CC BY
49
УДК 629.423
А. С. Мазнев, А. А. Киселев
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС),
г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
УЛУЧШЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ПОСТОЯННОГО ТОКА
Аннотация. Рассмотрены возможности улучшения регулировочных свойств и технических характеристик электрического подвижного состава с коллекторными тяговыми электродвигателями. Полупроводниковые приборы позволяют повысить плавность пуска тяговых двигателей за счет более равномерного повышения напряжения, плавного регулирования тока возбуждения в тяговом и тормозном режимах. Разработаны варианты упрощенных силовых схем восьмиосных электровозов постоянного тока с минимальным числом коммутационных электрических аппаратов, позволяющие снизить массу и габариты оборудования, повысить надежность функционирования силовых цепей. Рассмотрены схемные решения защиты колесных пар электровоза от боксования и юза за счет усиления возбуждения тяговых двигателей. Отмечена роль полупроводниковых преобразователей в совершенствовании подвижного состава с комбинированным и двойным питанием. Перечислены способы повышения эффективности электрического торможения коллекторными тяговыми двигателями. Отмечена необходимость применения адаптивных микропроцессорных систем управления полупроводниковыми преобразователями для расширения их функциональных возможностей и реализации оптимальных параметров электроподвижного состава постоянного тока.
Ключевые слова: электровоз постоянного тока, тяговый электродвигатель, импульсное регулирование, полупроводниковый прибор.
Aleksandr S. Maznev, Aleksandr A. Kiselev
Petersburg State Transport University (PSTU), St. Petersburg, the Russian Federation
IMPROVING OF CONTROLLING INDEXES ON DC RAILWAY STOCK
Abstract. In the article the possibilities of improving the adjustment properties and technical characteristics of electric rolling stock with collector traction motors are considered. Semiconductor devices can improve the smoothness of the traction motors start-up due to a more even voltage increase, smooth regulation of the field current in the traction and braking modes. Variants of simplified power circuits of eight-axis direct current electric locomotives with a minimum number of switching electrical devices have been developed, allowing to reduce weight and size of the equipment, increase the reliability of power circuits operations. Circuit solutions for protecting the wheelset of an electric locomotive from boxing and skidding by enhancing the traction motors field are considered. The role of semiconductor converters in the improvement of rolling stock with a combined and dual power is noted. The ways to improve the efficiency of electric braking by collector traction motors are listed. The necessity of using adaptive microprocessor control systems for semiconductor converters for expanding their functional capabilities and realizing optimal parameters of direct current rolling stock is noted.
Keywords: DC railway stock, traction electric motor, pulse regulation, semiconductor device.
Современные силовые полупроводниковые приборы открывают новые возможности совершенствования тягово-энергетических и эксплуатационных характеристик электровозов постоянного тока с коллекторными тяговыми двигателями. Одним из важнейших тяговых показателей является гибкость регулирования силы тяги, скорости, мощности, коэффициента полезного действия (КПД) локомотива.
Применяемые на электроподвижном составе (ЭПС) контакторно-резисторные системы управления могут быть модернизированы путем использования полностью управляемых «ключей» (на основе тиристоров GTO, MCT, IGCT или транзисторов IGBT, IEGT).
На рисунке 1 изображены упрощенные схемы силовой цепи электровоза постоянного тока с тремя соединениями тяговых двигателей, на каждом из которых для регулирования величины сопротивления пусковых резисторов ^ — применены двухоперационные тирис-
торы Т1 - Т4, позволяющие плавно изменять мощность, подводимую к тяговым электродвигателям, что дает возможность реализовать пусковой ток, ограниченный условиями сцепления, повысить ускорение и снизить расход электроэнергии при пуске.
V*'
Н
Рисунок 1 - Схемы импульсного регулирования пусковых резисторов: а - при последовательном соединении; б - последовательно-параллельном соединении; в - параллельном соединении тяговых двигателей
Представленный на рисунке 1 вариант схемы позволяет ограничить броски тока якорей двигателей при колебании напряжения питания и, что особенно важно, в случаях, связанных с потерей питания.
Непрерывность тока, потребляемого от контактной сети, исключает необходимость использования дополнительных силовых элементов (обратные диоды, шунтирующие обмотки тяговых двигателей, конденсатор и реактор входного фильтра) в схемах импульсного регулирования сопротивления с помощью управляемых «ключей», работающих на частоте, ограниченной их техническими характеристиками.
Структура регулятора определяется параметрами полупроводниковых приборов: типом и классом по напряжению. Для уменьшения стоимости преобразователя пусковые сопротивления целесообразно разбить на нерегулируемые и регулируемые импульсными прерывателями ступени [1]. Нерегулируемые ступени закорачиваются контакторами после того, как коэффициент заполнения преобразователя достигает единицы. При равенстве сопротивлений ступеней обеспечивается постоянство максимального значения пускового тока.
Применение импульсного регулирования напряжения питания для пуска тяговых двигателей еще больше снижает потери при пуске ЭПС и потребление тока при плавном его увеличении, что особенно важно в условиях интенсивного движения. Уменьшение провалов напряжения контактной сети может повысить техническую скорость ЭПС. Это обстоятельство при некотором увеличении расхода электроэнергии на тягу позволяет сократить время хода по перегону. Расчеты, выполненные в статье [2], показывают увеличение удель-
ного расхода электроэнергии на тягу на 7.. .10 % при повышении средней скорости движения поезда массой 6000 т с 50 до 60 км/ч [3].
При перегруппировке тяговых электродвигателей электровозов имеет место снижение сил тяги, которое можно устранить за счет диодного перехода. Диод, включаемый на переходной позиции, препятствует возникновению кратковременного генераторного режима и разделяет параллельные ветви двигателей.
Особенностью грузовых восьмиосных электровозов постоянного тока является неравномерность распределения напряжения тяговых двигателей при различных группировках: 375 В на последовательном (С), 750 В на последовательно-параллельном (СП) и 1500 В на параллельном (П) соединении. Область скоростей между автоматическими тяговыми характеристиками двух последних группировок лежит между 40 и 65 км/ч и является наиболее используемой в эксплуатации. При тяге поездов повышенной массы на расчетных подъемах электровоз вынужден следовать либо на искусственных позициях с реостатами, либо на СП позиции с нормальным возбуждением и скоростью 25 - 30 км/ч [4], что существенно снижает техническую скорость. Движение на позициях с ослаблением возбуждения на расчетном подъеме неблагоприятно ввиду мягкости тяговых характеристик.
Для повышения экономичности и плавности пуска грузовых восьмиосных электровозов постоянного тока целесообразно увеличить число группировок соединения тяговых двигателей до четырех: последовательное, два вида последовательно-параллельных (СП1 и СП2), параллельное [5].
Дополнительное последовательно-параллельное соединение содержит три группы (в отличие от штатного последовательно-параллельного соединения), две из которых содержат по три последовательно соединенных двигателя, а третья - импульсный регулятор (ИР) и два последовательно соединенных двигателя (рисунок 2). Такая структура схемы позволяет получать более равномерное повышение напряжения на электродвигателях (375 В, 750, 1000 и 1500 В).
Рисунок 2 - Упрощенная принципиальная силовая схема электровоза с дополнительным последовательно-параллельным соединением тяговых двигателей
На рисунке 3 изображен вариант схемы силовой цепи электровоза для работы на соединениях СП1 и СП2 [6]. Последовательность замыкания контакторов при переходе с одного соединения двигателей на другое приведена в таблице (прочерком обозначены переходные позиции).
Рисунок 3 - Принципиальная схема электровоза постоянного тока с дополнительным последовательно-параллельным соединением тяговых двигателей
Последовательность замыкания контакторов при переходе с СП1 на СП2 соединение
Контакторы К1 К2 КЗ К4 К5 К6 К7 К8 К9
СП1 • • • •
- • • • •
- • •
СП2 • • • • •
Тяговые характеристики для четырех схем соединения тяговых двигателей электровоза изображены на рисунке 4.
Логическим продолжением разработок по улучшению регулировочных свойств, позволяющих одновременно снизить пусковые потери, является вариант силовой цепи восьмиос-ного электровоза, принципиальная схема которой изображена на рисунке 5. За счет увеличения числа преобразователей (два вместо одного) по сравнению со схемой, изображенной на рисунке 3, появляется возможность значительно упростить структуру силовой цепи элект -ровоза.
Пуск электровоза с такой структурой реализуется с последовательно-параллельного соединения тяговых двигателей. Контакторы К1 - К4 разомкнуты. При отпирании импульсных преобразователей ИР1 и ИР2 двигатели соответствующих параллельных ветвей получают питание от контактной сети. После запирания импульсных преобразователей токи каждой пары тяговых двигателей замыкаются через обратные диоды Д1, Д3, Д4, Д6 и разделитель-
ные диоды Д2 и Д5. При коэффициенте заполнения, равном единице, последовательно соединенные двигатели каждой параллельной ветви подключаются непосредственно к источнику питания.
Рисунок 4 - Тяговые характеристики электровоза постоянного тока с четырьмя группировками двигателей
Рисунок 5 - Принципиальная схема электровоза постоянного тока импульсными преобразователями и двумя группировками соединений ТЭД (последовательно-параллельное и параллельное)
Переход с последовательно-параллельного соединения на параллельное осуществляется за счет замыкания контакторов К1 - К4 после предварительного уменьшения коэффициента заполнения до 0,5, что обеспечивает плавный переход без бросков тока якорей. На параллельном соединении при запертых импульсных преобразователях ИР1 и ИР2 ток каждой пары тяговых двигателей замыкается через разделительные диоды. В дальнейшем коэффициент заполнения увеличивается до единицы.
За счет сдвига времени отпирания одного импульсного преобразователя по отношению к другому повышается частота отбора энергии от источника питания, что позволяет снизить массу и габариты входного фильтра. Аналогично схемам, изображенным на рисунке 1, данная структура способна ограничить броски тока двигателей в случае колебаний напряжения контактной сети вплоть до перебоя питания. За счет исключения групповых реостатных контроллеров и пусковых резисторов с заменой на силовые полупроводниковые приборы и входной фильтр повышаются надежность и массогабаритные показатели электрооборудования ЭПС.
Для повышения плавности регулирования скорости движения за счет ослабления возбуждения электродвигателей может быть применена схема, использующая полностью управляемые полупроводниковые приборы (рисунок 6). Отсутствие индуктивных шунтов улучшает массогабаритные показатели оборудования подвижного состава [7].
Рисунок 6 - Схема импульсного ослабления возбуждения
С увеличением массы поезда на участках с трудным профилем возрастают вероятность нарушения сцепления колесных пар с рельсами и необходимость в более совершенных устройствах обнаружения и устранения боксования и юза.
Проскальзывание колесных пар, переходящее в боксование или юз, особенно может усугубиться при пуске электровоза с поддержанием постоянства пускового тока. Для быстродействующей системы регулирования напряжения на двигателях необходима не менее быстродействующая система обнаружения и защиты боксования и юза [8].
Известны многочисленные разработки систем контроля скольжения колесных пар, эффективность которых может быть повышена за счет полупроводниковых устройств, способных выявлять развивающийся процесс боксования и юза при любом знаке напряжения статического небаланса и скольжения любой из двух колесных пар тележки ЭПС.
Эффективны системы обнаружения боксования и юза с помощью датчиков скорости. Оборудование электровоза микропроцессорной системой управления интеграции подобных систем малозатратно.
Применение в качестве противобоксовочного средства песка приводит к быстрому засорению балластного слоя, требует сложной и дорогостоящей его очистки, увеличивает основное сопротивлению движению. Поэтому предпочтительней использовать электрические средства повышения сцепления [9].
Улучшение тяговых свойств электровозов возможно за счет последовательно-независимого возбуждения тяговых двигателей. В качестве возбудителя целесообразно использовать статические полупроводниковые преобразователи.
В этом случае для согласования падения напряжения на обмотках возбуждения двигателей и напряжения контактной сети целесообразно использовать трансформатор, обеспечивающий гальваническую развязку. Выполнение вторичной обмотки трансформатора в виде двух секций, подключаемых соответствующими тиристорами выпрямительного моста к обмоткам возбуждения пары двигателей одной тележки, позволяет селективно изменять токи возбуждения соответствующих тяговых двигателей.
При увеличении тока подпитки возбуждения двигателя, вращающего колесную пару с нарушенным сцеплением, на 80 % относительно тока второго двигателя тележки сила тяги боксующей колесной пары снижается на 30 % (до уровня, соответствующего нормальным условиям сцепления) [10].
Импульсные методы регулирования ЭПС дают возможность изменять ток возбуждения /в, ослабляя и усиливая его, за счет подпитки обмоток возбуждения током якорей /я смежной параллельной группы тяговых двигателей (рисунок 7).
Величина коэффициента возбуждения р определяется выражением:
2•[Я1 • (1 - X) + Я, ] Р 1Я Я • (1 - X) + Я, + 4 • Яв '
где Я2 - сопротивление первого и второго резисторов, Ом;
Яв - сопротивление обмотки возбуждения двигателя, Ом;
X - коэффициент заполнения импульсного преобразователя VS1 [11].
1А1
Рисунок 7 - Схема импульсного усиления возбуждения
При непроводящем состоянии импульсного преобразователя VS1 и включении полностью управляемого тиристора УБ2 по обмоткам возбуждения ОВ1 - ОВ4 протекает сумма токов обеих групп обмоток якорей (1, 2 и 3, 4) и коэффициент возбуждения в равен максимальному значению 1,8 (так как часть тока двух ветвей тяговых двигателей протекает через резисторы Я1 и Я2). Тиристор У82 обеспечивает защиту тяговых электродвигателей в нестационарных режимах работы. По мере роста тока якоря /я коэффициент заполнения X увеличивается вместе с уменьшением 3, обеспечивая стабилизацию тока возбуждения /в. При коэффициенте заполнения X, равном единице, коэффициент 3 снижается до 0,84.
Полупроводниковая элементная база, применяемая на электрическом подвижном составе, и накопители энергии (аккумуляторы, конденсаторы и т. д.), которые в настоящее время используются для целей тяги, дают возможность совершенствовать тяговый привод с комбинированным или двойным питанием. Примером могут служить контактно-аккумуляторные
электровозы (ВЛ26), маневровые вагоны метрополитена, тепловозы, потребляющие энергию от контактной сети (ЭТГ001) или от второго автономного источника (ТЭМ9Н), и др.
На отечественных железных дорогах эксплуатируются электровозы двойного питания (ЭП10, ЭП20, 2ЭВ120, ВЛ82, ВЛ82М). Скорость коллекторных тяговых двигателей электровозов, эксплуатируемых на участках, электрифицированных на постоянном токе, регулируется с помощью пусковых резисторов. Для улучшения энергетических показателей системы регулирования целесообразно применить преобразователи постоянного-постоянного тока (DC-DC) понижающего или повышающего типа. В последнем случае преобразователь позволяет устранить непосредственную связь контактной сети и тяговых двигателей, что дает возможность оптимизировать их параметры и повысить уровень напряжения источника питания.
ЭПС с автономным источником питания (дизельный и газотурбинный генератор, накопители электрической или механической энергии) могут эксплуатироваться как на участках с напряжением питания 3 и 25 кВ, так и на неэлектрифицированных. На малодеятельных участках железной дороги данный вид подвижного состава может применяться в качестве источника питания.
Полупроводниковые устройства дают возможность повысить эффективность электрического торможения и расширить диапазон регулирования скорости движения. Включение импульсного преобразователя между якорем и обмоткой возбуждения позволяет влиять на степень усиления (моторный режим) или ослабления (электрическое торможение) магнитного потока тягового двигателя, обеспечивая при этом электрическую устойчивость работы генератора с последовательным возбуждением [12]. За счет замены вращающегося преобразователя независимого питания обмоток возбуждения можно увеличить максимальный магнитный поток двигателя и скоростной диапазон применения рекуперативного торможения вместе со снижением эксплуатационных расходов на эксплуатацию электрооборудования. Применение импульсной рекуперации позволяет расширить зону рекуперации практически до полной остановки.
При всех преимуществах полупроводниковые приборы чувствительны к токам перегрузки и перенапряжениям, которые могут возникать при коммутации либо атмосферном воздействии, так как собственная способность ^-и-переходов к рассеиванию энергии незначительна. Поэтому необходимо оборудовать ЭПС быстродействующими средствами защиты импульсных преобразователей.
Одним из возможных вариантов является устройство ограничения перенапряжений на конденсаторе входного фильтра, содержащее цепь из диода, резистора и тиристора, шунтирующую реактор фильтра в обратном направлении. Параллельно тиристору подключены резистор и варистор, которые ограничивают перенапряжение до момента отпирания тиристора [13].
Дальнейшее повышение технико-экономических показателей ЭПС, оборудованного статическими полупроводниковыми преобразователями, идет по пути совершенствования систем управления. Современный уровень вычислительной базы (микропроцессоры и микроконтроллеры) позволяет реализовать алгоритмы управления высокой сложности и адаптивные системы на их основе.
Расширение функциональных возможностей систем управления и улучшение регулировочных свойств (точность, быстродействие и т. д.) могут быть достигнуты за счет использования искусственных нейронных сетей и регуляторов с нечеткой логикой, например, в замкнутых системах управления импульсными преобразователями в режимах пуска и электрического торможения тяговых двигателей ЭПС постоянного тока. Особенностями таких систем является возможность контролировать параметры нагрузки цепи (напряжение, ток, частота, скорость).
Приведенный материал показывает возможность улучшения регулировочных свойств и технико-экономических показателей электровозов постоянного тока за счет внедрения полупроводниковых устройств с различной структурой силовой цепи.
Применение полупроводниковых приборов способствует снижению потерь энергии при пуске электровоза, повышению эффективности использования локомотива по сцеплению, расширению диапазона регулирования скорости за счет создания дополнительных естественных тяговых характеристик, повышению надежности и снижению массы и габаритов электрооборудования.
Полупроводниковые преобразователи могут применяться в качестве устройств согласования тягового электропривода и автономного источника питания в гибридных локомотивах, открывая возможность эксплуатации энергоэффективного подвижного состава на любых участках железной дороги.
Отмечена необходимость применения адаптивных систем управления импульсными преобразователями для реализации оптимальных параметров подвижного состава.
Список литературы
1. Некрасов, В. И. Импульсное управление тяговыми двигателями электрического подвижного состава постоянного тока: Учебник [Текст] / В. И. Некрасов / ЛИИЖТ. - Л., 1972. - 115 с.
2. Бакланов, А. А. Энергетический баланс движения для решения задач снижения расхода электроэнергии на тягу поездов [Текст] / А. А. Бакланов // Транспорт: наука, техника, управление / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2005. - № 6. - С. 32 - 35.
3. Бакланов, А. А. Влияние скорости движения на энергозатраты грузовых поездов [Текст] / А. А. Бакланов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. -2018. - № 1 (33). - С. 2 - 12.
4. Лисицын, А. Л. Тяговое обеспечение перевозочного процесса: Учебник [Текст] / А. Л. Лисицын, Л. А. Мугинштейн. - М.: Интекст, 1996. - 158 с.
5. Курбасов, А. С. Тяговые возможности электровозов ВЛ10 можно улучшить [Текст] / А. С. Курбасов, Б. А. Курбасов // Локомотив: Массовый производственный журнал. - М. -2004. - № 5. - С. 24 - 25.
6. Пат. 183291 Российская Федерация, МПК В 60 Ь 7/16. Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава [Текст] / Мазнев А. С., Киселев А. А.; заявитель и патентообладатель Петербургский гос. ун-т путей сообщения. - № 2018105805; заявл. 15.02.2018; опубл. 17.09.2018, Бюл. № 26.
7. Баранов, В. А. Импульсное регулирование при последовательно-независимом возбуждении тяговых двигателей электровозов постоянного тока [Текст] / В. А. Баранов // Вестник ВЭлНИИ / ВЭлНИИ. - Новочеркасск. - 2009. - № 2. - С. 187 - 194.
8. Есин, Н. В. Электронная селективная система защиты от боскования электровозов с зонно-фазным регулированием напряжения [Текст]: Дис... канд. техн. наук: 05.22.07 / Есин Николай Васильевич. - Омск, 2000. - 170 с.
9. Режимы работы магистральных электровозов: Учебник [Текст] / О. А. Некрасов,
A. Л. Лисицын и др. - М.: Транспорт, 1984. - 231 с.
10. А. с. 909783 СССР, МПК 5Н 02Р. Двухдвигательный электропривод [Текст] / Гиор-гадзе Д. П., Колычев Г. К., Мазнев А. С., Путкарадзе Г. В., Чочели Ш. И.; заявитель и патентообладатель Ленинградский ин-т инж. ж.-д. трансп. - № 2955701; заявл. 09.07.1980; опубл. 28.02.1982, Бюл. № 8.
11. Тяговые электрические машины: Учебник [Текст] / В. Г. Щербаков, А. Д. Петрушин и др. / УМЦ ЖДТ. - М., 2016. - 614 с.
12. Мазнев, А. С. Определение пульсаций токов в тяговом двигателе с разделенными цепями якоря и возбуждения при импульсном регулировании [Текст] / А. С. Мазнев,
B. И. Некрасов, Ю. С. Боголюбов // Известия вузов. Электромеханика / Новочеркасский по-литехн. ин-т. - Новочеркасск. - 1982. - № 5. - С. 536 - 539.
13. А. с. 984376 СССР, МПК 5H 02H. Устройство для защиты от перенапряжений цепей с индуктивностью [Текст] / Мазнев А. С., Шевцов Ю. А., Елсуков В. А., Червяков В. В. -№ 2723622; заявл. 14.02.1979; опубл. 23.11.1981, Бюл. № 27.
References
1. Nekrasov V. I. Impul'snoe upravlenie tyagovymi dvigatelyami ehlektricheskovo podvizhnovo sostava (Electric traction DC motor pulse controlling). Leningrad: Leningrad Institute of Railway Transport Engineers, 1972, 115 p.
2. Baklanov A. A. Energy balance of motion for reducing energy consumption for traction of trains [Ehnergeticheskij balans dvizheniya dlya resheniya zadach snizheniya raskhoda ehlek-troehnergii na tyagu poezdov]. Transport: nauka, tekhnika, upravlenie - Transport: science, technology, management. 2005, no. 6, pp. 32 - 35.
3. Baklanov A. A. Influence of speed on energy consumption of freight trains [Vliyanie skoros-ti dvizheniya na ehnergozatraty gruzovyh poezdov]. Izvestiya Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies, 2018, no. 1 (33), pp. 2 - 12.
4. Lisitscyn A. L., Muginstein L. A. Tyagovoe obespechenie perevozochnovo protcessa (Traction support of the transportation process). Moscow: Intekst, 1996, 158 p.
5. Kurbasov A. S., Kurbasov B. A. Traction capabilities of electric locomotives VL10 can be improved [Tyagovye vozmozhnosti ehlektrovozov VL10 mozhno uluchshit']. Lokomotiv - The locomotive: mass production journal. 2004, no. 5, pp. 24 - 25.
6. Maznev A. S., Kiselev A. A. Patent RU183291 U1, 15.02.2018.
7. Baranov V. A. Pulse control at serial-independent excitation of DC electric locomotives traction motors [Impul'snoe regulirovanie pri posledovatel'no-nezavisimom vozbuzhdenii tyagovyh dvigateley ehlektrovozov postoyannovo toka]. Vestnik VELNII - VELNII Messenger, 2009, Is. 2, pp. 187 - 194.
8. Esin N. V. Ehlektronnaya selektivnaya sistema zaschity ot boksovaniya ehlektrovozov s zonno-phazovym regulirovaniem napryazheniya (Electronic selective blocking protection system for electric locomotives with zone-phase voltage regulation). Candidate's thesis, Omsk, OSTU, 2000, 170 p.
9. Nekrasov O. A., Lisitscyn A. L., Muginstein L. A., Rakhamaninov V. I. Rezhimy raboty magistral'nyh ehlektrovozov (Main electric locomotives modes of operation). Moscow: Transport, 1984, 231 p.
10. Gyiorgadze D. P., Kolychev G. K., Maznev A. S., Putkaradze G. V., Chocheli Sh. I. Authorship sertificate SU909783 A1, 09.07.1980.
11. Scherbakov V. G., Petrushin A. D., Khomenko B. I., Sedov V. I., Pakhominov S. A., Maznev A. S., Kolpahchyan P. G. Tyagovye ehlektricheskie mashiny (Traction electric machines). Moscow: Educational and methodological center for education in railway transport, 2016, 614 p.
12. Maznev A. S., Nekrasov V. I., Bogolyubov U. S. Determination of current pulsations in the traction motor with separated armature and field circuits with pulse regulation [Ohpredelenie pul-satciy tokov v tyagovom dvigatele s razdelennymi tcepyami yakorya I vozbuzhdeniya pri im-pul'snom regulirovanii]. Ehlectromekhanika -Electromechanics, 1982, no 5, pp. 536 - 539.
13. Maznev A. S., Shevtscov Yu. A., Yelsukov V. A., Chervyakov V. V. Authorship sertificate SU 984376 A2, 14.02.1979.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Мазнев Александр Сергеевич
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС).
Московский пр., 9, г. Санкт-Петербург, 190031, Российская Федерация.
Доктор технических наук, профессор кафедры «Электрическая тяга», ПГУПС. Тел.: +7 (812) 457-85-36. E-mail: maznev-as@mail.ru.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Maznev Aleksandr Sergeevich
Emperor Aleksander I St. Petersburg State Transport University (PSTU).
9, Moskovskiy av., St. Petersburg, 190031, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, Professor of the department «Electric Traction», PSTU.
Phone: +7 (812) 457-85-36. E-mail: maznev-as@mail.ru.
Киселев Александр Александрович
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС).
Московский пр., 9, г. Санкт-Петербург, 190031, Российская Федерация.
Аспирант кафедры «Электрическая тяга», ПГУПС.
Тел.: +7 (921) 411-53-06.
E-mail: akiselev1995@mail.ru.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Мазнев, А. С. Улучшение регулировочных свойств электрического подвижного состава постоянного тока [Текст] / А. С. Мазнев, А. А. Киселев // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. -2019. - № 1 (37). - С. 17 - 27.
Kiselev Aleksandr Aleksandrovich
Emperor Aleksander I St. Petersburg State Transport University (PSTU).
9, Moskovskiy av., St. Petersburg, 190031, the Russian Federation.
Postgraduate of the department «Electric Traction», PSTU.
Phone: +7 (921) 411-53-06.
E-mail: akiselev1995@mail.ru.
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Maznev A. S., Kiselev A. A. Improving the adjusting properties of DC electric rolling stock. Journal of Transsib Railway Studies, 2019, vol. 1, no 37, pp. 17 - 27 (In Russian).
УДК 629.4
Н. И. Мануилов
Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС), г. Иркутск, Российская Федерация
АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГЛАВНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ ЛОКОМОТИВА НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЕЗДНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Аннотация. Предметом исследования данной статьи является давление в главном резервуаре локомотива. Цель исследования - получить и проанализировать уникальные данные снижения давления в главном резервуаре локомотива. При проведении поездных испытаний разработанной автором системы диагностики тормозной сети поезда получены данные изменения давления в главном резервуаре локомотива в зависимости от управляющих воздействий машиниста в режиме реального времени. Достигнуто это с помощью установки датчика измерения давления в питательную магистраль локомотива и обработки данных с помощью программно-технического комплекса системы диагностики тормозной сети поезда. В работе применены методы математического анализа, метод эксперимента, аналитический метод. В результате работы описаны кривые снижения давления в соответствии с процессами, протекающими в главных резервуарах локомотива в процессе поездной работы. Произведено объяснение протекания пневматических процессов в соответствии с учетом специфики работы тормозного оборудования подвижного состава железных дорог. Произведен эксперимент замера плотности тормозной сети поезда машинистом и системы диагностики тормозной сети поезда, представлена сходимость результатов. Также определены количественные показатели скорости измерения штатным и предлагаемым способами. Результаты исследований применены для совершенствования методов и средств диагностики тормозной сети поезда, моделирования пневматических процессов тормозной системы поезда. Кривые снижения давления имеют свой газодинамический характер, позволяющий определять режим работы тормозной системы, а также осуществлять диагностику неисправностей тормозной сети поезда, таких как перекрытие концевых кранов, утечки в пути следования.
Ключевые слова: главные резервуары, безопасность движения, плотность тормозной сети поезда, тормоза, эксперимент, система диагностики, изменение давления.
Nikita I. Manuilov
Irkutsk State University of Railways (IRGUPS), Irkutsk, the Russian Federation
ANALYSIS OF CHANGE OF PRESSURE IN THE MAIN RESERVES OF LOCOMOTIVE BASED ON THE RESULTS OF TRAIN TESTS
Abstract. The subject of this article is the pressure in the main reservoir of the locomotive. The purpose of the study is to obtain and analyze unique data on pressure reduction in the main reservoir of the locomotive. When carrying out train tests developed by the author of the train brake diagnostic system, pressure changes in the main reservoir of the locomotive were obtained depending on the driver's control effects in real time. This was achieved by installing a sensor measuring the pressure in the nutrient line of the locomotive and processing data using the software and hard-
