Експериментальне дослідження впливу частоти модуляції тягового перетворювача електровозів постійного струму з асинхронним приводом на суміжні системи

Ю. С. Бондаренко

УДК 629.423.31:621.313.333

Ю. С. БОНДАРЕНКО (ДНУЗТ)

Днiпропетровський нацiональний унiверситет залiзничного транспорту iм. акад. В. Лазаряна, 49010, м. Днтропетровськ, УкраТна, м. Днтропетровськ, вул. Лазаряна, 2, тел.: (056) 373-15-47, ел. пошта: [email protected]

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ ЧАСТОТИ МОДУЛЯЦП ТЯГОВОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ЕЛЕКТРОВОЗ1В ПОСТ1ЙНОГО СТРУМУ З АСИНХРОННИМ ПРИВОДОМ НА СУМ1ЖН1 СИСТЕМИ

Вступ

З початком впровадження в експлуатащю електрорухомого складу з асинхронним тяго-вим електроприводом (ЕРС з АТЕП) особливо гостро постало питання його електромагштно1 сумiсностi (ЕМС) з сумiжними системами елек-трифшованих залiзниць. Особливiстю електро-приводу такого ЕРС е застосування у його структурi статичного перетворювача частоти який при робот здiйснюе негативний електро-магнiтний вплив на роботу сумiжного електро-технiчного обладнання. Iнтенсивнiсть такого впливу, здебшьшого, визначаеться частотою модуляцп вихщно1 напруги, що живить тяговий асинхронний двигун [1].

Особливiстю даних експериментальних до-слiджень е ощнка ЕМС ЕРС з АТЕП з сумiж-ними системами залiзниць постшного струму, яка е недостатньо розкритою через вiдсутнiсть достатнього досвiду експлуатаци ЕРС розгля-нутого типу.

Постановка задачi

Оскiльки повнiстю виключити вплив ЕРС з АТЕП на вказаш сумiжнi системи неможливо постае задача розглянути можливiсть його зни-ження шляхом вибору вщповщно! частоти модуляцп тягового перетворювача, що i визначае напрямок дослiджень, проведених у робота

Матерiали i результати дослщжень

Серед загального перелiку електричних систем електрифшованих залiзниць, сукупна робота яких забезпечуе 1х функщонування, головну увагу завжди привертали кола СЦБ та тягового електропостачання. Робота таких кш безперер-вно супроводжуеться наявнiстю електромагшт-но! взаемоди з сумiжними системами, що може бути причиною !х ненормального функщону-вання [2]. Одшею з ключових систем, електро-магнiтна взаемодiя з якою може бути причиною порушення працездатност систем СЦБ е тягова мережа, вплив яко! визначаеться якiстю напру-

ги живлячих енергосистем, яка в свою чергу залежить вiд характеристик пiд'еднаного до мережi навантаження [3, 4].

Загалом, вплив тягового навантаження на яюсть електроенергп живлячих енергосистем оцiнюеться показниками несиметри та несину-со1дальност струмiв та напруг. Несиметрiя струмiв в енергосистем^ як правило не потре-буе прийняття спецiальних засобiв щодо ll си-метрування, оскiльки в потужних системах тя-гове навантаження становить не бшьше 10-15% !х загального навантаження [5].

Ступiнь несинусо1дальносп струмiв та на-пруг живлячих енергосистем визначаеться су-купнiстю у !х складi вищих гармонiйних скла-дових. 1х вплив на систему зовшшнього елект-ропостачання е досить не значним i його, як правило, слiд враховувати лише при визначенш заважаючого впливу тягово1 мережi на сумiжнi системи електрифшованих залiзниць.

Специфiка дослiджень ЕМС ЕРС з АТЕП передбачае головним чином ощнку його елект-ромагштного впливу на системи СЦБ, як осно-внi системи, вплив перешкод тягового струму на яю може бути причиною порушення нормального функщонування залiзниць. Мiж тим останне твердження, щодо несинусо1дальност струмiв та напруг, надае можливiсть оцiнити його вплив i на мережу зовшшнього електропостачання, проте лише в першому наближеннi.

Основою виконання експериментальних до-слiджень е експериментальна установка, що iмiтуе функцiонування АТЕП ЕРС постшного струму, розроблена iз застосуванням основних принцитв неповного фiзичного моделювання та основ теори подiбностi [6].

Технiчнi можливостi створено1 експеримен-тально1 установки дозволяють здшснювати змiну частоти модуляцп вихщно1 напруги перетворювача в досить широких межах -0,5...16 кГц з кроком в 0,1 кГц. При цьому, аналiз робочих параметрiв тягових статичних перетворювачiв сучасного ЕРС з АТЕП, як пос-

тшного так i змшного струму, дозволив встано-вити, що, не зважаючи на технiчнi можливосп сучасних силових вентилiв [7, 8], максимальна робоча частота модуляци останшх не переви-щуе значення 2 кГц та знаходиться в межах 0,45...2 кГц [9, 10]. Ц значення дозволяють внести вiдповiднi обмеження у процес експе-риментального дослщження.

На рис.1 наведено вибiрковi результати гар-монiйного аналiзу осцилограми вхщного струму експериментально! установки з урахуванням приведення амплiтуд вищих гармоншних скла-дових до реальних значень через вщповщш ма-сштабнi вщношення:

11Ор = и1В • 71В (Р2 В ) . и1МОД • 11МОД (1)

и1М • 11М (Р2М ) и1ОР

У виразi (1):

и\в , Щм - напруги живлення асинхрон-них двигунiв обох систем;

Ьв(Р2В), ЬМ(Р2М) - аналггичш вирази апроксимаци характеристик двигунiв в загаль-ному виглядi;

^ХМОД, ^юр - первиннi напруги живлення обох систем, вiдповiдно 200 В та 3300 В;

1\МОД - вхщний струм експериментально!

установки за результатами експерименту.

Вираз (1) е результатом встановлення подiб-ностi експериментально! установки до реально! системи з урахуванням вдосконалено! методик визначення масштабних вiдношень для нелшш-них систем, що мають у своему складi однаковi складовi, але рiзнi граничнi параметри [11].

На рис. 1:

а) - смуга частот пропускання сигнального струму 25 Гц;

б) - смуга частот пропускання сигнального струму 50 Гц;

в) - смуга частот пропускання сигнального струму 175 Гц;

г) - смуга частот пропускання сигнального струму дiапазону ТРЦ-3;

д) - смуга частот пропускання сигнального струму дiапазону ТРЦ-4.

В даному випадку результати стосуються час-тоти модуляцi! 0,5 кГц, дослщження яко! проведено у якосп прикладу. Як видно з отриманих результатiв найбiльшого кондуктивного впливу зазнають РК, що працюють на частотах тонального дiапазону ТРЦ-3 (420-780 Гц) смуга пропускання частот сигнального струму яких е найбшьш насиченою вищими гармонiйними складовими (рис. 1, г). В даному випадку такий характер

впливу е сукупним та пояснюеться не лише наяв-нiстю у складi дослiджуваноi системи перетво-рювача частоти а й особливостями випрямлення напруги трифазним мостовим випрямлячем, що генеруе гармоншш складовi кратнi 300 Гц.

О^м частот тонального дiапазону, значного кондуктивного впливу, за частоти модуляци 0,5 кГц, зазнають РК з частотою сигнального струму 50 Гц значення вiдповiдноi амплпуди струму перешкоди для яких перевищуе нормова-не майже вдвiчi.

Аналогiчно до розглянутого вище здiйснено аналiз решти осцилограм для частот модуляцii 0,6...2 кГц, що розглядаються за умовами досль дження.

Результатом проведеного аналiзу е отримаш залежностi змiни амплiтуд струшв перешкод (рис. 2), що характеризуюсь ступiнь полiпшення показникiв ЕМС ЕРС з АТЕП поспйного струму з системами СЦБ та дозволяють здшснювати на-лаштування частот модуляцii тягового статичного перетворювача в залежносп вщ робочоi частоти сигнального струму РК. В загальному випадку пщ полiпшенням в роботi прийнято не переви-щення контрольованими показниками своiх нор-мованих значень або ix середня вщсоткова змiна вщносно нормованих значень.

Значення амплiтуд струшв перешкод, на отриманих залежностях, наведено у вщсотках по вiдношенню до нормованих значень, що регла-ментуються [12].

Користуючись отриманими залежностями (рис. 2), з точки зору полшшення показниюв ЕМС тягового перетворювача ЕРС з АТЕП поспйного струму, можна вказати, що серед дослщжуваного дiапазону частот модуляцii не виявлено жодно!, яка б задовольняла умовам безперешкодно!' роботи РК всх дiапазонiв частот сигнального струму. Так, для РК частотного дiапазону 25 Гц найбшьш ре-комендованими до застосування е частоти моду-ляци 0,5 кГц та 1,4 кГц, за яких спостертаеться зниження амплiтуд струшв перешкод до рiвня 1012% вщ нормованих значень.

Для РК з частотою сигнального струму 175 Гц единою частотою модуляци, за яко! може спосте-ртатись безперешкодна робота систем СЦБ, е 0,9 кГц. За даноi частоти визначено полшшення показниюв ЕМС тягового перетворювача ЕРС з АТЕП поспйного струму на рiвнi 25% вщносно контрольованих нормованих значень.

Безперешкодна робота РК тонального дiапазо-ну з частотами сигнального струму 480 Гц та 720 Гц може спостертатись за умови застосування частот модуляци 0,7 кГц, 1,5 кГц, 1,6 кГц та 0,7 кГц, 0,9 кГц, 1,6 кГц, 1,9 кГц, 2 кГц вщповщно.

4600 4800 5000 5200 5400

Частота, Гц

Рис. 1. BrfipKOBi результати гармоншного анатзу осцилограми вхщного струму експериментально'! установки

Такий висновок тдтверджуеться зафжсова-ним можливим зниженням амплггуд струм1в перешкод до р1вня 50-60% (480 Гц) та 20-40% (720 Гц) вщносно нормованих значень.

Для РК з робочими частотами 50 Гц, 420 Гц, 580 Гц та 780 Гц серед розглянутого д1апазону частот модуляцп не виявлено жодно'! частоти, яка б повнощнно задовольняла умови безпереш-кодно'! роботи систем СЦБ з точки зору ix ЕМС з ЕРС з АТЕП. Не зважаючи на це юнуе ряд частот за яких перевищення нормованих значень контрольованих показниюв ЕМС е найнижчим i як наближено можливо рекомендувати в якост робочих за умови експлуатацп розглянутого

ЕРС з вказаними РК. Даш частоти та характеры для них показники ЕМС наведено нижче:

РК 50 Гц - частота модуляцп 1,1 кГц (перевищення нормованих значень на рiвнi 15%);

РК 420 Гц - частота модуляцп 1,4 кГц (перевищення нормованих значень на рiвнi 3%);

РК 580 Гц - частота модуляцп 1,9 кГц (перевищення нормованих значень на рiвнi 67%);

РК 780 Гц - частота модуляцп 1,2 кГц (перевищення нормованих значень на рiвнi 27%);

Аналопчш до рис. 2 залежност побудовано i для обраних контрольованих показниюв Ku(п) та Ku [13], що характеризують якють

напруги живлячих енергосистем. Даш залежно-ст наведено на рис. 3 та 4 вщповщно.

■ 0,9 кГц

■ 1,0 кГц

▲ 1,1 кГц

♦ 1,2 кГц

• Номшал

25 50 175 420 480 580 720 780 4545 5000 5555

Рис.

Частота сигнального струму РК, Гц Частота сигнального струму РК, Гц

2. Залежносп змши струм1в перешкод, що характеризують стутнь полшшення показниюв ЕМС ЕРС

з АТЕП постшного струму з системами СЦБ

g 150

Л 100

о

а

PQ "50

Ч>

и_

Hl1

■ 1,3 кГц

■ 1,4 кГц

▲ 1,5 кГц

1,6 кГц

Номшал

*

III' lll> % HI'

11 12 13 15

Номер гармошки вхцдао!" напруги

Рис. 3. Залежносп змши показниюв Кц(п), що характеризують стутнь полшшення ЕМС ЕРС з АТЕП постшного струму з системами зовшшнього електропостачання

♦ - iuiiociii значена IopMoaaiic значе Ku, % шя Ku, "

► i ►

< ► < ► i ► ♦ 1 < ► < ► < ► < ► <

—————г——————————

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

Частота молугяп , кГц

Рис. 4. Залежностi змiни показника Ku , що харак-

теризують стутнь полiпшення ЕМС ЕРС з АТЕП постiйного струму з системами зовшшнього електропостачання

На пщстав1 отриманих залежностей (рис. 3, 4), з точки зору взаемодп з мережею зовшшнього електропостачання, найбшьш рекомендованими до застосування частотами модуляци можуть бути частоти 0,8 кГц, 0,9 кГц, 1 кГц, 1,1 кГц, 1,5 кГц, 1,8 кГц та 1,9 кГц застосування яких до-зволяе досягти вщносного полшшення показника Ku до р1вня 27 % вщ нормованого значення та середнього вщсоткового значення показника Ku(п) до р1вня 35-37 % вщ нормованих значень.

Висновки

Отримаш результати дослщжень дозволяють зробити вщповщш висновки, щодо впливу пе-ретворювача частоти на показники функцюну-вання розглянутих систем та можливост !х полшшення шляхом змши частоти модуляци:

- з точки зору систем СЦБ найбшьш вразли-вими до ди перешкод е РК, що працюють на частотах 25 Гц, 50 Гц, 175 Гц та частотах тонального д1апазону ТРЦ-3 - 420-780 Гц. За умови сукупно! взаемоди АТЕП ЕРС постшного стру-СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Литовченко В. В. Определение энергетических показателей электроподвижного состава переменного тока с 4q-S-преобразователями // Электротехника. - 1993. - №5. - С.23-31.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Поплаухин Э. Н. Пособие по ознакомлению с основными принципами работы и системами электроснабжения устройств СЦБ [Электронный ресурс] / Э. Н. Поплаухин, Н. В. Ожиганов. - СПб.: Петербургский государственый университет путей сообщения, 2001. - Режим доступа: http ://пгупс ^/index.php?PHPSESSID=hf16jk6ej 4r8ql irbmiqkdt5r1&action=profile;u=1;area=showposts.

3. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость. - М.: УМК МПС, 2002. - 638 с.

4. Сиченко В.Г. Розвиток наукових основ тдвищення елекгромагштно! сумiсностi пiдсистем

му з вказаними РК найбшьш рекомендованими частотами модуляци тягового перетворювача частоти е: 0,5 кГц та 1,4 кГц - для РК 25 Гц; 0,9 кГц - для РК 175 Гц; 0,7 кГц, 1,5 кГц, 1,6 кГц та 0,7 кГц, 0,9 кГц, 1,6 кГц, 1,9 кГц, 2 кГц - для ТРЦ-3 з частотами 480 Гц та 720 Гц. Застосування вказаних частот модуляци дозволяе досягти вщносного зниження амплггуд струмiв перешкод на вказаних дiапазонах, а отже полшшення ЕМС розглянутого ЕРС з системами СЦБ, до рiвнiв: 10-12 % вщ нормованих значень - для РК 25 Гц; 75 % вщ нормованих значень - для РК 175 Гц; 50-60 % та 20-40 % вщ нормованих зна-чень для ТРЦ-3 з частотами 480 Гц та 720 Гц вщповщно. Для РК з шшими частотами сигнального струму частот модуляци яю б повноцшно задовольняли умовам безперешкодно! роботи систем СЦБ з точки зору ix ЕМС з ЕРС з АТЕП постшного струму встановлено не було.

- з точки зору системи тягового електропостачання за жодно! з частот модуляци, серед розглянутого дiапазону, не було встановлено критичного перевищення контрольованих показ-ниюв ЕМС (коефщенпв Ku та Ku(и)) при

номшальному режимi роботи АТЕП ЕРС постшного струму. Це загалом пщтверджуе результати отримаш у робот [4]. Не зважаючи на це найбшьш рекомендованими до застосування частотами модуляци, за вказаного режиму ро-боти АТЕП, можуть бути частоти 0,8 кГц, 0,9 кГц, 1 кГц, 1,1 кГц, 1,5 кГц, 1,8 кГц та 1,9 кГц застосування яких дозволяе досягти вщносного полшшення показника Ku до рiвня 27 % вщ нормованого значення та середнього вщсоткового значення показника Ku(и) до рь

вня 35-37 % вщ нормованих значень.

REFERENCES

1. Lytovchenko V. V. Opredelenye enerhety-cheskykh pokazateley elektropodvyzhnoho sostava peremennoho toka s 4q-S-preobrazovatelyamy [Energy datum determining of AC electric rolling stock with 4q-S converters], 1993, issue 5, pp.23-31.

2. Poplauhin E. N. Posobie po oznakomleniyu s osnov-nyimi printsipami rabotyi i sistemami elektrosnabzheniya ustroystv STsB [Manual for familiarization with basic work principles and power supply systems of SCB devices] Available at:

http://nrync.p$/index.php?PHPSESSID=hf16jk6ej4r8qlirb miqkdt5r1&action=profile;u=1;area=showposts.

3. Bader M.P. Elektromagnitnaya sovmestimost [Electromagnetic compatibility]. Moscow, UMK MPS Publ., 2002, 628 p.

4. Sichenko V.G. Rozvitok naukovih osnov pidvis-chennya elektromagnitnoyi sumisnosti pidsistem elektrich-

електрично! тяги постiйного струму залiзничного транспорту: Дисерта^ доктора техшчних наук. -Д.: ДНУЗТ, 2011. - 396 с.

5. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т.1 / под ред. К.Г. Марквардта. - М.: Транспорт, 1980 - 256 с.

6. Бондаренко Ю. С. Експериментальна установка для дослщження електромагштно! сумiсностi тягових статичних перетворювачiв електрорухомого складу з системами електрифшованих залiзниць / Ю.С. Бондаренко // Зб. наук. праць. - Донецьк: Дон1ЗТ, 2012. - Вип. 31. - С.101-108 с.

7. Муха А.М. Розвиток наукових основ ство-рення тягових електропередач багатосистемних еле-ктровозiв: Дисертацiя доктора технiчних наук. - Д.: ДНУЗТ, 2011. - 362 с.

8. Некоторые тенденции в развитии приборов и устройств силовой электроники / Г.В. Грабовецкий, С.А. Харитонов, Е.Б. Преображенский и др. // Химия в штересах устойчивого развития. - 2001. - №9. - С.921-928.

9. Соколов Ю. Н. Электровоз ДС3. Устройство, управление, обслуживание: конспект [для лок. бригад] / Соколов Ю. Н. - К.: КУЕТТ, 2011. - 299 с.

10. Тяговый преобразователь SIBAC E23-3000-1DC-2ST-1STm-oR. Инструкция по эксплуатации. -Siemens AG, 2010. - 106 с.

11. Бондаренко Ю. С. Передумови експеримента-льного дослвдження електромагттно1 сумюносп тягового асинхронного електроприводу в структурi системи тягового електропостачання постшного струму / Ю.С. Бондаренко // Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального унiверситету залiзничного транспорту iменi акаде-мiка В.Лазаряна. - 2014. - №3(51). - С.42-50.

12. ЖТ ЦТ 04-98 Электровозы. Нормы безопасности. - М.,1998. - 88 с.

13. Бондаренко Ю.С. Вибiр критерпв для оцшки електромагштно! сумiсностi тягових перетворювачiв перспективних електровозiв / Ю.С. Бондаренко // Вюник Дншропетровського нацюнального ушвер-ситету залiзничного транспорту iменi академжа В.Лазаряна. - 2012. - №42. - С.85-89.

Надiйшла до друку 16.10.2014.

Ключовi слова: електромагнiтна сумюшсть, електрорухомий склад, асинхронний привод, частота модуляцп.

Bнyтpiшнiй рецензент Костт М. О.

noyi tyagi postiynogo strumu zaliznichnogo transportu [Development of scientific fundamentals of improving the electromagnetic subsystems compatibility of DC electric traction railways]. Thesis for getting scientific degree of engineering sciences doctor on the speciality 05.22.09 - electric transport. V. Lazaryan's Dnipropetrovsk national university of railway transport, Dnipropetrovsk, 2011.

5. Markvardt K.G. Spravochnik po elektrosnabzheniyu zheleznyih dorog [Handbook for electric supply of electrified railways] Moscow, Transport Publ., 1980, 256 p.

6. Bondarenko Yu. S. Eksperimentalna ustanovka dlya doslIdzhennya elektromagnitnoyi sumisnosti tyagovih stat-ichnih peretvoryuvachiv elektroruhomogo skladu z sistema-mi elektrifikovanih zaliznits [Experimental set for research electromagnetic compatibility of static traction converters of electric rolling stock with the systems of electrified railways] Zbirnik naukovih prats Donetskogo Institutu zaliznichnogo transportu [Miscellany of scientific works of Donetsk institute of railway transport] 2012, issue 31, pp.101-108.

7. Muha A.M. Rozvitok naukovih osnov stvorennya tyagovih elektroperedach bagatosistemnih elektrovoziv [Development of scientific basis for designing of traction electric power transmissions for multisystem electric locomotives] Thesis for getting scientific degree of engineering sciences doctor on the speciality 05.22.09 - electric transport. V. Lazaryan's Dnipropetrovsk national university of railway transport, Dnipropetrovsk, 2011.

8. Grabovetskiy G.V., Haritonov S.A., Preobrazhenskiy E.B. Nekotoryie tendentsii v razvitii priborov i ustroystv silovoy elektroniki [Some tends in development of instruments and devices of power electronic] Himiya v interesah ustoychivogo razvitiya [Chemistry in the interests of steady development] 2001, issue 9, pp.921-928.

9. Sokolov Yu. N. Elektrovoz DS3. Ustroystvo, uprav-lenie, obsluzhivanie [DS3 the electric locomotive. Construction, control, service] Kiev, KUETT Publ., 2011. 299 p.

10. Tyagovyiy preobrazovatel SIBAC E23-3000-1DC-2ST-1STm-oR. Instruktsiya po ekspluatatsii. [SIBAC E23-3000-1DC-2ST-1STm-oR the traction converter. Manual] Siemens AG Publ., 2010. 106 p.

11. Bondarenko Yu.S. Peredumovi eksperimentalnogo doslIdzhennya elektromagnitnoyi sumisnosti tyagovogo asinhronnogo elektroprivodu v strukturi sistemi tyagovogo elektropostachannya postiynogo strumu [Background of experimental investigation of electromagnetic compatibility tractive asynchronous electric drives in the system structure of traction power DC] Visnyk Dnipropetrovskoho natsional-noho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademi-ka V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2014, issue 3(51), pp. 42-50.

12. ZhT TsT 04-98 Elektrovozyi. Normyi bezopas-nosti. [Electric locomotives. Standarts of safety] Moscow, 1998. 88 p.

13. Bondarenko Yu.S. Vibir kriteriyiv dlya otsinki el-ektromagnitnoyi sumisnosti tyagovih peretvoryuvachiv per-spektivnih elektrovoziv [Choice a criteria for estimating the electromagnetic compatibility of tractive converters of perspective electric locomotive] Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2012, issue 42, pp. 85-89.

Зовшшнш рецензент AndpienKo П. Д.

Станом на 01.01.2011 р. серед загальноТ експлуатацшноТ довжини електрифкованих залiзниць УкраТни (9877 км) близько половини (4764 км) залишаеться електрифковано постiйним струмом. При цьому замЬ на цих дiлянок дiлянками змшного струму потребуе значних капiталовкладень. З урахуванням цього в рамках пщвищення ефективност роботи залiзниць постшного струму iснуе тенденцiя, щодо впровадження в експлуата^ю електрорухомого складу з асинхронним тяговим приводом, особливютю якого е статичний перетворювач частоти. Поява у структурi енергоперетворення мережi тягового електропостачання поспйного струму принципово новоТ тяговоТ одиницi викликае тдвищений iнтерес, щодо ТТ взаемодiТ з сумiжними системами залiзниць, а також щодо пошуку можливих шляхiв ТТ полiпшення.

В роботi розглянуто можлив^ь полiпшення електромагнiтноТ сумiсностi (ЕМС) таких тягових одиниць з системами СЦБ та мережею зовшшнього електропостачання за рахунок вибору вщповщних частот модуля-цп тягового перетворювача. В результат отримано такi дiапазони частот модуляцп, за яких спостерiгаеться максимальне вщносне полiпшення характерних для даних систем показниюв ЕМС i якi можуть бути реко-мендованими для подальшого застосування за умови подальшого впровадження в експлуаташю електро-возiв розглянутого типу.

УДК 629.423.31:621.313.333

Ю. С. БОНДАРЕНКО (ДНУЖТ)

Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта им. акад. В. Лазаряна, 49010, г. Днепропетровск, Украина, г. Днепропетровск, ул. Лазаряна, 2, тел.: (056) 373-15-47, эл. почта: [email protected]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЧАСТОТЫ МОДУЛЯЦИИ ТЯГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА С АСИНХРОННЫМ ПРИВОДОМ НА СМЕЖНЫЕ СИСТЕМЫ

По состоянию на 01.01.2011 г. среди общей эксплуатационной длины электрифицированных железных дорог Украины (9877 км) около половины (4764 км) остается электрифицировано постоянным током. При этом замена этих участков участками переменного тока требует значительных капиталовложений. С учетом этого в рамках повышения эффективности работы железных дорог постоянного тока существует тенденция по внедрению в эксплуатацию электроподвижного состава с асинхронным тяговым приводом, особенностью которого является статический преобразователь частоты. Появление, в структуре энергопреобразования сети тягового электроснабжения постоянного тока, принципиально новой тяговой единицы вызывает повышенный интерес с точки зрения её взаимодействия со смежными системами железных дорог, а также с точки зрения поиска возможных путей его улучшения.

В работе рассмотрена возможность улучшения электромагнитной совместимости (ЭМС) таких тяговых единиц с системами СЦБ и сетью внешнего электроснабжения за счет выбора соответствующих частот модуляции тягового преобразователя. В результате получены диапазоны частот модуляции, при которых наблюдается максимальное относительное улучшение характерных для данных систем показателей ЭМС и которые могут быть рекомендованы для дальнейшего применения при условии расширения внедрения в эксплуатацию электровозов рассматриваемого типа.

Ключевые слова: электромагнитная совместимость, электроподвижной состав, асинхронный привод, частота модуляции.

Внутренний рецензент Костин Н. А. Внешний рецензент Андриенко П.Д.

UDC 629.423.31:621.313.333 YU. S. BONDARENKO (DNURT)

Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipropetrovsk, Ukraine, 49010, tel.: +38 (056) 373-15-47, e-mail: [email protected]

EXPERIMENTAL INVESTIGATION THE INFLUENCE TRACTION CONVERTERS MODULATION FREQUENCY OF DC ELECTRIC LOCOMOTIVES WITH ASYNCHRONOUS DRIVE ON ADJACENT SYSTEM

As of 01.01.2011, among the total operational length of electrified railways of Ukraine (9877 km), about half of them (4764 km) is electrified with direct current. At the same time a replacement these parts by parts with alternating current requires significant investment. With this in mind, to enhance the efficiency of the operation of DC railways there is a tendency to introduce into operation of electric rolling stock with asynchronous traction drive, a feature of which is a static frequency converter.

Appearance in the structure of energy transformation of DC electric traction network a fundamentally new traction unit causes an increased interest from the point of view of its interaction with the adjacent systems of electric railways, as well as in terms of possible ways to improve it. The paper considers the possibility of improving the electromagnetic compatibility (EMC) of the considered traction units with signaling systems and the network of external power supply by choosing a corresponding modulation frequency of traction converter. As a result were obtained the ranges of modulation frequency by using which can be obtained a maximum relative improvement of EMC indexes with considered systems and which can be recommended for the further applying at condition the further expansion to implementation of these types of locomotives.

Keywords: electromagnetic compatibility, electric rolling stock, asynchronous drive, modulation frequency.

Internal reviewer Kostin M. O. External reviewer Andrienko P. D.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Ю С. Бондаренко

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Ю С. Бондаренко

EXPERIMENTAL INVESTIGATION THE INFLUENCE TRACTION CONVERTERS MODULATION FREQUENCY OF DC ELECTRIC LOCOMOTIVES WITH ASYNCHRONOUS DRIVE ON ADJACENT SYSTEM