Модернизация силовых цепей тягового подвижного состава со-держащих ролупроводниковые преобразователи

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………................7
1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ТЯГОВЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ……………………………………………..10
2 РАЗРАБОТКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА МОТОРВАГОННОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ …………..................14
2.1 Тяговый привод электропоезда ЭТ2А……….…………………………14
2.2 Тяговый привод скоростного электропоезда «Сокол» ……………….19
2.2.1 Система управления тяговым приводом ….………………………….21
2.2.2 Силовой преобразователь……………………………………………...22
2.2.3 Асинхронный тяговый двигатель...……………………………………24
2.2.4 Система управления электропоездом…………………………………25
2.3 Асинхронный тяговый двигатель НТА-350 электропоезда ЭН3………27
2.4 Электропоезд АЛЛЕГРО…………………………………………………33
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЯГОВОГО СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА……………....…..........................43
4 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ МОДЕРНИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПОЕЗДА……………75
4.1 Основные технические характеристики электропоездов……………..77
4.2 Стоимость снимаемого и устанавливаемого оборудования электропоезда……………………...………………………………………………………...78
4.3 Расчет стоимости модернизированного вагона……………..................79
4.4 Определение капитальных затрат модернизации электропоезда ЭР2 на новый (без прицепных вагонов, так как они не изменяются в цене…………………………….............................................................................79
4.5 Экономическая эффективность внедрения тиристорно-импульсного регулирования напряжения на электропоездах…………………………………..82
5 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА………………………………………………..………….85
5.1 Обеспечение пожарной безопасности………………………………...86
5.2 Мероприятия по повышению и обеспечению пожарной безопасности…………………………………………………………………………...……97
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………..……….100
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………….......................................................101

Весь текст будет доступен после покупки

Главенство магистральных железных дорог в удовлетворении транспортных потребностей страны сохранится на весь обозримый исторический период.
Поэтому при разработке программы преследовалась цель максимально обеспечить возможные потребности экономики страны в перевозках, иметь достаточный запас провозной способности и опережать в развитии железных дорог грузообразующие отрасли.
Это позволяет прогнозировать темпы развития железных дорог на ближайшее время. Предстоит освоить новые месторождения природных ископаемых, в 60% которых сосредоточены в удалённых северных и восточных регионах, что требует создания надёжных транспортных систем, способных работать круглогодично.
Строительство новых железных дорог потребуется и для интеграции в международную транспортную сеть, в том числе в скоростные коридоры. Развитие транспортных коридоров является приоритетным в планах развития экономики страны. Прежде всего это касается увеличения объёмов перевозок между странами Европы и Азии по Транссибирской магистрали.

Весь текст будет доступен после покупки

1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА С КОЛЛЕКТОРНЫМИ ТЯГОВЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ
1.1 В качестве более конкретного примера разберём структуру электропоезда постянного тока с коллекторными тяговыми электродвигателями, состоящего из двух одинаковых пар, каждая из которых содержит головной вагон, прицепной и моторный вагон с двумя тяговыми двухосными тележками.


Рис 1.1 - Схема тягового электропривода электропоезда: БВ – быстродействующий выключатель; П - поездной контактор; Я – тяговый электродвигатель; R1 – R3 – пусковые резисторы; ЛК- линейный контактор; ЛКТ – линейный контактор тормозной; РК1-РК3 – реостатный контроллер; ОВ – обмотка возбуждения; Р – реверсор; ВШ1-ВШ2 – контактор ослабления поля
На рисунке 1.1 показана исходная схема контактно-реостатного устройства регулирования тяги и торможения типового электропоезда. В силовую цепь моторного вагона входят токоприёмник, устройство защиты от радио помех, разрядники, аппараты защиты, тяговые двигатели и ряд специальных аппаратов. С их помощью осуществляется соединение пускотормозных резисторов и тяговых двигателей с контактной сетью и рельсами, изменяют направление вращения якорей двигателей, регулируют ток возбуждения, выводят резисторы, переключают тяговые двигатели из режима тяги в режим электрического торможения и обратно.
Силовые контакторы ЛК, ЛКТ, ВШ1 и ВШ2 служат для оперативного включения или отключения питания тяговых двигателей: через контакторы ЛК и ЛКТ ток проходит в режимах тяги и рекуперации, контакторы ВШ1 и ВШ2 подключает шунтирующую цепь, состоящую из резисторов Rш, параллельно обмоткам возбуждения двигателей в тяге. Реверсор Р предназначен для изменения направления тока в обмотках возбуждения (для изменения направления вращения якоря).
Основным аппаратом управления тяговых двигателей является реостатный контроллер РК. В процессе увеличения скорости поезда он уменьшает сопротивление пусковых резисторов и увеличивает степень ослабления возбуждения двигателей. После перевода рукоятки контроллера в положения 1…4 кулачковый вал РК под контролем реле ускорения (блока БРУ) автоматически переключается на соответствующие позиции, при этом кулачковый вал РК, переходя с позиции на позицию под контролем блока реле ускорения, выводит пусковые резисторы R1-R3 из цепи тяговых двигателей. Величины пусковых резисторов рассчитаны так, чтобы при выводе ступеней сопротивления броски тока были минимальными, и обеспечивался плавный пуск. Кроме того, при этом применена так называемая верньерная схема (термин «верньер» означает устройство, позволяющее плавно изменять параметры электрической цепи). Такая схема вывода резисторов за счёт их последовательно-параллельного пересоединения позволяет получить большее число позиций при меньшем числе контакторов РК и элементов резисторов.
К недостаткам исходного варианта (рисунок 1.1) относятся:
1. На моторные вагоны приходится: 30 контакторов постоянного тока и 4 реверсора (низкая надежность, частое ремонтное обслуживание); при этом можно уменьшить их число до 14-16.
2. Тяговые электродвигатели постоянного тока требуют частого ремонта из-за наличия коллекторно-щёточного механизма.
3. Для обеспечения регулирования независимого возбуждения при начальном торможении (с напряжением на ОВ ниже 50-60 В) необходимо использовать балластный резистор с мощностью не менее 30-40 кВт. Иначе возможно “опрокидывание” потока из-за реакции якоря.
4. Повышение пульсации напряжения на обмотках возбуждения двигателей (потери в стали на частоте 600 Гц).
5. Низкий коэффициент использования установленной мощности генератора и выпрямителя (угол проводимости диодов), а следовательно- малая перегрузочная способность.
На рисунке 1.1 показана исходная схема контактно-реостатного устройства регулирования тяги и торможения типового электропоезда. В силовую цепь моторного вагона входят токоприёмник, устройство защиты от радио помех, разрядники, аппараты защиты, тяговые двигатели и ряд специальных аппаратов. С их помощью осуществляется соединение пускотормозных резисторов и тяговых двигателей с контактной сетью и рельсами, изменяют направление вращения якорей двигателей, регулируют ток возбуждения, выводят резисторы, переключают тяговые двигатели из режима тяги в режим электрического торможения и обратно.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Бурков, А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учебник для вузов железнодорожного транспорта / А.Т. Бурков. - М.: Транспорт, 2001. – 464 с.
2. Воскобович, В.Ю. Электроэнергетические установки и силовая электроника транспортных средств / В.Ю. Воскобович, Т.Н. Королёва, В.А. Павлова. - СПб.: Элмор, 2001. – 384 с.
3. Герман – Галкин, С.Г. Виртуальные лаборатории полупроводниковых систем в среде Matlab-Simulink / С.Г. Герман – Галкин. – СПб.: Издательство "Лань", 2013 – 448 с.
4. Герман – Галкин, С.Г. Matlab-Simulink: Проектирование мехатронных систем / С.Г. Герман – Галкин. – СПб.: Корона Век, 2008 – 368 с.
5. Гнеушев, О. Силовые конденсаторы для тяговых электроприводов / О. Гнеушев // Силовая электроника. – 2011. - №3. – С. 14-16.
6. Дьяконов,В.П. Matlab-Simulinkв электроэнергетике. Справочник / В.П. Дьяконов, А.А. Пеньков. – М.: Горячая линия – Телеком, 2009 – 816 с.
7. Ермуратский, В.В. Справочник по электрическим конденсаторам / П.В. Ермуратский. – Кишинёв: Штиинца, 1982. – 308 с.
8. Зарифьян, А.А. Асинхронный тяговый привод локомотивов / А.А. Зарифьян. – М.: ФГБОУ "Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте", 2013. – 411 с.
9. Захаров, А. Расчёт выходного фильтра ШИМ – инвертора на заданный коэффициент гармоник напряжения на нагрузке / А. Захаров // Силовая электроника. – 2005. - №1. – С. 46 - 49.
10. Зиновьев, Г.С. Основы силовой электроники / Г.С. Зиновьев. - Новосибирск: Издательство НГТУ, 2009. – 672 с.
11. Ивановский, Р.И. Компьютерные технологии в науке и образовании. Практика применения систем MathcadPro / Р.И. Ивановский. – М.: Высшая школа, 2003. – 431 с.
12. Киреев, А.В. Компьютерная модель четырёхквандратного преобразователя для ЭПС / А.В. Киреев, А.В. Лебедев, А.Н. Гудков // Вестник ВэлНИИ. – 2007. - №53. – С. 185-198.

Весь текст будет доступен после покупки