CC BY
12
ИРКУТСКИМ государственный университет путей сообщения
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019
УДК 004.942
DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64). 66-73
А. Л. Мартусов, С. А. Мартусова, Н. П. Асташков, В. А. Тихомиров
Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, Российская Федерация Дата поступления: 10 сентября 2019 г.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Аннотация. В статье рассмотрен вопрос энергоэффективности регуляторов мощности, применяемых на испытательных станциях тяговых электродвигателей подвижного состава. Отмечены главные недостатки современных регуляторов мощности. Устранение данных недостатков происходит путем применения дополнительного фильтро-компенсирующего оборудования, что существенно влияет на надежность конструкции испытательной станции в целом. В работе также проведен анализ современного оборудования испытательных станций на основании математического моделирования. Математическое моделирование позволило наглядно увидеть коммутационные провалы в кривых синусоид питающего напряжения, а также несинусоидальность кривой тока, потребляемого тиристорным преобразователем. Присутствуют коммутационные провалы и в кривых синусоид питающего напряжения. Эти провалы вызваны тем обстоятельством, что в интервале коммутации имеет место междуфазовое короткое замыкание коммутируемых фаз. На основании уточненного закона сохранения энергии предложено устройство, которым за счет изменения входного электрического сопротивления выполняется регулирование мощности испытательной станции. Проведен анализ влияния существующего и предлагаемого оборудования испытательных станций на питающую сеть. Полученные данные показали, что при использовании полупроводниковых диодов, задей-ствуется весь потенциал источника питания. Предлагаемое техническое решение позволяет не загружать питающую сеть дополнительными токами. Данное устройство обеспечивает коэффициент мощности близкий к единице и поддерживает высокую электромагнитную совместимость испытательной станции с питающей электрической сетью на всем диапазоне регулирования мощности.
Ключевые слова: подвижной состав, испытательная станция, выпрямитель, тяговый двигатель, электромагнитная совместимость, коэффициент заполнения, математическая модель.
A. L. Martusov, S. A. Martusova, N. P. Astashkov, V. A. Tikhomirov
Irkutsk state University of Railways, Irkutsk, Russian Federation Received: September 10, 2019
THE MATHEMATICAL MODELING OF A TESTING STATION OF ROLLING STOCK ELECTRIC MOTORS
Abstract. This article discusses the issue of energy efficiency ofpower regulators used at testing stations of traction electric motors of rolling stock. It mentions the main disadvantages of modern power regulators. The elimination of these shortcomings occurs through the use of additional filter-compensating equipment, which significantly affects the reliability of the design of the testing station as a whole. The paper also analyzes the modern equipment of testing stations based on mathematical modeling. Mathematical modeling made it possible to visually see the switching dips in the curves of the sinusoid of the supply voltage, as well as the non-sinusoidality of the current curve consumed by the thyristor converter. There are also switching dips in the curves of the sinusoidal supply voltage. These dips are caused by the fact that in the switching interval there is an interphase short circuit of the switched phases. Based on the updated energy conservation law, a device has been proposed which, by changing the input electrical resistance, regulates the power of the test station. The paper analyzes the influence of existing and proposed equipment of testing stations on the supply network. The data obtained showed that when using semiconductor diodes, the full potential of the power source is used. The proposed technical solution makes it possible not to load the mains with additional currents. This device provides a power factor close to unity and maintains high electromagnetic compatibility of the testing station with the power supply network over the entire range ofpower control.
Keywords: rolling stock, testing station, rectifier, traction motor, electromagnetic compatibility, duty cycle, mathematical model.
Введение
Железнодорожный транспорт является основой транспортного комплекса России. Развитие Российских железных дорог (РЖД) и их становление напрямую связано с исследованиями в области фундаментальной и прикладной науки, конструкторскими и технологическими разработками новых методов проектирования и создания тягового
подвижного состава. Перед железной дорогой ставятся масштабные задачи в повышении эффективности подвижного состава. В рамках решения этих задач сформирована стратегия развития РЖД на период до 2030 года. Утвержденные стратегические инициативы реализуют инновационный путь развития на основе разработки и внедрения техни-
66
© А. Л. Мартусов, С. А. Мартусова, Н. П. Асташков, В. А. Тихомиров, 2019
Транспорт
оо ее I
Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4
ческих и технологических решений, с наибольшим экономическим эффектом.
Решение проблем отрасли возможно путем внедрения современных научных разработок в научно-исследовательских, проектно-
конструкторских организациях, на машиностроительных заводах и в сети железных дорог. Для совершенствования технологии электрической тяги поездов необходима модернизация или замена существующего оборудования. Только путем устранения причины неудовлетворительной работы современного оборудования, применяемого на железной дороге, можно повысить производительность и обеспечить энергетическую эффективность электрической тяги поездов.
Постановка задач исследования
Изготовленные на заводах, а также прошедшие заводской и деповской ремонты тяговые двигатели подвергают испытаниям. Ниже представлена мостовая схема трехфазного управляемого выпрямителя (рис. 1), применяемого в настоящее время в качестве регулятора мощности на испытательных станциях тяговых электродвигателей (ТЭД) подвижного состава [1, 2].
Рис. 1. Мостовая схема трехфазного управляемого выпрямителя
Данные устройства имеют непосредственную связь с питающей сетью, поэтому все процессы, происходящие в цепи нагрузки, оказывают существенное влияние на питающую сеть. Как правило, это влияние негативно, так как эти устройства искажают трехфазное синусоидальное напряжение источника питания. При потреблении активной мощности из сети снижается действующее значение переменного напряжения. Также происходит намагничивание железа трансформаторов и вследствие этого снижается общий коэффициент мощности источника питания. Это вы-
звано тем, что индуктивная составляющая тока питающей сети сдвинута на 90° относительно синусоиды напряжения. Из-за намагничивания железа трансформаторов снижается их перегрузочная способность [3, 4]. Несинусоидальность и асимметрия тока, потребляемого тиристорным преобразователем, искажают напряжение питающей сети. Происходит отклонение от синусоидальной формы напряжения, а также сдвиг фазных и линейных синусоид относительно друг друга. В результате работы тиристорных преобразователей появляются коммутационные провалы в кривых синусоид питающего напряжения. Эти провалы вызваны тем, что в интервале коммутации происходит междуфазовое короткое замыкание фаз. При этом ток в одной фазе интенсивно снижается от действующего до нуля, а в другой - увеличивается от нуля до действующего значения. Неудовлетворительную энергетическую эффективность и электромагнитную совместимость импульсных регуляторов мощности нерационально устранять за счет разработки дополнительного оборудования и усложнения конструкции устройств [5-8].
Методика исследования
Перспективным направлением является выявление и устранение причины неудовлетворительной работы известного оборудования для повышения производительности и энергетической эффективности электрической тяги поездов [913]. Далее представлена спроектированная испытательная станция ТЭД на базе регуляторов с управлением входного электрического сопротивления (рис. 2) [14, 15]. Конструктивно испытательная станция состоит из трех выпрямителей на диодах, линейного преобразователя, вольтодоба-вочного преобразователя, двух регуляторов тока в обмотках возбуждения, двигателя и генератора [16, 17]. Работа линейного преобразователя начинается с подачи трехфазного напряжения 380 В на вход выпрямителя, собранного на диодах. Далее осуществляется заряд промежуточного накопителя электрической энергии до амплитудного значения, диоды выпрямителя запираются. При подаче прямоугольных импульсов управления на ЮБТ-транзистор начинается отбор энергии от промежуточного накопителя, и импульсное напряжение прикладывается к обмотке возбуждения двигателя и обмоткам якоря двигателя и генератора. Напряжение на промежуточном накопителе снижается, а отпирание и запирание диодов выпрямителя смещается к моментам перехода кривой переменного напряжения через ноль. Принцип работы линейного и вольтодобавочного преобразователя одинаковый, поэтому и конструктивно они не отличаются.
ИРКУТСКИМ государственный университет путей сообщения
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019
Рис. 2. Общая схема испытательной станции тягового электродвигателя подвижного состава
На основании представленной схемы была построена математическая модель испытательной станции ТЭД в программе Matlab в среде Simulink.
Далее представлены математические модели испытательной станции ТЭД в различных режимах работы (рис. 3-5). Испытательная станция находится в первом режиме работы, где питание двигателя и генератора осуществляется только через линейный преобразователь (рис. 3). Коэффициент заполнения IGBT-транзистора линейного преобразователя (Кшп) равен 0,15. При данном коэффициенте заполнения двигатель может достичь только половины от номинальной скорости вращения вала якоря, поэтому далее плавно подается ток в обмотку возбуждения генератора. Значение тока в обмотке возбуждения генератора (7ОВГ) изменяется в диапазоне от 0 до 250 А. Такое значение тока определено для того, чтобы не нагружать питающую сеть большими токами. При повышении значения тока в обмотке возбуждения, генератор нагружается и начинает вырабатывать электрическую энергию, которая направляется на испытуемый двигатель. После этого в работу включается вольтодобавочный преобразователь, который позволяет вывести испытуемые машины на номинальный режим работы. Коэффициент заполнения IGBT-транзистора вольтодоба-вочного преобразователя (Кзвдп) равен 0,10.
Рис. 3. Математическая модель испытательной станции тягового электродвигателя
при Л'злп = 0,15; Я'звдп = 0; /овг = 0 А
Транспорт
Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4
Рис. 4. Математическая модель испытательной станции тягового электродвигателя при Л'злп = 0,15; Л^дп = 0; ^вг = 250 А
Рис. 5. Математическая модель испытательной станции тягового электродвигателя при Лзлп = 0,15; Лзвдп = 0,1; !овг = 250 А
Результаты исследования
С помощью математического моделирования можно оценить эффективность работы испытательной станции (ИС) ТЭД подвижного состава [18-26]. В программе МаЙаЬ также была построена математическая модель ИС с трехфазными управляемыми выпрямителями в качестве регуляторов мощности. Представлены осциллограммы тока и напряжения питающей сети, от которой работает
ИС с управляемыми регуляторами мощности (рис. 6).
По данным осциллограммам видно негативное влияние трехфазных управляемых выпрямителей на питающую сеть. Об этом свидетельствуют провалы напряжения в моменты коммутации. Сдвиг синусоиды тока относительно напряжения на 90 эл.гр. Представлены осциллограммы тока и напряжения питающей сети, от которой работает ИС на предлагаемых регуляторах мощности (рис. 7).
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019
1.51 1.515 1.52
Время моделирования, с
1.525
1.53
1000
>18 о
а о §
5
И -1000 и
1.5
1.505
1.51 1.515 1.52
Время моделирования, с
1.525
1.53
Рис. 6. Осциллограммы напряжения и тока питающей сети
80
< | 60
° 40
>18 и
& 20 I 0
С
И -20 ¡2
^о
2.655
2.66
2.665 2.67 2.675
Время моделирования, с
2.68
2.685
2.69
2.665
2.67 2.675
Время моделирования, с Рис. 7. Осциллограммы напряжения и тока питающей сети
2.685
2.69
Заключение
По осциллограммам прослеживается разница между применением управляемых выпрямителей и регуляторами с изменением входного электрического сопротивления. Таким образом, при использовании полупроводниковых диодов, задействуется полный потенциал источника питания. Данное техническое решение позволяет не загружать питаю-
щую сеть дополнительными токами. Устройство, которым за счет изменения входного электрического сопротивления выполняется регулирование мощности станции, обеспечивает коэффициент мощности близкий к единице и высокую электромагнитную совместимость станции с питающей электрической сетью на всем диапазоне регулирования мощности.
БИБЛИОГРФИЧЕСКИИ СПИСОК
1. Демирчан К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В. Теоретические основы электротехники. СПб. : Питер, 2009. Т. 2. 431 с.
2. Теоретические основы электротехники / под ред. П.А. Ионкина. М. : Высшая школа, 1976. Т. 1. 544 с.
3. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М. : Высшая школа, 1996. 638 с.
4. Электронные преобразователи для ресурсосберегающих технологий / Т.Л. Алексеева и др. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 2010. 240 с.
5. Бадер М.П. Повышение эффективности тягового электроснабжения постоянного тока и обеспечение электромагнитной совместимости // Электроснабжение и водоподготовка. 2000. № 2. С. 62-66.
6. Причина снижения эффективности преобразования электрической энергии и электромагнитной совместимости элементов в электротехническом комплексе / Н.Л. Рябченок и др. // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы III всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск : ИрГУПС, 2013. С. 370-376.
Транспорт
Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4
7. Михальчук Н.Л., Макаров В.В. Электромагнитная совместимость электровозов однофазно-постоянного тока и электроснабжения общего назначения // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы IV всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск : ИрГУПС, 2013. Т. 2. С. 547.
8. Электронные преобразователи / Н.Л. Рябченок и др. // Железнодорожный транспорт. 2008. № 10. С. 78-80.
9. Электромагнитная совместимость электроподвижного состава с тяговой сетью / А.И. Лещев и др. // Вестник Вост.-украин. национ. ун-та. 2002. № 6 (52). С. 34-39.
10. P.V. Prasuna, J.V.G. Rama Rao, Ch.M. Lakshmi. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA). 2013. Vol. 2 (4). 2368-3376.
11. Mohanraj K., Bersis C. Lanya, Sekhar S. Power Electronics and Renewable Energy Systems. Proceedings of ICPERES, 29-38. 2014.
12. Jenella S., Radj Kumar V. Power Electronics and Renewable Energy Systems. Proceedings of ICPERES. 2014225-236.
13. J. Teigelkotter, D. Мощные преобразователи на IGBT-транзисторах для применения на железнодорожном подвижном составе. Мюнхен : Sprenger, 2000.
14. Умов Н.А. Избранные сочинения. М.-Л. : Гостехиздат, 1950. 571 с.
15. Poynting J.H. On the Transfer of Energy in the Electromagnetic Field // Philosactions of the Royal Society. London, 1884. Р. 343-361.
16. Уточненный закон сохранения энергии / Н.Л Рябченок и др. URL: http://www.rusnauka.com/42_PRNT_2015/Tecnic/5_202603.doc.htm. (дата обращения 17.10.2016).
17. Алексеева Т.Л., Рябченок Н.Л. Энергосберегающее использование электрической энергии // Научные журналы Universum. URL: http://7universum.com/ru/tech/arhive/item/3865 (дата обращения: 17.10.2018).
18. Мартусов А.Л., Астраханцев Л.А. Полупроводниковый регулятор мощности для испытательных станций тяговых электродвигателей электровоза // Молодежь. Наука. Технологии (МНТК-2017). Новосибирск, 2017.
19. Бурков А.Т. Электроника и преобразовательная техника. Т. 2. М. : УМЦ ЖДТ, 2015. 307 с. [Электронный ресурс]: http://e.lanbook.com/book/59179 (дата обращения: 17.08.2018).
20. Пат. 155337 Рос. Федерация. МПК G 01 N 25/18. Устройство для определения коэффициентов теплоотдачи / А.А. Александров, А.В. Лившиц [и др.]. № 2014154288/28 ; заявл. 30.12.14 ; опубл. 10.10.2015, Бюл. № 28.
21. Александров А.А., А.В. Лившиц Прогнозирование температурного поля для определения остаточных напряжений возникающих при термической обработке алюминиевых сплавов // Наука и образование. 2014. № 7. С. 36-47.
22. Александров А.А. Моделирование термических остаточных напряжений при производстве маложестких деталей : дис. ... канд. техн. наук. Иркутск, 2016. 165 с.
23. Александров А.А. Прогнозирование остаточных напряжений возникающих при термообработке алюминиевых сплавов // Инженерный вестник Дона. 2015 № 4 (38). С. 128.
24. Дульский Е.Ю. Совершенствование технологии ремонта магнитной системы тяговых двигателей электровозов // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2012. № 4 (63). С. 103-108.
25. Дульский Е.Ю. Моделирование режимов ИК-энергоподвода в технологии продления ресурса тяговых электрических машин с использованием метода конечных элементов // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2013. № 12 (83). С. 258-263.
26. Иванов П.Ю., Мануилов Н.И., Дульский Е.Ю. Причины самопроизвольного срабатывания автотормозов в грузовых поездах // Изв. Транссиба. 2017. № 2 (30). С. 17-25.
27. Дульский Е.Ю. Анализ пространственного распределения инфракрасного излучения в процессе капсулирования изоляции электрических машин тягового подвижного состава // Вестн. Иркут. гос техн. ун-та. 2013. № 7 (78). С. 132-136.
REFERENCES
1. Demirchan K.S., Neiman L.R., Korovkin N.V. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki [Theoretical foundations of electrical engineering]. St. Petersburg: Piter Publ., 2009. Vol. 2. 431 p.
2. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki [Theoretical foundations of electrical engineering]. In Ionkin P.A. (ed.). Moscow: Vysshaya shkola Publ., 1976. Vol.1. 544 p.
3. Bessonov L.A. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki [Theoretical foundations of electrical engineering]. Moscow: Vysshaya shkola Publ., 1996. 638 p.
4. Alekseeva T.L., Ryabchenok N.L., Astrakhantseva N.M., Astrakhantsev L.A. Elektronnye preobrazovateli dlya resursosberegay-ushchikh tekhnologii [Electronic converters for resource-saving technologies]. Irkutsk: IrGUPS Publ., 2010. 240 p.
5. Bader M.P. Povyshenie effektivnosti tyagovogo elektrosnabzheniya postoyannogo toka i obespechenie elektromagnitnoi sovmes-timosti [Improving the efficiency of traction DC power supply and ensuring electromagnetic compatibility]. Elektrosnabzhenie i vodopodgotovka [Power supply and water treatment], 2000. No.2, pp. 62-66.
6. Ryabchenok N.L., Alekseeva T.L., Astrakhantseva N.M., Ryabchenok K.P et al. Prichina snizheniya effektivnosti preobrazovaniya elektricheskoi energii i elektromagnitnoi sovmestimosti elementov v elektrotekhnicheskom komplekse [The reason for the decrease in the efficiency of conversion of electric energy and electromagnetic compatibility of elements in the electrical complex]. Transportnaya infrastruktura Sibirskogo regiona: Materialy tret'ei vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Transport infrastructure of the Siberian region: Materials of the third All-Russian scientific practical conference with international participation]. Irkutsk: IrGUPS Publ., 2013, pp. 370-376.
7. Mikhal'chuk N.L., Makarov V.V. Elektromagnitnaya sovmestimost' elektrovozov odnofazno-postoyannogo toka i elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya [Electromagnetic compatibility of single-phase direct current electric locomotives and general-purpose power supply]. Transportnaya infrastruktura Sibirskogo regiona: Materialy chetvertoi vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Transport infrastructure of the Siberian region: Materials of the third All-Russian scientific practical conference with international participation]. Irkutsk: IrGUPS Publ., 2013. Vol. 2, 547 p.
8. Ryabchenok N.L., Alekseeva T.L., Mikhal'chuk N.L. et al. Elektronnye preobrazovateli [Electronic converters]. Zheleznodorozhnyi transport [Railway transport], 2008. No.10, pp. 78-80.
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019
9. Leshchev A.I., Litovchenko V.V., Sorin L.N., Suslova K.N. Elektromagnitnaya sovmestimost' elektropodvizhnogo sostava s tya-govoi set'yu [Electromagnetic compatibility of electric rolling stock with a traction network]. Vestnik Vostochno-ukrainskogo natsional'nogo universiteta [The Bulletin of the East Ukrainian National University], 2002. No.6(52), pp. 34-39.
10. Prasuna P.V., Rama Rao J.V.G., Lakshmi Ch.M. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), Vol. 2 (4), pp. 2368-3376 (2013).
11. Mohanraj K., Lanya Bersis C., Sekhar S., Power Electronics and Renewable Energy Systems. Proceedings of ICPERES, pp. 29-38 (2014).
12. Jenella S., Radj Kumar V. Power Electronics and Renewable Energy Systems. Proceedings of ICPERES, pp. 225-236 (2014).
13. Teigelkotter J., Sprenger D. Moshchnye preobrazovateli na IGBT-tranzistorakh dlya primeneniya na zheleznodorozhnom podvizhnom sostave [Powerful IGBT transformers for railway rolling stock applications]. Munich: Siemens AG, 2000.
14. Umov N.A. Izbrannye sochineniya [Selected works]. Moscow-Leningrad: Gostekhizdat Publ., 1950. 571 p.
15. Poynting J.H. On the Transfer of Energy in the Electromagnetic Field. Philosactions of the Royal Society. London: 175, 1884, pp. 343-361.
16. Ryabchenok N.L, Alekseeva T.L., Yakobchuk K.P., Astrakhantsev L.A. Utochnennyi zakon sokhraneniya energii [Elektronnyi resurs] [Refined energy conservation law], 2015. Access mode. URL: http://www.rusnauka.com/42_PRNT_2015/Tecnic/5_202603.doc.htm (accessed Oct 17, 2016). URL: http://7universum.com/ru/tech/arhive/item/3865.
17. Alekseyeva T.L., Ryabchenok N.L. Energy-saving use of electric energy // Scientific journals Universum. URL: http://7universum.com/ru/tech/arhive/item/3865 (data obrashcheniya: 17.10.2018).
18. Martusov A.L., Astrakhantsev L.A. Poluprovodnikovyi regulyator moshchnosti dlya ispytatel'nykh stantsii tyagovykh el-ektrodvigatelei elektrovoza [Semiconductor power regulator for testing stations of traction electric motors of an electric locomotive]. Stat'ya «Molodezh'. Nauka. Tekhnologii» (MNTK-2017) [The article in "Youth. The science. Technologies"]. Novosibirsk, 2017.
19. Burkov A.T. Elektronika i preobrazovatel'naya tekhnika. Tom 2 [Elektronnyi resurs] [Electronics and converting technology. Vol. 2]. Moscow: UMTs ZhDT Publ., 2015. 307 p. URL: http://e.lanbook.com/book/59179
20. Aleksandrov A.A., Livshits A.V. at al. Ustroistvo dlya opredeleniya koeffitsientov teplootdachi [Device for determining heat transfer coefficients]. Pat. 155337 Russian Federation. MPK G 01 N 25/18. / No.2014154288/28; applied 30.12.14 ; publ. 10.10.2015, Bull. No.28.
21. Aleksandrov A.A., Livshits A.V. Prognozirovanie temperaturnogo polya dlya opredeleniya ostatochnykh napryazhenii voznikay-ushchikh pri termicheskoi obrabotke alyuminievykh splavov [Prediction of the temperature field to determine the residual stresses arising during the heat treatment of aluminum alloys]. Nauka i obrazovanie: nauchnoe izdanie MGTU im. N.E. Baumana [Science and Education: The Scientific Edition of Bauman MSTU], 2014. No.7, pp. 36-47.
22. Aleksandrov A.A. Modelirovanie termicheskikh ostatochnykh napryazhenii pri proizvodstve malozhestkikh detalei: diss. ... kand. tekhn. nauk [Modeling of thermal residual stresses in the production of semi-rigid parts: Ph.D. (Engineering) thesis]. Irkutsk: 2016. 165 p.
23. Aleksandrov A.A. Prognozirovanie ostatochnykh napryazhenii voznikayushchikh pri termoobrabotke alyuminievykh splavov [Prediction of residual stresses arising during the heat treatment of aluminum alloys]. Inzhenernyi vestnik Dona [Engineering Journal of Don], 2015. No. 4 (38), pp. 128.
24. Dul'skii E.Yu. Sovershenstvovanie tekhnologii remonta magnitnoi sistemy tyagovykh dvigatelei elektrovozov [Improving the technology of repair of the magnetic system of traction engines of electric locomotives]. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Proceedings of Irkutsk State Technical University], 2012. No. 4 (63), pp. 103-108.
25. Dul'skii E.Yu. Modelirovanie rezhimov IK-energopodvoda v tekhnologii prodleniya resursa tyagovykh elektricheskikh mashin s ispol'zovaniem metoda konechnykh elementov [Modeling of IR energy supply modes in the technology of extending the life of traction electric machines using the finite element method]. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Proceedings of Irkutsk State Technical University], 2013. No. 12 (83), pp. 258-263.
26. Ivanov P.Yu., Manuilov N.I., Dul'skii E.Yu. Prichiny samoproizvol'nogo srabatyvaniya avtotormozov v gruzovykh poezdakh [Reasons for spontaneous operation of auto brakes in freight trains]. Izvestiya Transsiba [Journal of Transsib Railway Studies], 2017. No. 2 (30), pp. 17-25.
27. Dul'skii E.Yu. Analiz prostranstvennogo raspredeleniya infrakrasnogo izlucheniya v protsesse kapsulirovaniya izolyatsii el-ektricheskikh mashin tyagovogo podvizhnogo sostava [Analysis of the spatial distribution of infrared radiation in the process of encapsulation of the insulation of electric machines of traction rolling stock]. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Proceedings of Irkutsk State Technical University], 2013. No. 7 (78), pp. 132-136.
Информация об авторах
Мартусов Алексей Леонидович - аспирант кафедры электроэнергетики транспорта, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, e-mail: aleksey. martusov@yandex. ru
Мартусова Светлана Алексеевна - аспирант кафедры электроэнергетики транспорта, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, e-mail: svetka.bogdanova2017@yandex.ru
Асташков Николай Павлович - к. т. н., доцент, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, e-mail: astashkovnp@yandex.ru
Тихомиров Владимир Александрович - к. т. н., доцент кафедры электроэнергетики транспорта, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, e-mail: svat_irk@mail.ru
Authors
Aleksei Leonidovich Martusov - Ph.D. student, the Subdepartment of Transport Power Engineering, Irkutsk State Transport University, Irkutsk, e-mail: aleksey.martusov@yandex.ru
Svetlana Alekseevna Martusova - Ph.D. student, the Subdepartment of Transport Power Engineering, Irkutsk State Transport University, Irkutsk, e-mail: svetka.bogdanova2017@yandex.ru
Nikolai Pavlovich Astashkov - Ph.D. in Engineering Science, Associate Professor, Irkutsk State Transport University, Irkutsk, email: astashkovnp@yandex.ru
Vladimir Aleksandrovich Tikhomirov - Ph.D. in Engineering science, Associate Professor of the Subdepartment of Transport Power Engineering, Irkutsk State Transport University, Irkutsk, email: svat_irk@mail.ru
Транспорт
Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4
Для цитирования
For citation
Мартусов А. Л. Математическое моделирование испытательной станции тяговых электродвигателей подвижного состава / А. Л. Мартусов, С. А. Мартусова, Н. П. Асташков, В. А. Тихомиров // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2019. - Т. 64, № 4. - С. 66-73. - Б01: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).66-73
Martusov A. L., Martusova S. A., Astashkov N. P., Tikho-mirov V. A. Matematicheskoye modelirovaniye ispytatel'noy stantsii tyagovykh elektrodvigateley podvizhnogo sostava [The mathematical modeling of a testing station of rolling stock electric motors]. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyi analiz. Modeliro-vanie [Modern Technologies. System Analysis. Modeling], 2019. Vol. 64, No. 4. Pp. 66-73. DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).66-73
УДК 656.259 В01: 10.26731/1813-9108.2019.4(64)73-79
И. А. Чубарова, А. В. Дудакова
Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, Российская Федерация Дата поступления: 07 августа 2019 г.
ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ МАНЕВРОВЫХ ЛОКОМОТИВОВ НА СТАНЦИЯХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦИФРОВОГО РАДИОКАНАЛА СВЯЗИ
Аннотация. Для улучшения безопасности движения при производстве маневровых работ предложен вариант внедрения системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации на нечетной горке сортировочной станции Тайшет. Сортировочная станция Тайшет рассмотрена в качестве объекта автоматизации при условии выполнения маневровых операций и совмещения системы с существующими системами - системой электрической централизации, горочной автоматической централизацией, диспетчерской централизацией. При использовании системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации совместно с другими устройствами можно получать информацию о состоянии электрической централизации раздельного пункта, а также передавать маршрутные задания с автоматизированного рабочего места дежурного по станции сразу на маневровый локомотив. На сортировочной станции Тайшет дежурный по станции сможет осуществлять следующие функции: регистрировать выход на дежурство смен ДСП; вести контроль с использованием устройств электрической централизации за маршрутами поездов и маневровых локомотивов; определять занятость стрелочных переводов; вводить и выводить из системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации локомотивы; осуществлять передачу команд назначения и отмены маршрутов на локомотивы; назначать и отменять приказы об ограничении скорости движения локомотивов при перемещении к местам путевых работ. Применение системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации даст возможность осуществить комплексную модернизацию существующих устройств сигнализации, централизации и автоматизировать управление маневровой работой. Предложенный вариант внедрения системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации на нечетной горке сортировочной станции Тайшет позволит снизить количество сходов подвижного состава во время маневровой работы, связанных с человеческим фактором, и сократить затраты на восстановление основных фондов станции.
Ключевые слова: система маневровой автоматической локомотивной сигнализации, сортировочная станция, дежурный по станции, безопасность движения, маневровый локомотив, станционные устройства, средства радиосвязи.
I. A. Chubarova, A. V. Dudakova
Irkutsk state University of Railways, Irkutsk, Russian Federation Received: August 07, 2019
IMPLEMENTATION OF AUTOMATED CONTROL SYSTEMS OF STATION SHUNTING LOCOMOTIVE MOVEMENT USING A DIGITAL RADIO CHANNEL
Abstract. To improve traffic safety during shunting operations, an option has been proposed for introducing a shunting automatic locomotive signaling system (SALS) on the down hump of the Taishet sorting station. The Taishet sorting station is considered as an automation object, provided that shunting operations and combining the system with existing ones - electric centralization system, automatic hump centralization, dispatch centralization - are fulfilled. When using the SALS system together with other devices, it is possible to obtain information about the state of electrical centralization of the interstation, as well as transfer route jobs from the automated workstation of the station duty officer directly to the shunting locomotive. At the Taishet sorting station, the station duty officer will be able to perform the following functions: register the change of railway station duty shifts; keep control of the routes of trains and shunting locomotives using electric centralization devices; determine the occupancy of turnouts; introduce and remove locomotives from the SALS system; transmit route destination and cancellation commands to locomotives; appoint and cancel orders to limit the speed of lo-
© И. А. Чубарова, А. В. Дудакова, 2019
73
