблем, указанных в первой главе, а также одной из поставленных выше задач, автором совместно со специалистами железнодорожного цеха ОАО "Апатит" был разработан способ подпитки обмоток возбуждения тяговых двигателей, не требующий дополнительного источника [7,8,49,72].

Подпитка обмоток возбуждения в данном случае осуществляется током якорей смежной параллельной группы тяговых двигателей. На рис. 2.2 приведена упрощенная схема секции восьмиосного электровоза с последовательным соединением обмоток возбуждения обеих групп тяговых двигателей. При отключенной шунтирующей цепи, состоящей из активного сопротивления 7? и индуктивного шунта ИШ, усиление поля возбуждения максимально.

3

Ш1

1 2 3 и

ттп

{ { ( у К

3 4

Рис. 2.2 - Усиление возбуждения током якорей

Штатная схема восьмиосного электровоза имеет три соединения тяговых двигателей: последовательное (С), последовательно-параллельное (СП) и параллельное (П), как это показано на рис. 2.3 [84].

Рис. 2.3 - Соединения тяговых двигателей восьмиосного электровоза

Используя ее и базовую схему с усилением возбуждения, приведенную на рис. 2.2, можно реализовать три соединения тяговых двигателей (С, СП и П) (рис. 2.4), в двух из которых (СП и П) применяется подпитка обмоток возбуждения током якорей. Переход осуществляется по схеме, изображенной на рис. 2.5.

Рис. 2.4-Соединеиия тяговых двигателей электровоза в режиме усиленного возбуждения

В результате указанного соединения обмоток тяговых двигателей двух групп между собой реализуется максимальный коэффициент возбуждения Р:

^ = 7^ = 7^ = 2, (2.1)

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Баранов, Валерий Александрович

Выводы по четвертой главе:

1. Результаты опытных поездок подтвердили повышение силы тяги электровоза до 12-15% и улучшение его противобоксовочных свойств, что позволило осуществить движение поезда массой 4200 т по участку, имеющему руководящий уклон 20%о без подталкивающего локомотива;

2. Экспериментально установлено, что разность токов якорей опытного электровоза не превышает 8-10% значения часового тока двигателя. Для уменьшения тока небаланса рекомендуется включение в цепь якорей стабилизирующих резисторов в сочетании с регулированием величины из сопротивления;

3. Для уменьшения величины перенапряжений, возникающих при перегруппировках П-СП, в режиме усиленного возбуждения рекомендуется включить в шунтирующую цепь диод на первой переходной позиции;

4. Нагрев обмоток возбуждения при движении поезда с током якоря 500-550 А и коэффициенте регулирования возбуждения 1,3 в течение 10-12 мин. составил 80-90°С, что не превышает максимально допустимое значение 130°С;

5. На параллельном соединении тяговых двигателей при коэффициенте регулирования возбуждения 1,3 значение реализуемого коэффициента тяги составило 0,28, что по сравнению с расчетным режимом последовательного возбуждения выше на 10-11%.

Таким образом, продолжительность работы электровоза в режиме усиленного возбуждения тяговых двигателей имеет ограничение, вызванное нагревом обмоток главных полюсов и составляет 25-30 мин. в зависимости от нагрузки и коэффициента регулирования возбуждения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования режима усиленного возбуждения тяговых двигателей электровозов постоянного тока позволили получить следующие результаты:

1. На основе обзора существующих способов и систем усиления возбуждения тяговых двигателей предложено техническое решение, обеспечивающее реализацию указанного режима без использования дополнительных источников питания;

2. Выполнены экспериментальные исследования предложенного способа усиления возбуждения на стенде с двумя двигателями мощностью 55 кВт номинальным напряжением 250 В и маховичной установкой с моментом инерции, соответствующим моменту инерции трамвайного вагона, а также опытном электровозе ВЛ10У-580;

3. Разработана методика реализации тяговых характеристик электровоза с двигателями последовательного возбуждения, идентичных характеристикам двигателей с независимым возбуждением;

4. Рассмотрены способы и предложены технические решения для снижения тока небаланса параллельно соединенных групп якорей тяговых двигателей;

5. Даны рекомендации по улучшению качества переходных процессов в силовой цепи электровоза при работе в режиме усиленного возбуждения;

6. Разработана математическая модель силовой цепи электровоза для исследования электромагнитных процессов в тяговых двигателях при разных способах возбуждения;

7. Выполнен расчет процесса нагревания обмоток возбуждения и экспериментальные исследования теплового режима работы тяговых двигателей.

Полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили сделать следующие выводы:

1. Установлено, что усиление возбуждения током якорей дает возможность реализовывать тяговые характеристики, идентичные характеристикам тяговых двигателей при последовательно-независимом и независимом возбуждении;

2. Опытным путем подтверждено увеличение до 15-17% развиваемой электровозом силы тяги при улучшении его противобоксовочных свойств за счет повышения жесткости тяговых характеристик;

3. Получено значение реализуемого опытным электровозом коэффициента тяги, которое составило 0,28, что по сравнению с расчетным режимом последовательного возбуждения выше на 10-11%;

4. Предложено для уменьшения разности токов двух параллельных ветвей обмоток якорей включение в их цепь стабилизирующих резисторов, раздельное по группам регулирование тока возбуждения, импульсное регулирование напряжения каждой группы тяговых двигателей в отдельности;

5. Определена амплитуда пульсаций тока в цепи якорей при импульсном регулировании сопротивления резистора шунтирующей обмотки возбуждения цепи с частотой 400 Гц, которая не превышает 20 А, что, по сравнению с системой импульсного регулирования напряжения, существенно улучшает массо-габаритные показатели входного фильтра и снижает его стоимость;

6. Показано, что продолжительность работы электровоза в режиме усиленного возбуждения тяговых двигателей ограничивается нагревом обмоток главных полюсов и может составлять не более 25-30 мин. в зависимости от нагрузки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Баранов, Валерий Александрович, 2011 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аветисян И .Я., Георгадзе Д.П., Графов В А., Плакс A.B., Якушев А.Я. Исследование тяговых и тормозных режимов работы электровоза со статическим возбудителем / Отчет о НИР. ЛИИЖТ, 1976. 180с.

2. Андросов H.H. Особенности схем конструкции и результаты исследований опытного образца электровоза 2ЭС6 / Андросов H.H., Брексон В.В., Неустроев П.П., Кулаков Ю.А. // Вестник ВЭлНИИ: науч. изд. / ОАО «Всерос. н.-и. и проектно-конструк. ин-т. электровозостроения» (ОАО «ВЭлНИИ»). - Новочеркасск, 2009. -№1 (57). с. 120-132.

3. Ануфриев И.Е. Самоучитель MatLab 5.3/б.х. СПб .: БХВ-Петербург, 2004. 736с.

4. Алексеев А.Е. Тяговые электрические машины и преобразователи. Л.: Энергия, 1977. 444с.

5. Баранов В.А. Математическое моделирование электромагнитных процессов в силовой цепи электровоза постоянного тока при последовательно-независимом возбуждении тяговых двигателей // Вестник ВНИИЖТ, 2009, №2. с. 43^7.

6. Баранов В.А. Импульсное регулирование при последовательно-независимом возбуждении тяговых двигателей электровозов постоянного тока // Вестник ВЭлНИИ, 2009, №2(58). с. 187-194.

7. Баранов В.А. Последовательно-независимое возбуждение тяговых двигателей магистральных электровозов постоянного тока // Вестник ВЭлНИИ, 2009, №1(57). с. 170-177.

8. Баранов В.А. Улучшение тяговых свойств электровозов постоянного тока // Вестник ВНИИЖТ, 2008, №6. с. 29-32.

9. Беляев И.А., Вологин В.А. Взаимодействие токоприемников и контактной сети. М.: Транспорт, 1983. 191с.

10. Берзниекс Л.В. Импульсные преобразователи постоянного тока. М.: Энергия, 1974. 255с.

11. Болашвили Д.Н., Георгадзе Д.П., Графов В.А., Клюшникова Л.А., Плакс A.B. Исследование на АВМ переходных процессов в силовых цепях электровозов ВЛ10 и ВЛ11, оборудованных статическим преобразователем в рекуперативном и тяговом режимах / Отчет о НИР. ЛИИЖТ, 1976. 76с.

12. Буре И.Г., Шевченко В.В. Входные фильтры статических преобразователей ЭПС постоянного тока // Электричество. 1970. №5.

13. Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи. М.: Транспорт, 2001.464с.

14. Вождение поездов / Р.Г. Черепашенец, В.А. Бирюков, В.Т. Понкрашов, А.Н. Судиловский; Под ред. Р.Г. Черепашенца. М.: Транспорт, 1994. 304с.

15. Вологин В.А. Взаимодействие токоприемников и контактной сети. М.: Интекст, 2006. 256с.

16. Вопросы динамики и прочности тягового подвижного состава / Сборник научных трудов ВНИИЖТ. Под ред. Колесина Ю.В. М.: Транспорт, 1996. 96с.

17. Выключатель быстродействующий автоматический ВАБ-49 на напряжение 3000В. Руководство по эксплуатации.

18. Гапанович В.А. // Транспорт Российской Федерации, 2006, №, с. 4345.

19. Головатый А.Т., Исаев И.П., Горчаков Е.В. / Независимое возбуждение тяговых двигателей электровозов. М.: Транспорт, 1976. 150с.

20. Головатый А.Т., Некрасов O.A. Проблемы коэффициента сцепления электровозов // Вестник ВНИИЖТ, 1975, №7 с. 1 - 5.

21. Головатый А.Т. Эффективность независимого возбуждения на электровозах // Железнодорожный транспорт. 1987. №6. с. 45.

22. Гордиенко П.И. / Повышение тяговой устойчивости электровозов применением схем, уменьшающих боксование: Автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Ленинград, 1961.

23. Дифференциальные уравнения / С.А. Агафонов, А.Д. Герман,

Т.В. Муратова; Под ред. B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. М.: Изд. МГТУ, 2000. 347с.

24. Дубровский З.М., Попов В.И., Тушканов Б.А. Грузовые электровозы переменного тока: Справочник. М.: Транспорт, 1998. 503с.

25. Дудкин Е.П., Рыбачок В.М., Свинцов Е.С. Проблемы и перспективы развития промышленного железнодорожного транспорта // Транспорт Российской Федерации, 2006, №7, с. 46 - 49.

26. Жиц М.З. Переходные процессы в машинах постоянного тока. М.: Энергия, 1974. 112с.

27. Захарченко Д.Д., Ротанов H.A. Тяговые электрические машины. М.: Транспорт, 1991. 343с.

28. Звездкин М.Н. Электроснабжение и контактная сеть электрических железных дорог. М.: Транспорт, 1966. 235с.

29. Иванишкин A.M., Попов С.А. Особенности электрической схемы электровоза 2ЭС4К // Локомотив, 2008, №8. с. 40.

30. Иоффе А.Б. Тяговые электрические машины. Л.: Энергия, 1965. 232с.

31. Исаев И.П., Лужнов Ю.М. Проблемы сцепления колес локомотива с рельсами. М.: Машиностроение, 1985. 238с.

32. Исаев И.П. / Случайные факторы и коэффициент сцепления. М.: Транспорт, 1970. 184с.

33. И.В. Андронов, A.B. Кожедуб и др. / Практикум по численным методам: учебно-методическое пособие. СПБГУ, 2005. 140с.

34. Нормы безопасности на железнодорожном транспорте НБЖТ ЦТ 04-98.

35. Кужим М.Ф., Савичев Н.В. Электровоз ВЛ15. Справочник для локомотивных и ремонтных бригад. СПб.: Астерион, 2002. 380с.

36. Курбасов A.C., Курбасов Б.А. Тяговые возможности электровозов BJI10 можно улучшить// Локомотив, 2004, №5.

37. Лебедев А.Б. Расчеты элементов электрических железных дорог. Л. 1930.266с.

38. Лисицын А.Л. Интенсификация работы железных дорог на основе повышения массы поездов. - В тр.: Повышение массы грузовых поездов: Сб. науч. тр. М.: Транспорт, 1985. с. 3 — 11.

39. Лисицын А.Л. Провозная способность, вес грузовых поездов и основные принципы выбора тяговых средств // Вестник ВНИИЖТ, 1988, №2 с. 1 -9.

40. Лисицын А.Л., Мугинштейн Л.А. Поезда повышенной массы и длины // Электрическая и тепловозная тяга. 1981. №10. с. 5 - 7.

41. Лисицын А.Л., Мугинштейн Л.А. Нестационарные режимы тяги. -М.: Интекст, 2003. - 343с.

42. Лисицын А.Л., Потапов A.C. Выбор расчетного коэффициента сцепления грузовых локомотивов // Электрическая и тепловозная тяга, 1976, №4, с. 42 - 44.

43. Лисицын А. Л., Мугинштейн Л.А. / Тяговое обеспечение перевозочного процесса. М.: Интекст, 1996. 158с.

44. Логинов И.Я., Лозановский А.Л., Суровиков A.A., Хоменко Б.И. Расчет коэффициента демпфирования магнитного потока тяговых двигателей в режиме восстановления питания после его полной потери / Электровозостроение. Сб. науч. тр. ВЭлНИИ. Новочеркасск, 1969. с. 52-59.

45. Лужнов Ю.М. Сцепление колес с рельсами (природа и закономерности). М.: Интекст,2003. 144с.

46. Мазнев A.C. Анализ особенностей импульсной рекуперации на аккумуляторную батарею: Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук / ЛИИЖТ, 1968.

47. Мазнев A.C. Поиск эффективных технических решений тягового привода электрического подвижного состава с тиристорными преобразователями: Дис. на соиск. уч. ст. д-ра техн. наук / ЛИИЖТ, 1991.

48. Мазнев A.C., Боголюбов Ю.С. Увеличение силы тяги электровозов постоянного тока / Материалы Второго международного симпозиума ElTrans - 2003 «Электрификация и научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте» / ПГУПС, С.-Петербург, 2003.

49. Мазнев A.C., Боголюбов Ю.С., Баранов В.А., Харебов С.К., Носков C.B. Комплексное научно-техническое исследование железнодорожного транспорта ОАО "Апатит" / Отчет о НИР (промежуточный). ПГУПС, 2006. 62с.

50. Мазнев A.C., Некрасов В.И., Боголюбов Ю.С. Определение пульсаций токов в тяговом двигателе с разделенными цепями якоря и возбуждения при импульсном регулировании // Известия ВУЗов. Электромеханика. 1982. №5. с. 536 - 539.

51. Мазнев A.C., Шатнев О.И., Марченко К.В. Электропоезд ЭР2 с тиристорной системой ослабления возбуждения // Локомотив, 2001, №3.

52. Меншутин H.H., Фаминский Г.В., Монахов Л.И. Эффективность локомотивов с жесткими характеристиками // Железнодорожный транспорт. 1984. №6. с. 52 - 56.

53. Минов Д.К. Повышение тяговых свойств электровозов и тепловозов с электрической передачей / М.: Транспорт, 1965. 267с.

54. Некрасов В.И. Импульсное управление тяговыми двигателями ЭПС постоянного тока. Л.: Энергия, 1972. 72с.

55. Некрасов В.И., Мазнев A.C. Эффективность регулирования напряжения на электровозах постоянного тока // Железнодорожный транспорт. 1973. №11. с. 50 - 52.

1 "> о

J

56. Орлов Ю.А., Наймушин В.Г., Янов В.П. Технология создания перспективных электровозов // Вестник института тяги и подвижного состава. Хабаровск, 2008. с. 14 - 16.

57. Орлов Ю.А., Янов В.П. Особенности схем и конструкции базового электровоза нового поколения // Транспорт Российской Федерации, 2008, №1, с. 60 - 64.

58. Осипов СИ., Осипов С.С. Основы тяги поездов. М.: УМК МПС России, 2000. 592с.

59. Пак В.Н. Основные направления совершенствования изоляционных материалов и систем изоляции для электрических машин электровозов / Пак В.Н., Киреев A.B., Березинец Н.И., Родова Л.В., Коротков В.И. // Вестник ВЭлНИИ: науч. изд. / ОАО «Всерос. н.-и. и проектно-конструк. ин-т. электровозостроения» (ОАО «ВЭлНИИ»).-Новочеркасск, 2009. - №1 (57). с. 109-119.

60. Покусаев В.Н., Кабанов В.М. Электрическая тяга на промышленном железнодорожном транспорте // Железнодорожный транспорт, 1989, №8. с. 38-43.

61. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985.287с.

62. Проектирование тяговых электрических машин / М.Д Находкин, Г.В. Василенко, М.А. Козорезов, Д.М. Лупкин; Под ред.

М.Д. Находкина. М.: Транспорт, 1967. 536с.

63. Пыров А.Е., Никифоров Б. Д. Об эффективности внедрения смешанного возбуждения тяговых двигателей / Локомотив, 2008, №10. с. 30-32.

64. Рациональные режимы вождения поездов и испытания локомотивов/ С.И. Осипов, И.П. Исаев, Л.А. Мугинштейн и др. М.: Транспорт, 1984.280с.

65. Режимы работы магистральных электровозов / O.A. Некрасов, А.Л. Лисицын, Л.А. Мугинштейн, В.И. Рахманинов; Под ред.

O.A. Некрасова. М.: Транспорт, 1983. 231с.

66. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1980. 424с.

67. Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81-714.5. М.: Транспорт, 1995. 447с.

68. Теория электрической тяги / В.Е. Розенфельд, И.П. Исаев,

H.H. Сидоров, М.И. Озеров; Под ред. И.П. Исаева. М.: Транспорт, 1995.294с.

69. Тиристорное управление электрическим подвижным составом постоянного тока / В.Е. Розенфельд, В.В. Шевченко, Г.П. Долаберидзе, В.А. Майбога; Под ред. В.Е. Розенфельда. М.: Транспорт, 1970. 240с.

70. Тихменев Б.Н., Трахтман J1.M. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1980. 472с.

71. Тулупов В.Д., Ляпунова Н.Д. Эффективность независимого возбуждения тяговых машин // Железнодорожный транспорт. 1980. №3. с. 60-64.

72. Устройство регулирования скорости электроподвижного состава: пат. 76293 Рос. Федерация: МПК В 60 L 15/00 / Мазнев А. С., Баранов В.А.; заявитель и патентообладатель Петербургский гос. ун-т путей сообщ.-№ 2008119986/22; заявл. 20.05.08; опубл.

20.09.08, бюл. № 26.

/

73. Устройство регулирования скорости электроподвижного состава: пат. 79496 Рос. Федерация: МПК В 60 L 15/04 / Баранов В.А., Мазнев А. С.; заявитель и патентообладатель Петербургский гос. ун-т путей сообщ.-№ 2008132031/22; заявл. 04.08.08; опубл.

10.01.09, бюл. № 1.

74. Устройство регулирования скорости электроподвижного состава: пат. 86150 Рос. Федерация: МПК В 60 L 15/04 / Мазнев А. С., Баранов В.А.; заявитель и патентообладатель Петербургский гос. ун-т путей сообщ.-№ 2009117877/22; заявл. 12.05.09; опубл. 27.08.09, бюл. № 24.

75. Устройство регулирования скорости электроподвижного состава: пат. 97302 Рос. Федерация: МПК В 60 L 15/04 / Баранов В.А., Мазнев А. С.; заявитель и патентообладатель Петербургский гос. ун-т путей сообгц.-№ 2010113639/11; заявл. 07.04.10; опубл. 10.09.10, бюл.№ 25.

76. Ученые ВНИИЖТа / Под ред. И.С. Беседина. М.: Интекст, 2006. 320с.

77. Фадеев С.В. / Повышение экономичности электровозов переменного тока за счет применения новых электронных систем управления: Автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Москва, 2-003.

78. Фаминский Г.В. О совершенствовании методов тяговых расчетов // Вестник ВНИИЖТ, 1980, №2 с. 15 - 19.

79. Численные методы. Использование MATLAB. Пер. с англ: / Джон Г. Мэтьюз, Куртис Д.Финк М.: Издательский дом "Вильяме", 2001. 720с.

80. Шевалин В.А. Выбор тягового электродвигателя. М. Трансжелдориздат, 1934. 126с.

81. Шевченко В.В., Тулупов В.Д., Арзамасцев Н.В. и др. Применение статических преобразователей на ЭПС // Железнодорожный транспорт. 1983. №7. с.39 - 43.

82. Шелест П.А. Тяговые расчеты тепловозов промышленного транспорта. М.: Транспорт, 1972. 160с.

83. Широченко H.H., Алексеев E.H. Конденсаторные накопители энергии для электроподвижного состава // Локомотив, 2008, №8. с. 31.

84. Электровозы ВЛ10 и ВЛ10У. Руководство по эксплуатации; Под ред. O.A. Кикнадзе. М.: Транспорт, 1981. 519с.

85. Электровоз ВЛ15. Руководство по эксплуатации завода-изготовителя.

86. Электроподвижной состав промышленного транспорта / Л.В. Балон, В.А. Браташ, МЛ. Бичуч; Под ред. Л.В. Балона. М.: Транспорт, 1987. 296с.

87. Вольвич А.Г. Управление тяговым электроприводом электровозов переменного тока с коллекторными тяговыми двигателями при независимом возбуждении / Вольвич А.Г., Орлов Ю.А., Таргонский И.Л., Щербаков В.Г. // Вестник ВЭлНИИ: науч. изд. / ОАО «Всерос. н.-и. и проектно-конструк. ин-т. электровозостроения» (ОАО «ВЭлНИИ»).- Новочеркасск, 2007. - №1 (53). с. 120-130.