Разработка способа оценки образования короткого замыканияв силовых цепях инвертора электровоза Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 629.423

Р. И. Устинов, О. В. Мельниченко

Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС), г. Иркутск, Российская Федерация

РАЗРАБОТКА СПОСОБА ОЦЕНКИ ОБРАЗОВАНИЯ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СИЛОВЫХ ЦЕПЯХ ИНВЕРТОРА ЭЛЕКТРОВОЗА

Аннотация. В статье представлен способ определения тиристорных плеч выпрямительно-инверторного преобразователя (инвертора) электровоза, на которые пропущены импульсы управления. Способ основан на анализе длительности коммутации тока тиристоров плеч инвертора и скорости нарастания выпрямленного тока в цепи инвертора электровоза. Реализация способа осуществляется за счет доработки программного обеспечения микропроцессорной системы управления электровоза. Проведено имитационное моделирование электромагнитных процессов выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока серии 3ЭС5К «Ермак» в режиме рекуперативного торможения при аварийной работе на примере пропусков импульсов управления на тиристорные плечи VS2 и VS7. В результате моделирования получены данные, которые подтверждают эффективность предложенного авторами способа.

Ключевые слова: рекуперативное торможение, электромагнитные процессы, выпрямительно-инверторный преобразователь, пропуск импульса управления, короткое замыкание, тиристорное плечо.

Roman I. Ustinov, Oleg V. Melnichenko

Irkutsk State Transport University (ISTU), Irkutsk, the Russian Federation

DEVELOPMENT OF EVALUATION METHOD OF FORMATION SHORT CIRCUIT IN THE POWER CIRCUITS OF THE INVERTER OF ELECTRIC LOCOMOTIVE

Abstract. The article presents a method for determining the thyristor shoulders of the rectifier-inverter converter (inverter) of an electric locomotive, on which the control pulses are passed. The method is based on the analysis of the duration of the current switching of the thyristors of the inverter shoulders and the rate of rise of the rectified current in the inverter circuit of the electric locomotive. The implementation of the method is carried out by refining the software of the microprocessor control system of the electric locomotive. The simulation of electromagnetic processes of rectifier inverter Converter of AC locomotive series 3es5k "Ermak" in the mode of regenerative braking during emergency operation is carried out on the example of missing control pulses on thyristor shoulders VS2 and VS7. As a result of modeling, data are obtained that confirm the effectiveness of the method proposed by the authors

Keywords: regenerative braking, electromagnetic processes, rectifier-inverter Converter, pass of impulse control, short-circuit, thyristor shoulder.

Одной из приоритетных задач, поставленных в Энергетической стратегии холдинга ОАО «РЖД»» до 2030 г., является повышение уровня рекуперируемой энергии и эффективности ее использования [6]. Рекуперативное торможение является одним из основных энергосберегающих ресурсов на электроподвижном составе железных дорог, кроме того, оно обеспечивает высокую плавность хода поездов за счет регулировочного торможения в автоматическом режиме, значительно снижает продольно-динамические усилия в поезде, уменьшает износ колесных пар и тормозных колодок, повышает безопасность движения поездов.

Для сохранения преимуществ, которые дает рекуперативное торможение на электроподвижном составе переменного тока, необходима надежная работа выпрямительно-инверторного преобразователя (ВИПа). Анализ характера и причин отказов электрического оборудования электровозов показал, что основная часть выходов из строя силовой части ВИПа происходит из-за неисправности электронных компонентов и сбоев в работе системы управления преобразователем. Большая часть таких отказов приводит к пропуску импульсов управления и выводу из строя тиристорных плеч ВИПа, что вызывает срывы режима рекуперативного торможения электровоза [2, 4, 5]. Резкая потеря тормозного эффекта электровоза и переход на пневматическое торможение приводят к образованию продольно-динамических

усилий в составе, которые способны вызвать сход подвижного состава с рельсовой колеи [2, 8]. Отсутствие резервного торможения (электрического) у электровоза является недопустимым как в пассажирском, так и в грузовом движении.

С целью решения этой проблемы авторами были разработаны способ повышения работоспособности ВИПа электровоза в режиме рекуперативного торможения и устройство для его реализации, которые позволяют исключить образование токов короткого замыкания в силовых цепях электровоза, возникающих при отказе одного из тиристорных плеч ВИПа электровоза, а также сохранить режим рекуперативного торможения электровоза [10]. Однако данное техническое решение требует установки дополнительных элементов в конструкцию преобразователя, осуществляющих обратную связь с блоком управления ВИПа, что усложняет техническую реализацию разработанного решения [1]. Поэтому перед авторами стояла задача - разработка способа определения пропусков импульсов управления на тиристоры плеч инвертора электровоза, который не требует установки дополнительного оборудования.

При штатной работе сигналы, пропорциональные длительности коммутации токов плеч инвертора, поступают с датчиков угла коммутации (ДУКов) в систему управления и служат для формирования импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров плеч инвертора. Авторами принято решение - использовать сигналы, пропорциональные длительности коммутации токов плеч ВИПа, для определения моментов пропусков импульсов управления, подаваемых на управляющие электроды тиристоров плеч ВИПа.

В качестве объекта исследования выбран ВИП грузового магистрального электровоза переменного тока серии 3ЭС5К «Ермак» в режиме рекуперативного торможения. ВИП позволяет осуществлять плавное зонно-фазовое регулирование напряжения на тяговых электродвигателях (ТЭД) электровоза в режимах тяги и рекуперативного торможения [7]. Работа преобразователя в режиме рекуперативного торможения осуществляется согласно алгоритму, представленному в таблице 1.

Таблица 1 - Штатный алгоритм управления ВИПа электровоза в инверторном режиме

Зона Направление ЭДС трансформатора Алгоритм работы плеч инвертора

регулирования УБ1 УБ2 УБ3 УБ4 УБ5 УБ6 УБ7 УБ8

IV - Р ар - - - Р -

----- Р - - ар - - - Р

III - - - Р ар - Р -

----- - - Р - - ар - Р

II - Р ар - Р - - -

----- Р - - ар - Р - -

I - - - ар ар - - -

- - ар - - ар - -

Блок-схема имитационной модели силовых цепей одной тележки электровоза 3ЭС5К (рисунок 1) включает в себя ВИП в режиме рекуперативного торможения с двумя параллельно подключенными к нему тяговыми электродвигателями (ТЭД), работающими в генераторном режиме, тяговый трансформатор (ТТ), блок управления ВИПа и блок пропуска сигналов управления [3, 11].

С целью исследования работы ВИПа в режиме рекуперативного торможения при отсутствии коммутации одного из тиристорных плеч преобразователя разработан «Блок пропуска сигналов управления». Данный блок позволяет в необходимый момент времени имитировать пропуски управляющих сигналов (в), подаваемых на тиристорные плечи УБ 1.. .8

ВИПа, тем самым исследовать влияние отказа тиристорного плеча ВИПа на работу электровоза в режиме рекуперативного торможения.

Рисунок 1 - Блок-схема имитационной модели силовых цепей одной тележки электровоза

3ЭС5К в редакторе БтиИпк

В ходе проведения экспериментов на имитационной модели осуществлялись пропуски импульсов управления в на тиристорные плечи УБ2 и УБ7 при работе ВИПа на примере IV зоны регулирования в режиме рекуперативного торможения с разными значениями токов ТЭД электровоза [1 ]. При моделировании была выбрана IV зона регулирования напряжения ВИПа по причине протекания в силовых цепях электровоза максимального тока и прикладываемого максимального напряжения соответственно. В результате моделирования получены кривые токов и напряжений, представленные на рисунках 2 и 3.

Рассмотрим более подробно полученные кривые. При пропуске управляющего импульса в на тиристорные плечи УБ2 (см. рисунок 2) в следующий полупериод напряжения вторичной обмотки ТТ происходит образование короткого замыкания, что приводит к высокой интенсивности нарастания тока в силовых цепях электровоза. Через два периода величина тока достигнет уставки быстродействующих выключателей, что вызовет их срабатывание, вследствие чего процесс инвертирования будет сорван и электровоз резко потеряет тормозной эффект. Дальнейшее следование поезда будет осуществляться с применением только пневматического торможения. Отсутствие резервного (электрического) торможения на электроподвижном составе в значительной степени снижает безопасность движения поездов и является недопустимым.

При пропуске управляющего импульса в на тиристорное плечо У87 (см. рисунок 3) в следующий полупериод напряжения вторичной обмотки ТТ происходит образование короткого замыкания генераторов, но не с начала полупериода, а с момента подачи импульса управления ар. Через три периода величина тока также достигнет уставки быстродействующих выключателей, но в отличие от первого случая из-за образования короткого замыкания только после подачи импульса управления ар интенсивность нарастания тока в цепи преобразователя будет меньше.

По результатам моделирования аварийных процессов инвертора электровоза при пропусках управляющих импульсов в на тиристорные плечи У82 и У87 были получены значения токов якорных обмоток ТЭД 1я, длительности коммутации тиристоров плеч инвертора у и скорости нарастания тока якорей генераторов А/мс, в аварийном и штатном режимах ра-

боты (таблица 2).

а

ей

а

■аг о 0

ей 0 Л

О и £ « о Л

я й « 3 я «

ей

С

к

га

х

св

сИ

и

н с т

к «

о Н

Ь

ей >

1=Д 0} Я Я

0} *

СР

с

ей

К

4000' А, В 3000' 2500' 2000 1500 1000 500 0

-500 -1000 -1500 -2000

\

М у!о ме Ш Юп ка им 1Ш у л! >са у фс 1вл ен ия

л м 1

\ п \

1 а

В >

\ \ и 41 \ в

\ \ \ \

\ \ \ \

\ \ \

к V \ 1

\ 1 / / \ / г \ / 1и

\ ( 7'/ г) \ г \ Г

\ \ \ \

ар в

0

10

20

30

Время I

а

40

60

4000 А, В 3000 2500 2000 1 5 00 1000 500 0

0

10

20 30

Время ?

б

40

60

200 13 100 50 0

0

10

20

1

1 2

-1— 1

1 -л—

Л— 1

1— 20 ь V Л.

Вре3м0я Время Д

40

60

чСигнал ДУКа при пропуске импульса управления

Рисунок 2 - Кривые, характеризующие электромагнитные процессы в инверторе электровоза при пропуске управляющего импульса на тиристорное плечо У82

мс

мс

мс

7

в

4000 А, В 3000 2500 2000 1500

з =1

о 1000 р си

° 05 спп

н я 500

р а

о ^

т В

® 5 п

Я я 0

§ I

н Ц -500

=3

-1000 -1500 -2000

\ 1

М у!о ме нт п1 Ю! жа им у'л! >са у фа шл ен ия

±— ь -|г 1

Г \ к

ч -л _г £ ч _г 1 > *У

ч ч

Л и а

1 - к - А -к Г —А >

Л Л Л Чг *

ар -1 *— -в

0

10

20

30

Время ?

40

60

30

Время/

ч:

й а с

оЗ

я

200 В 100 50 0

1 | 1 1

Л Вр я

.11 .11 1. .11 .11 \ Ь и 60

1 0 ! 1 У, 2 0 3 0 4 0 м с

^\Снгнал ДУКа при пропуске импульса управления

Рисунок 3 - Кривые, характеризующие электромагнитные процессы в инверторе электровоза при пропуске управляющего импульса на тиристорное плечо VS7

мс

в

Таблица 2 - Данные сигналов ДУКа и датчиков тока якорей при типовой и аварийной работе инвертора электровоза переменного тока

Ток инвертора I, А Длительность коммутации у, мс Скорость нарастания тока инвертора А/мс

у = у' + у" (штатно) у = у" (отказ У82) у = у' (отказ У87)

(штатно) (отказ У82) (отказ У87)

300 0,53 0,18 0,28 31,68 112,1 79,21

350 0,55 0,2 0,3 30,05 114,6 80,97

400 0,57 0,21 0,31 28,43 116,7 81,64

450 0,6 0,24 0,35 27,25 118,2 82,44

500 0,63 0,27 0,38 27,01 120,3 83,01

550 0,66 0,29 0,41 26,81 121,5 83,95

600 0,71 0,31 0,43 25,9 122,1 84,31

650 0,76 0,35 0,48 26 122,9 85,94

700 0,83 0,38 0,52 26,62 123,3 86,04

750 0,89 0,43 0,6 27,27 124,8 87,03

800 0,96 0,49 0,67 28,01 125,91 88,4

На основании данных, полученных в ходе моделирования о длительности коммутации в аварийном и штатном режимах работы, построены графики зависимости тока инвертора от длительности коммутации (рисунок 4).

1,2

мс

1,0

я 03 1 к 0,9

к 0,8

2

0,7

о

и 0 6

е О 0,5

X 0,4

ч Я} 0,3

Ё 0,2

ч

1=1 0,1

0

300 350 400 450 500 550 600 Ток якоря тягового электродвигателя 1Я

650

700

А

800

Рисунок 4 - Зависимость длительности коммутации от тока инвертора

В результате анализа длительности коммутации тока ВИПа электровоза установлено, что при аварийной работе преобразователя, вызванной пропуском импульса управления, происходит уменьшение длительности коммутации в два и более раза по сравнению с штатной работой [8, 9]. Исходя из этого определение пропуска импульса управления происходит согласно условию

п2п„+ ^ 0)

где уп - длительность коммутации предыдущего полупериода работы инвертора электровоза; У(п + 1) - длительность коммутации текущего полупериода работы инвертора электровоза.

На основании данных, полученных в ходе математического моделирования о скоростях нарастания тока инвертора в штатном и аварийном режимах работы, построен график зависимости скорости нарастания тока инвертора от величины этого тока (рисунок 5).

ТЗ «

О Н еч

Л О

и еч га и о н еч

га н о га

а §

л н о о а о и О

140 А/мс 120 110 - 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

При отказе УБ2

При отказе УБ7 у'

При штатной работе инвертора ^

300

350

400

450

500

550

600

650

700

А

800

Ток якоря тягового электродвигателя 1Я

Рисунок 5 - Зависимость скорости нарастания тока якоря от его величины

В результате анализа скоростей нарастания токов инвертора электровоза установлено, что при аварийной работе преобразователя, вызванной отказом тиристорного плеча УБ2, происходит резкое увеличение значения силы тока инвертора до 125,91 А/мс, которое в 4,5 раза превышает значение при штатной работе 28,01 А/мс. Однако при отказе тиристорного плеча УБ7 происходит увеличение значения силы тока, но с меньшей интенсивностью -88,4 А/мс, которое в 3,2 раза превышает значение при штатной работе 28,01 А/мс. Разность между скоростями нарастания тока предлагается использовать как критерий для определения отказавшего тиристорного плеча, т. е. после определения наличия отказа одного из плеч инвертора, необходимо сравнить скорости нарастания тока ВИПа согласно условию

¿к „ ч

> 3,5-^, (2)

(п + 1) п

где ---скорость нарастания тока инвертора в текущем полупериоде работы инвертора

йг(п + 1)

электровоза;

—- - скорость нарастания тока инвертора в предыдущем полупериоде работы инвертора

йгп

электровоза.

Если скорость нарастания тока инвертора текущего полупериода -*— превышает

йг( п + 1)

скорость нарастания тока инвертора в предыдущем полупериоде —- в 3,5 раза и более, это

йгп

говорит от том, что отказало тиристорное плечо, участвующее в большом контуре коммутации у'; если разность скоростей нарастания меньше чем в 3,5 раза, то отказало тиристорное плечо участвующее в малом контуре коммутации у".

Предложенный способ оценки образования короткого замыкания позволит с достаточной точностью определить момент пропуска импульса управления на тиристоры плеч инвертора, тем самым предсказать образование режима короткого замыкания в силовых цепях электровоза. Данное техническое решение предлагается использовать для выявления тирис-торных плеч инвертора электровоза, не принявших токовую нагрузку для их дальнейшего резервирования, тем самым исключая режим короткого замыкания и поддерживая силовые цепи электровоза в рабочем состоянии. Сохранение работоспособности электровоза в режиме рекуперативного торможения в значительной степени повышает безопасность движения поездов, сохраняет энергоэффективность пассажирских и грузовых электровозов переменного тока, повышает пропускную способность тяговых плеч при эксплуатации тягового электроподвижного состава.

Исследование проведено при финансовой поддержке «Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» (Фонд содействия инновациям) в рамках договора № 2760ГС1\43121 от 25.10.2018.

Список литературы

1. Skarpetowski G., Schaer R., Medricky K. Patent DE 3601160-C2, 22.10.1987.

2. Капустин, Л. Д. Обеспечение надежности системы управления электроподвижного состава с тиристорными преобразователями [Текст] / Л. Д. Капустин // Вестник ВНИИЖТа / ВНИИЖТ. - М. - 1975. - № 2. - С. 5 - 9.

3. Мельниченко, О. В. Математическое моделирование выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза в аварийных режимах типовым и предлагаемым способами управления [Текст] / О. В. Мельниченко // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование / Иркутский гос. ун-т путей сообщения. - Иркутск. - 2013. - № 4 (40). -С.229 - 233.

4. Мельниченко, О. В. Обеспечение работоспособности электровоза в режиме тяги при аварийных режимах выпрямительно-инверторного преобразователя [Текст] / О. В. Мельниченко / Иркутский гос. ун-т путей сообщения. - Иркутск, 2014. - 169 с.

5. Мельниченко, О. В. Аварийные процессы на первой зоне регулирования напряжения преобразователя электровоза переменного тока и обеспечение его работоспособности [Текст] / О. В. Мельниченко, С. В. Власьевский // Электрификация транспорта / Днепропетровский национальный ун-т ж.-д. трансп. им. академика В. Лазаряна. - Днепропетровск. -2013. - № 6. - С. 101 - 112.

6. Энергетическая стратегия холдинга «Российские железные дороги» на период до 2025 г. и на перспективу до 2030 г. [Текст] / ОАО «РЖД». - М., 2018. - 23 с.

7. Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К): Руководство по эксплуатации [Текст] / Новочеркасский электровозостроительный завод. - Новочеркасск, 2007. - Т. 1, 635 с.; Т. 2, 640 с.

8. Потенциальные условия работы тиристоров в выпрямительно-инверторном преобразователе электровоза ВЛ80Р [Текст] / Б. Н. Тихменев, Ю. В. Басов и др./ Вестник ВНИИЖТа / ВНИИЖТ. - М., 1984. - С. 9 - 20.

9. Тихменев, Б. Н. Подвижной состав электрических железных дорог. Теория работы электрооборудования, электрические схемы и аппараты: Учебник [Текст] / Б. Н. Тихменев, Л. М. Трахтман. - М.: Транспорт, 1969. - 408 с.

10. Пат. 2659756 Российская Федерация, МПК B 60 L 9/12, B 60 L 7/16, H 02 P 7/295, H 02 M 7/1555, B 60 L 2200/26. Способ повышения работоспособности электровозов переменного тока в режиме рекуперативного торможения и устройство для его реализации [Текст] / Устинов Р. И., Мельниченко О. В., Портной А. Ю., Шрамко С. Г., Линьков А. О., Ягов-

кин Д. А.; заявитель и патентообладатель Иркутский государственный университет путей сообщения. - № 2016146239; заявл. 24.11.2016; опубл. 03.07.2018, Бюл. № 19.

11. Устинов, Р. И. Моделирование аварийных процессов выпрямительно-инверторных преобразователей электровоза при пропуске управляющих импульсов [Текст] / Р. И. Устинов, О. В. Мельниченко // Вестник Иркутского гос. техн. ун-та / Иркутский гос. техн. ун-т. - Иркутск. - 2018. - № 3. - С. 244 - 254.

References

1. Kapustin L. D. Ensuring the reliability of the control system of electric rolling stock with thyristor converters [Obespechenie nadyozhnosti sistemy upravleniya elektropodvizhnogo sostava s tiristornymi preobrazovatelyami]. Vestnik VNIIZHT. 1975, no. 2, pp. 5 - 9.

2. EHlektrovoz magistral'nyj 2EHS5K (3EHS5K). Rukovodstvo po ehkspluatacii (User manual. The mainline electric locomotive 2ES5K (3ES5K)), Novocherkassk, 2007. -volume 1, 635 p., volume 2, 640 p.

3. EHnergeticheskaya strategiya Holdinga «Rossijskie zheleznye dorogi» na period do 2025 g. i na perspektivu do 2030 g. (Energy strategy of the Holding «Russian Railways» for the period up to 2025 and for the future up to 2030), Moscow, Russian Railways, 2018, 23 p.

4. Melnichenko O. V. Mathematical modeling of electric locomotive rectifier-inverter converter in emergency modes with standard and proposed control methods [Matematicheskoe modelirovanie vypryamitel'no-invertornogo preobrazovatelya ehlektrovoza v avarijnyh rezhi-mah s tipovym i predlagaemym sposobami upravleniya]. Modern technologies. System analysis. Modeling, 2013, no. 4 (40), pp. 229 - 233.

5. Melnichenko O. V. Obespechenie rabotosposobnosti ehlektrovoza v rezhime tyagi pri avarijnyh rezhimah vypryamitel'no-invertornogo preobrazovatelya (Ensure the operability of the locomotive in the traction mode under emergency conditions, the rectifier-inverter converter). Irkutsk: Irkutsk state University of railway engineering Publ., 2014, 169 p.

6. Melnichenko O. V., Vlasyevsky S. V. Emergency processes on the first zone of voltage regulation of the converter of the electric locomotive of alternating current and ensuring its operability [Avarijnye processy na pervoj zone regulirovaniya napryazheniya preobrazovatelya ehlektrovoza peremennogo toka i obespechenie ego rabotosposobnosti]. Electrification of transport, 2013, no. 6, pp. 101 - 112.

7. Skarpetowski G., Schaer R., Medricky K. Patent DE 3601160 C2, 22.10.1987.

8. Tikhmenov, Yu. V. Basov, V. V. Nakhodkin. Potential operating conditions of thyristors in rectifier-inverter Converter of electric locomotive VL80R [Potencial'nye usloviya raboty tiristorov v vypryamitel'no-invertornom preobrazovatele ehlektrovoza VL80R]. Vestnik VNIIZHT. 1984, pp. 9 - 20.

9. Tikhmenev B. N., Trachtman L. M. Podvizhnoj sostav ehlektricheskih zheleznyh dorog. Teoriya raboty ehlektrooborudovaniya, ehlektricheskie skhemy i apparaty (Electric Rolling stock of Railways. Theory of electrical equipment, electrical circuits and devices). Moscow: Transport Publ, 1969, 408 p.

10. Ustinov R. I., Melnichenko O. V., Portnoy Y. A., Shramko S. G., Linkov A. O., Yagovkin D. A. Patent RU 2659756 C2, 03.07.2018.

11. Ustinov R. I., Melnichenko O. V. Modeling of emergency processes, rectifier-inverter converter locomotive with the pass of the control pulse [Modelirovanie avarijnyh processov vypryamitel'no-invertornyh preobrazovatelej ehlektrovoza pri propuske upravlyayushchih im-pul'sov]. Bulletin of Irkutsk technical University, 2018, no. 3, pp. 244 - 254.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Устинов Роман Иванович

Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС).

Чернышевского ул., д. 15, г. Иркутск, 664074, Российская Федерация.

Аспирант, учебный мастер кафедры «Электроподвижной состав», ИрГУПС.

Тел.: +7(924)820-93-53.

E-mail: [email protected]

Мельниченко Олег Валерьевич

Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС).

Чернышевского ул., д. 15, г. Иркутск, 664074, Российская Федерация.

Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Электроподвижной состав», Ир-ГУПС.

Тел.: +7(902)170-24-37.

E-mail: [email protected]

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Устинов, Р. И. Разработка способа оценки образования короткого замыкания в силовых цепях инвертора электровоза [Текст] / Р. И. Устинов, О. В. Мельниченко // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2019. - № 1 (37). -С. 35 - 44.

INFORMATION ABOUT THE AUTORS

Ustinov Roman Ivanovich

Irkutsk State Transport University (ISTU). 15 Chernyshevsky St., Irkutsk 664074, Russian Federation

Graduate student, educational master of the department «Electric rolling stock», ISTU. Phone: +7(924)820-93-53. E-mail: [email protected]

Melnichenko Oleg Valeryevich

Irkutsk State Transport University (ISTU). 15 Chernyshevsky St., Irkutsk 664074, Russian Federation

Doctor of Technical Sciences, Professor, head of department « Electric rolling stock», ISTU. Phone: +7(902)170-24-37. E-mail: [email protected]

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Ustinov R. I., Melnichenko O. V. Development of evaluation method of formation short circuit in the power circuits of the inverter of electric locomotive. Journal of Transsib Railway Studies, 2019, vol. 1, no 37, pp. 35 - 44 (In Russian).

УДК 629.423.31; 681.5.015.8

В. В. Харламов, П. К. Шкодун, А. Д. Галеев

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ МЕЖВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ЯКОРНОЙ ОБМОТКИ

ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ЛОКОМОТИВОВ

Аннотация. Статья посвящена вопросу повышения качества диагностирования технического состояния изоляции якорной обмотки тягового электродвигателя постоянного тока с учетом ее частотных свойств, для этого сформирована схема замещения якорной обмотки, приведены результаты экспериментальных исследований частотных характеристик якорной обмотки как двухполюсника и установлены частотные зависимости полного, реактивного и активного сопротивления. С помощью методики синтеза реактивных двухполюсников показано формирование канонических схем Кауэра первого и второго рода, для которых определены численные значения параметров реактивных элементов. Рассмотрена зависимость между значениями элементов схем замещения и местом возникновения межвиткового замыкания с целью дальнейшего формирования диагностической модели на основе полученных результатов.

Ключевые слова: тяговый электродвигатель, синтез схемы замещения, обмотка якоря, двухполюсник, частотные характеристики.

Viktor V. Kharlamov, Pavel K. Shkodun, Albert D. Galeev

Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation

DIAGNOSIS OF RAILWAY ROAD ENGINE TRACTION MOTOR ARMATURE WINDING TURN-TO-TURN INSULATION