CC BY
12
УДК 629.4.015
О. С. Аблялимов, А. Т. Лесов
Ташкентский государственный транспортный университет (ТГТрУ), г. Ташкент, Республика Узбекистан
К ИССЛЕДОВАНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛОКОМОТИВОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ НА УЧАСТКЕ КОКАНД - АНДИЖАН УЗБЕКСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
Аннотация. Предметом исследований является оценка эффективности разных режимов энергооптимального управления движением грузового поезда унифицированной массы грузовыми электровозами переменного тока серии «Uz-El» с асинхронными электродвигателями на равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги. Цель исследования: обоснование основных показателей эффективности локомотивов электрической тяги с учетом заданного графика движения при помощи различных вариантов оптимального режима управления движением грузового поезда с унифицированной массой состава на реальном равнинном участке Узбекской железной дороги. Методы и методологию исследования составляют теоретические основы локомотивной тяги, математическая теория оптимального управления объектом, а также язык программирования С# (C Sharp) с разработкой макетных приложений в среде программирования Microsoft Visual Studio 12.0. В результате проведенного исследования получены энергооптимальные кривые, кинематические параметры движения грузового поезда и параметры основных показателей энергетической эффективности исследуемого электровоза для разных вариантов тягового расчета на реальном равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги. Полученные кинематические параметры движения грузовых поездов с унифицированной массой состава и параметры показателей эффективности использования исследуемых электровозов могут быть использованы в локомотивном депо Коканд, которые позволят разработать режимные карты вождения грузовых поездов этими электровозами в зависимости от уровня сложности профиля пути и различных условий организации железнодорожных перевозок грузов.
Ключевые слова: электровоз, расход энергии, скорость, энергетическая эффективность, режим ведения, математическая модель, грузовой поезд.
Oleg S. Ablyalimov, Altinbek T. Lesov
Tashkent State Transport University (TSTU), Tashkent, Republic of Uzbekistan
TO THE STUDY OF THE EFFICIENCY OF LOCOMOTIVES OF ELECTRIC TRACTION IN THE KOKAND - ANDIJAN SECTION OF THE UZBEK RAILWAY
Abstract. The subject of research is the evaluation of the effectiveness of different modes of energy-optimal control of the movement of a freight train of a unified mass by AC freight electric locomotives of the Uz-El series with asynchronous electric motors on the flat section of Kokand - Andijan of the Uzbek railway. Purpose of the study: substantiation of the main performance indicators of electric traction locomotives, taking into account the given traffic schedule, using various options for the optimal mode of controlling the movement of a freight train with a unified train mass on a real flat section of the Uzbek railway. The methods and methodology of the research are the theoretical foundations of locomotive traction, the mathematical theory of optimal object control, as well as the C # programming language (C Sharp) with the development of mock-up applications in the Microsoft Visual Studio 12.0 programming environment. As a result of the study, energy-optimal curves, kinematic parameters of the movement of a freight train and parameters of the main indicators of the energy efficiency of the investigated electric locomotive for different options for traction calculation on the real flat section of Kokand - Andijan of the Uzbek railway were obtained. The obtained kinematic parameters of the movement of freight trains with a unified mass ofthe train and the parameters of the efficiency indicators for the use of the studied electric locomotives can be used in the Kokand locomotive depot, which will allow developing regime maps for driving freight trains by these electric locomotives, depending on the level of complexity of the track profile and various conditions for organizing rail transportation of goods.
Keywords: the electric locomotive, power consumption, speed, energy efficiency, driving mode, mathematical model, the freight train.
За последние пять лет суммарная перевозочная работа эксплуатируемого парка магистральных локомотивов АО «Узбекистон темир йуллари» составляет 151,713 млн ткм брутто, при этом на долю локомотивов электрической тяги приходится 73,09 % всего перевозимого груза со среднегодовым ежегодным ростом железнодорожных перевозок грузов
приблизительно в 6,1 %. Оставшаяся доля грузооборота в 40,824 млн ткм брутто, или 26,91 %, реализуется магистральными локомотивами дизельной тяги на фоне его ежегодного снижения в среднем приблизительно на 7,16 %.
Динамика численных значений и характер изменения величины общего (суммарного) грузооборота в миллионах тонно-километров брутто с учетом дифференциации по виду локомотивной тяги показаны на рисунке 1 [1], анализ данных которых подтверждает цифры, обозначенные выше. В последнее время указанные цифры обусловливают необходимость в приоритетном направлении развития электрической тяги, которое напрямую связано не только и не столько с увеличением протяженности общей длины электрифицированных узбекских железных дорог, сколько с пополнением локомотивного парка АО «Узбекистон темир йуллари» новыми китайскими электровозами.
и - общий 25630 грузооборот;
и - грузооборот
ЛОКОЫОТИЕОЕ
дизельной тяги; ^ -грузооборот
ЛОКОМОТИВ ОЕ
электрической тяги
Рисунок 1 - Диаграмма ежегодного распределения грузооборота по данным Управления по эксплуатации локомотивов АО «Узбекистон темир йуллари»
Таким образом, сказанное предопределяет проведение исследований, результаты которых будут направлены на обоснование эффективности перевозочной работы локомотивов электрической тяги в реальных условиях организации грузового движения на разных по сложности участках узбекских железных дорог, в том числе равнинных.
Обозначим краткий обзор научных исследований ученых дальнего зарубежья по изучению эффективности использования различных локомотивов, их систем и аппаратов в условиях эксплуатационной деятельности железных дорог.
Авторы работ [2, 3] предлагают экономию расхода топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов осуществлять путем оптимизации режимов работы силовых энергетических установок локомотивов.
В работах [4 - 6] приведены результаты исследования по повышению качества токосъема путем нормирования верхнего и нижнего пределов сил контактного нажатия токоприемника с помощью механических и электрических средств защиты, предотвращающих возникновение резонансных колебаний напряжения в тяговой (контактной) сети.
В исследовании [7] авторы, моделируя разнообразные технологические процессы прохождения электровозом нейтральных вставок контактной сети, предложили рекомендации по исключению возникновения любого перенапряжения в ней с обеспечением повышения условий безопасной эксплуатации электропоезда в пути следования.
Авторы исследования [8] для сокращения общего времени в пути следования грузового поезда и обеспечения своевременной доставки грузов рекомендуют моделировать планирование грузовых железнодорожных перевозок путем перераспределения заданного
№ 4(52) 2022
вагонопотока по критерию времени доставки и отправления грузов между смежными поездами.
Анализ исследований [2 - 8] и многих других, в том числе отечественных исследований, говорит о недостаточной степени изученности вопросов по оптимизации перевозочной работы локомотивов и обоснованию кинематических параметров движения грузовых поездов на различных по сложности виртуальных и реальных участках железных дорог, в том числе узбекских.
Исследования, описываемые в настоящей статье, проводились параллельно с работой авторов источников [1, 11, 15], при этом их целью являлось обоснование основных кинематических параметров движения грузовых поездов с унифицированной массой состава и параметров показателей эффективности использования электровозов «Uz-El» с учетом различных эксплуатационных условий организации железнодорожных перевозок грузов на указанные параметры посредством выполнения серии тягово-энергетических расчетов на реальном равнинном участке Узбекской железной дороги.
Для реализации сформулированной цели исследований авторы опираются на разработанный ими [9, 10] компьютерный аппаратно-программный комплекс для выполнения энергооптимальных тяговых расчетов и известную [11] программу расчета тягового электрического снабжения «КОРТЭС» с учетом методов и способов теории электрической тяги, объекта и предмета исследований.
Указанный аппаратно-программный комплекс для получения энергооптимальных кривых движения с тремя предложенными вариантами режимов ведения поезда на исследуемом участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги разработан на языке программ C# (С Sharp), который предусматривает расчеты выполнять в виде блоков с исходными данными параметров для исследуемых объектов и позволяет автоматизировать решение задач для различных условий выбора энергооптимальных режимов движения поезда на полигоне железных дорог, в том числе узбекских, с учетом определения ускоряющих и замедляющих сил, режимов разгона и торможения поезда. Основу указанного аппаратно-программного комплекса составляют разработанные авторами [9, 10] математическая модель объекта исследования и алгоритм формирования энергооптимальных кривых движения для электровозов с асинхронными тяговыми электродвигателями, которые подробно освещены в упомянутых исследованиях.
Объектом исследования являются грузовые поезда с унифицированной массой состава при постоянном числе осей в составе, грузовые электровозы переменного тока серии «Uz-El» с асинхронными электродвигателями и спрямленный профиль пути реального равнинного участка железной дороги.
Предмет исследования составляют основные кинематические параметры движения грузовых поездов с унифицированной массой состава и количественные параметры показателей перевозочной работы исследуемых электровозов «Uz-El» на заданном (принятом) реальном равнинном участке железной дороги.
Электровозы переменного тока серии «Uz-El» с асинхронными электродвигателями, предназначенные для вождения грузовых и пассажирских поездов, разработаны на основе базовой модели электровоза HXD3C Даляньской локомотиво-, вагоностроительной компании (Китайская народная республика) совместно с японской компанией Toshiba, их конструктивные особенности подробно освещены в литературе [12].
Протяженность участка железнодорожного пути Коканд - Андижан составляет 132,8 км. Данный участок содержит 78 элементов и характеризуется как равнинный участок I типа профиля пути, потому что доля элементов с крутизной уклонов в интервале от +3,0 %о до -3,0 %о с учетом площадок i = 0 %о составляет 68,9 % от общей длины рассматриваемого участка [13]. Характеристика каждого элемента профиля пути по длине и величине крутизны уклона и параметры (длина и радиус кривой) кривых этого участка железной дороги приведены в монографии [14].
С целью реализации изложенного выше изначально авторами была выполнена серия тягово-энергетических расчетов разными компьютерными аппаратно-программными комплексами для различных вариантов режимов управления движением грузовых поездов с унифицированной массой состава посредством грузовых электровозов «Ш-Е1» на реальном равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги.
Авторами было предложено анализировать следующие три варианта предполагаемых энергооптимальных режимов управления движением указанных грузовых поездов исследуемыми электровозами «Ш-Е1», графическая иллюстрация и теоретическое обоснование которых обозначено в работе [15], а именно: 1-й вариант - по времени переключения различных режимов ведения поезда; 2-й вариант - по использованию пограничных условий для скорости движения поезда с учетом средней скорости движения поезда по перегону; 3-й вариант - с учетом средней скорости движения поезда, которая определяется графиком движения поездов.
Графики кривых скоростей движения грузового поезда с унифицированной массой состава Q = 3200 т, полученные для первого (а), второго (б) и третьего (в) вариантов предполагаемых энергооптимальных режимов вождения таких грузовых поездов исследуемыми электровозами «Ш-Е1» на равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги, приведены на рисунке 2.
Л, К01-Ч ч
35т 6&1
2.5
Отрцогченл? скорости
05
А. тыс.кЕт-ч \\*ы ч 3.5 т
ДОЛ «ну- • V *— 1 ' к / а
-.ЩШ V
А - ТШгГУ
- - - 1
^-
5, км
2.5
0.5
0 5 Ю 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 55 70 75 50 55 35 100 К» 110 115 120 125 130
* - ^ *■ ш) дгнрым УЭЛ - второй
,- - ..-/V- -V у(5}Д/ ...... Г -м- м д" ~'- — ....
р 1 1 \\ У Ь 4
3. км
0.5
0 6 10 15 20 £5 30 76 <10 45 50 « 60 65 Ш П 60 85 Э0 % 100 105 110 115 120 (25 130
-----по данным УЭЛ - третий вариант
Рисунок 2 - Графические зависимости энергооптимального тягового расчета на участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги
а
в
На рисунке 2 точками обозначены кривые скорости движения грузового поезда данной массы состава по режимным картам вождения грузовых поездов локомотивного депо Коканд АО «Узбекистон темир йуллари» и показаны кривые расхода электрической энергии исследуемыми электровозами «Uz-El» без учета ее рекуперации. Упомянутый расход по данным локомотивного депо Коканд обозначен точками, а полученный расчетным путем -сплошной линией.
Как видно из анализа полученных графических зависимостей, приведенных на рисунке 2, динамика количественного изменения энергетических затрат в виде минимального расхода электрической энергии будет способствовать обеспечению экономии денежных средств у второго варианта предложенного энергооптимального управления движением грузового поезда в пути следования.
В таблице 1 представлены результаты тягового расчета для грузовых поездов с унифицированной массой Q = 3200 т при постоянном числе осей состава и исследуемыми электровозами «Uz-El» по трем вариантам предполагаемых энергооптимальных режимов управления их движением последними на равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги.
Таблица 1 - Показатели перевозочной работы грузовых электровозов серии «Uz-El» на участке Коканд -Андижан Узбекской железной дороги, масса поезда Q = 3200 т
Перегон Длина, км Время хода, мин Расход электрической энергии А, кВт-ч Рекуперация электрической энергии Ар, кВт-ч
Вариант: первый
Коканд - Какир 10,5 14,8 854,2 -
Какир - Фуркат 15,3 15,4 82,8 47,7
Фуркат - Алтыарык 26,0 33,6 609,3 5,3
Алтыарык - Маргилан 18,6 21,9 855,9 -
Маргилан - Ахунбабаев 3,9 5,1 111,3 5,6
Ахунбабаев - Кува 29,0 31,4 247,9 66,4
Кува - Асака 15,2 18,7 257,5 -
Асака - Ахтачи 9,1 7,9 106,5 3,8
Ахтачи - Андижан 8,8 9,4 350,6 -
Коканд - Андижан 136,4 158,2 3476,0 128,8
Вариант: второй
Коканд - Какир 10,5 15,6 733,7 -
Какир - Фуркат 15,3 15,7 93,5 45,2
Фуркат - Алтыарык 26,0 31,1 551,9 5,3
Алтыарык - Маргилан 18,6 21,9 788,3 -
Маргилан - Ахунбабаев 3,9 5,4 105,4 5,6
Ахунбабаев - Кува 29,0 29,5 234,3 64,2
Кува - Асака 15,2 18,6 226,0 -
Асака - Ахтачи 9,1 10,0 34,9 -
Ахтачи - Андижан 8,8 10,0 315,8 -
Коканд - Андижан 136,4 157,8 3083,8 120,3
Вариант: третий
Коканд - Какир 10,5 17,9 810,7 -
Какир - Фуркат 15,3 13,3 112,6 44,8
Фуркат - Алтыарык 26,0 31,9 623,8 6,0
Алтыарык - Маргилан 18,6 21,9 894,6 -
Маргилан - Ахунбабаев 3,9 5,3 114,2 5,6
Ахунбабаев - Кува 29,0 29,3 292,1 68,5
Кува - Асака 15,2 18,4 249,1 -
Асака - Ахтачи 9,1 10,0 34,8 -
Ахтачи - Андижан 8,8 10,0 346,3 -
Коканд - Андижан 136,4 158,0 3478,2 124,9
Данные таблицы 1 наряду с укрупненной характеристикой исследуемого участка железной дороги содержат сведения о времени движения указанных грузовых поездов по перегонам и участку в целом и количественные параметры энергетической эффективности электровозов переменного тока серии «Ш-Е1» в виде расхода электрической энергии на тягу поездов и ее рекуперации в контактную сеть. При этом возвращение определенного количества электрической энергии обратно в контактную сеть происходит на пяти (1-й вариант) и четырех (2-й и 3-й варианты) перегонах из возможных девяти перегонов исследуемого равнинного участка Коканд - Андижан АО «Узбекистон темир йуллари». Видно, что большая часть рекуперации электрической энергии в контактную сеть осуществляется на двух перегонах - Какир - Фуркат и Ахунбабаев - Кува, величина которой приблизительно в 10 - 12 раз выше, чем на других трех перегонах - Фуркат - Алтыарык, Маргилан - Ахунбабаев и Асака - Ахтачи (первый вариант).
На рисунке 3 показана динамика изменения величины общего количества израсходованной электрической энергии исследуемыми электровозами «Ш-Е1» без учета ее рекуперации в контактную сеть в зависимости от применяемого варианта энергооптимального тягового расчета, полученная авторами в результате моделирования технологического процесса движения грузового поезда с унифицированной массой состава Q = 3200 т при постоянном числе осей в составе на равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги.
3800
360С-
3*00
3220
□=3200 т
зесзд
32С4Д н
3«Х?
1-й Еэриант 2-й Еариант 3-й Еариант
■ - р а сшд зл ектрсэиергии. кБт-ч; ■ - ре куперацртя зл е ктршн е рги и, кВт-ч
Рисунок 3 - Диаграмма потребления и рекуперации электрической энергии электровозами «№-Е1» на участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги
В таблице 2 приведены численные значения параметров скорости и времени движения указанного грузового поезда, а также количественные параметры показателей энергетической эффективности электровозов переменного тока серии «Ш-Е1» с асинхронными тяговыми электродвигателями, представляющими величину израсходованной электрической энергии на тягу поездов на равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги. Здесь же обозначена величина рекуперации электрической энергии обратно в контактную сеть электроснабжения АО «Узбекистон темир йуллари».
Сопоставительный анализ графических зависимостей, приведенных на рисунках 2 и 3, и данных таблицы 2 показывает, что второй вариант энергооптимального тягового расчета обеспечивает наименьшее количество расходуемой электрической энергии электровозами «Ш-Е1» на равнинном участке Коканд - Андижан АО «Узбекистон темир йуллари». Сказанное является результатом правильно выбранного диапазона варьирования скоростей движения поезда (А V = ±3 км/ч) и наличия на перегонах Какир - Фуркат и Ахунбабаев - Кува крутых спусков [1] большой протяженности.
Таблица 2 - Показатели перевозочной работы грузовых электровозов переменного тока серии «№-Е1» на равнинном участке Узбекской железной дороги
Вариант тягового расчета Скорость движения и время хода поезда Расход электрической энергии
ходовая скорость Ух, км/ч общее tx мин расхождение Аtx, мин / % полный удельный экономия
за поездку А, кВт-ч удельный а, Вт-ч/ткм брутто по удельному Аа, %
Участок Коканд - Андижан, L = 132,8 км
По данным депо Коканд 50,30 158,4 - 3433,0 8,08 -
По программе «КОРТЭС» 51,60 154,4 4,0/2,52 3368,6 7,93 +1,86
1-й вариант 50,36 158,2 0,2/0,13 3476,0 8,18 -1,23
2-й вариант 50,49 157,8 0,6/0,38 3083,8 7,26 +10,15
3-й вариант 50,43 158,0 0,4/0,25 3478,2 8,18 -1,24
Расхождение численных значений времени хода грузовых поездов по данным таблицы 2 относительно аналогичных данных цеха эксплуатации локомотивного депо Коканд в среднем составляет 0,4 мин, или 0,253 %, и это приблизительно в 10 раз точнее указанных численных значений, полученных посредством компьютерного аппаратно-программного комплекса «КОРТЭС». Кроме того, режимы управления движением грузового поезда с унифицированной массой состава исследуемыми электровозами «Ш-Е1», рассчитанные по
2-му варианту энергооптимального тягового расчета и компьютерным аппаратно-программным комплексом «КОРТЭС», обеспечивают экономию потребляемого ими количества электрической энергии соответственно на 10,15 и 1,86 %. В то же время для 1-го и
3-го вариантов энергооптимального тягового расчета перерасход электрической энергии составит 1,23 - 1,24 %.
В результате оценки эффективности предложенных энергооптимальных технологий управления движением грузовых поездов было доказано, что второй вариант энергооптимального режима ведения грузового поезда позволит минимизировать величину израсходованного количества электрической энергии исследуемыми электровозами «Ш-Е1» на тягу поездов, что в свою очередь приведет к снижению эксплуатационные расходов на железнодорожные перевозки грузов.
Авторами были получены (обоснованы) численные значения параметров скорости движения и времени хода грузового поезда, а также количественные параметры показателей энергетической эффективности грузовых электровозов переменного тока серии «Ш-Е1» с асинхронными электродвигателями на реальном электрифицированном равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги.
Однако такие научные исследования необходимо продолжить для более широкого диапазона варьирования указанных масс составов, опираясь на заданные ограничения по длине приемоотправочных путей и весовым нормам грузовых поездов с последующей разработкой оптимальных режимных карт вождения грузовых поездов электровозами «Ш-Е1» на равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дорог.
Полученные перегонные количества израсходованной величины электрической энергии на тягу поездов исследуемыми электровозами «Ш-Е1» позволят специалистам регионального железнодорожного узла Коканд, связанным с перевозочным процессом и грузовым движением, обосновать тяговые свойства (качества) профиля пути равнинного участка Коканд - Андижан Узбекской железной дорог и определить уровень степени трудности каждого из его девяти перегонов.
Список литературы
1. Аблялимов, О. С. К эффективности локомотивов электрической тяги на участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги / О. С. Аблялимов, А. Т. Лесов. - Текст : непосредственный: // Наука и образование транспорту : материалы XV междунар. науч.-практ. конф. - Самара : Самарский государственный университет путей сообщения, 2022. - С. 57-61.
2. Naidoo P.N., Mulder J.M. (2017) Improved distributed power train handling strategies. 11th International Heavy Haul Association Conference. Cape Town, 2017, pp. 1118-1124.
3. Mayet C., Pouget J., Bouscayrol A., Lhomme W. (2014) Influence of an Energy Storage System on the Energy Consumption of a Diesel-Electric Locomotive. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2014, vol. 63, no. 3, рр. 1032-1040, https://www.doi.org/ 10.1109/TVT.2013.2284634.
4. Michal G, Huynh N, Shukla N, Munoz A, Barthelemy J (2017) RailNet: A simulation model for operational planning of rail freight. Transportation Research Procedia 25: рр. 461-473.
5. Jiang X., He Z., Hu H., Zhang Y. (2013) Analysis of the Electric Locomotives Neutral-section Passing Harmonic Resonance. Energy and Power Engineering, 2013, vol. 5, no. 4B, рр. 546-551, https://www.doi.org/10.4236/epe.2013.54B104.
6. Liu Y.J., Chang G.W., Huang H.M. (2010) Mayr's Equation-Based Model for Pantograph Arcof High-Speed Railway Traction System, IEEE Transactions on Power Delivery, 2010, vol. 25, no. 3, pp. 2025-2027. doi:10.1109/TPWRD.2009.2037521.
7. Fang Z.G. (2010) Application of Transient Over-voltage Suppression Technique for EMU Auto-passing the Neutral Section with On-board Switch Closed, Railway Technical Innovation, 2010, vol. 1, pp. 44-46.
8. Li S., Lv H., Xu C., Chen T., Zou C. (2020). Optimized Train Path Selection Method for Daily Freight Train Scheduling 8: рр. 40777-40790 DOI: 10.1109/access.2020.2976904.
9. Лесов, А. Т. Оптимизация кривой движения поезда для минимизации энергопотребления на базе железной дороги Узбекистана / А. Т. Лесов, В. О. Иващенко. -Текст : непосредственный // Бюллетень результатов научных исследований. - 2022. -Вып. 1. - С. 68-79. - DOI: 10.20295/2223-9987-2022-1-68-79.
10. Лесов, А. Т. Энергооптимизация режимов движения поезда на языке программы C# (С Sharp) / А. Т. Лесов, В. О. Иващенко. - Текст : непосредственный // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2021. - Т. 18. - Вып. 4. - С. 480-490.
11. Аблялимов, О. С. Тяговые расчеты для электровозов «Uz-El» на участке Коканд -Андижан Узбекской железной дороги / О. С. Аблялимов, А. Т. Лесов // Universum: Технические науки: электрон. науч. журнал. - 2022. - № 11 (104). - Текст : электронный. -URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/ 14558 (дата обращения: 21.11.2022).
12. О мощном электрическом локомотиве с приводом переменного тока типа СКЕ 1 : учебные материалы для подготовки. - Ташкент: Узбекская государственная железная дорога. Даляньская локомотиво-, вагоностроительная компания ЛТД CNR, 2013. - 484 с. - Текст : непосредственный.
13. Основы тяги поездов : учебник / под общ. ред. О. С. Аблялимова. - Ташкент : Complex Print nashriyoti, 2020. - 662 с. - Текст : непосредственный.
14. Аблялимов, О. С. Оптимизация перевозочной работы локомотивов: вопросы теории, методы, расчеты, результаты : монография / О. С. Аблялимов // Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта. - Ташкент : Complex Print nashriyoti, 2020. -488 с. - Текст : непосредственный.
15. Аблялимов, О. С. К обоснованию оптимального режима управления движением грузового поезда на участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги / О. С. Аблялимов, А. Т. Лесов // Universum: Технические науки: электрон. науч. журнал. - 2022. - № 11(104). -Текст : электронный. - URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/ 14619 (дата обращения: 21.11.2022).
References
1. Ablyalimov O.S., Lesov A.T. [On the efficiency of electric traction locomotives on the Kokand-Andijan section of the Uzbek railway]. Nauka i obrazovanie transportu: materialy XV mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Science and Education for Transport: materials of the XV International Scientific and Practical Conference]. Samara, 2022, pp. 57-61 (In Russian).
2. Naidoo P.N., Mulder J.M. (2017) Improved distributed power train handling strategies. 11th International Heavy Haul Association Conference. Cape Town, 2017, pp. 1118-1124
3. Mayet C., Pouget J., Bouscayrol A., Lhomme W. (2014) Influence of an Energy Storage System on the Energy Consumption of a Diesel-Electric Locomotive. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2014, vol. 63, no. 3, pp. 1032-1040, https://www.doi.org/10.1109/ TVT.2013.2284634.
4. Michal G, Huynh N, Shukla N, Munoz A, Barthelemy J (2017) RailNet: A simulation model for operational planning of rail freight. Transportation Research Procedia 25: pp. 461-473.
5. Jiang X., He Z., Hu H., Zhang Y. (2013) Analysis of the Electric Locomotives Neutral-section Passing Harmonic Resonance. Energy and Power Engineering, 2013, vol. 5, no. 4B, pp. 546-551, https://www.doi.org/10.4236/epe.2013.54B104.
6. Liu Y.J., Chang G.W., Huang H.M. (2010) Mayr's Equation-Based Model for Pantograph Arcof High-Speed Railway Traction System, IEEE Transactions on Power Delivery, 2010, vol. 25, no. 3, pp. 2025-2027, doi:10.1109/TPWRD.2009.2037521.
7. Fang Z.G. (2010) Application of Transient Over-voltage Suppression Technique for EMU Auto-passing the Neutral Section with On-board Switch Closed, Railway Technical Innovation, 2010, vol. 1, pp. 44-46.
8. Li S., Lv H., Xu C., Chen T., Zou C. (2020). Optimized Train Path Selection Method for Daily Freight Train Scheduling 8: pp. 40777-40790 DOI: 10.1109/access.2020.2976904.
9. Lesov A.T., Ivashchenko V.O. Optimization of the train movement curve to minimize energy consumption on the basis of the railway of Uzbekistan. Biulleten' rezul'tatov nauchnykh issledovanii -Bulletin of scientific research result, 2022, no. 1, pp. 68-79, doi: 10.20295/2223-9987-2022-1-68-79 (In Russian).
10. Lesov A.T., Ivashchenko V.O. Energy optimization of train movement modes in the C# program language. Izvestiia Peterburgskogo universiteta putei soobshcheniia - Proceedings of Petersburg transport university, 2021, vol. 18, no. 4, pp. 480-490 (In Russian).
11. Ablyalimov O.S., Lesov A.T. Traction calculations for electric locomotives «Uz-El» on the Kokand - Andijan section of the Uzbek railway. Universum: Tekhnicheskie nauki: elektronnyi nauchnyi zhurnal - Universum: Technical Sciences: electronic scientific journal, 2022, no. 11 (104). Available at: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/ 14558 (accessed 21.11.2022) (In Russian).
12. On a powerful electric locomotive with an AC drive type SKE 1 : training materials for training, Uzbek State Railways. Dalian Locomotive Car Building Company LTD CNR. Tashkent, 2013. 484 p. (In Russian).
13. Ablyalimov O.S., Kurilkin D.N., Kamalov I.S., Kasimov O.T. Osnovy tyagipoezdov (Basics of train traction). Tashkent, Complex Print nashriyoti Publ., 2020, 662 p. (In Russian).
14. Ablyalimov O.S. Optimizatsiyaperevozochnoy raboty lokomotivov: voprosy teorii, metody, paschyoty, rezultaty: monografiya [Optimization of the transportation work of locomotives: questions of theory, methods, calculations, results: monograph]. Tashkent, Complex Print nashriyoti Publ., 2020, 488 p. (In Russian).
15. Ablyalimov O.S., Lesov A.T. To substantiate the optimal mode of controlling the movement of a freight train on the section Kokand - Andijan of the Uzbek railway. Universum: Tekhnicheskie nauki: elektronnyi nauchnyi zhurnal - Universum: Technical Sciences: electronic scientific journal, 2022, no. 11 (104). Available at: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/ 14619 (accessed 21.11.2022) (In Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Аблялимов Олег Сергеевич
Ташкентский государственный транспортный университет (ТГТрУ).
Адылходжаева ул., д. 1, г. Ташкент, 100167, Республика Узбекистан.
Кандидат технических наук, профессор, кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство», ТГТрУ.
Тел. +998-90-975-59-43.
E-mail: o.ablyalimov@gmail.com
Лесов Алтынбек Талгат угли
Ташкентский государственный транспортный университет (ТГТУ).
Адылходжаева ул., д. 1, г. Ташкент, 100167, Республика Узбекистан.
Ассистент кафедры «Электрический подвижной состав» ТГТрУ.
Тел.: +998-95-044-23-09.
E-mail: altin_goal91@mail.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Ablyalimov Oleg Sergeyevich
Tashkent State Transport University (TSTU).
1, Adilhodjayev st., 100167, Republic of Uzbekistan.
Ph. D. in Engineering, professor of the department «Locomotives and locomotive economy», TSTU. Phone. +998-90-975-59-43. E-mail: o.ablyalimov@gmail.com
Lesov Altinbek Talgat ugli
Tashkent State Transport University (TSTU).
1, Adilhodjayev st., 100167, Republic of Uzbekistan.
Assistent of the department «Electric rolling stock», TSTU.
Phone: +998-95-044-23-09. E-mail: altin_goal91@mail.ru
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Аблялимов, О. С. К исследованию эффективности локомотивов электрической тяги на участке Коканд -Андижан Узбекской железной дороги / О. С. Аблялимов, А. Т. Лесов. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2022. - № 4 (52). - С. 66 - 75.
Ablyalimov O.S., Lesov A.T. To the study of the efficiency of locomotives of electric traction in the Kokand - Andijan section of the Uzbek railway. Journal of Transsib Railway Studies, 2022, no. 4 (52), pp. 66-75 (In Russian).
УДК 621.333.2
В. И. Киселев, А. И. Федянин
Российский университет транспорта (РУТ (МИИТ)), г. Москва, Российская Федерация
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ
Аннотация. Предметом рассмотрения настоящей статьи является тяговый электродвигатель тепловоза. Тяговый электродвигатель (ТЭД) - основной элемент передачи мощности, следовательно, от его надежности зависит и надежность тепловоза в целом. Рассмотрены основные причины отказов тяговых электродвигателей в эксплуатации. На основании анализа статистических данных можно утверждать, что наиболее повреждаемой частью тягового электродвигателя является его якорь. В условиях введения новых классов нагревостойкости изоляции новым стандартом - ГОСТ 2582-2013 - обеспечение надежности якоря особенно актуально. Установлены причины наиболее распространенных отказов ТЭД в эксплуатации: нарушение целостности изоляции обмотки острыми краями крайних листов пакета железа сердечника якоря при укладке обмотки в пазы сердечника, вибрация крайних листов пакета железа сердечника якоря при воздействии электромагнитных сил с частотой, кратной числу полюсов электродвигателя, несовершенство системы крепления лобовых частей обмотки якоря, несоответствие коэффициентов температурных линейных удлинений меди обмоток, изолирующих ее материалов и стального сердечника якоря. Результатом анализа конструкции серийных ТЭД явились предложения по совершенствованию конструкции узлов, наиболее подверженных отказам. Для устранения пробоев изоляции якорей в эксплуатации предложены новая конструкция нажимных шайб и усовершенствованная технология пропитки якорей серийно выпускаемых тяговых электродвигателей тепловозов. Предлагаемые конструктивные решения могут быть использованы как при создании новых конструкций ТЭД для перспективных тепловозов, так и при модернизации серийных конструкций. Таким образом, применение предложенных конструктивных и технологических решений позволит повысить надежность ТЭД тепловозов.
Ключевые слова: тепловоз, тяговый электродвигатель, отказ ТЭД, коэффициент линейного теплового расширения, изоляция, надежность.
