ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ВВЕДЕНИЕ 8
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, ПОВЫШАЮЩИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В РЕЖИМЕ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ 11
1.1. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВАЯ (РИФ) 13
1.2. ИСКУССТВЕННАЯ КОММУТАЦИЯ ТОКА В ПЛЕЧАХ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 14
1.3. СЕКТОРНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ 16
1.4. НЕРЕГУЛИРУЕМЫЙ КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 16
1.5. РЕГУЛИРУЕМЫЙ КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 18
1.6. КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ С ПЛАВНЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ КОМПЕНСИРУЕМОЙ МОЩНОСТИ 19
1.7. ГИБРИДНЫЙ КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ В СЕБЯ ЧЕТЫРЕХКВАДРАНТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 21
2. СПОСОБЫ И АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, ПОВЫШАЮЩИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В РЕЖИМЕ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ 23
2.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ ПО ЗАКОНАМ ? = CONST И ? = CONST НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В РЕЖИМЕ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ 24
2.2. СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОЙ КОММУТАЦИИ ТОКА ПЛЕЧ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 24
2.3. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРЯДНОГО ДИОДНОГО ПЛЕЧА В ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ 25
2.4. АЛГОРИТМ РАЗНОФАЗНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗА В РЕЖИМЕ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ 27
2.5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НА СОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ IGBT-ТРАНЗИСТОРОВ ДЛЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА 28
3. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ БЕЗ БЛОКА БАЛЛАСТНЫХ РЕЗИСТОРОВ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 34
3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 34
3.2. СПОСОБ РЕАЛИЗАЦИИ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ БЕЗ БЛОКА БАЛЛАСТНЫХ РЕЗИСТОРОВ 40
3.3. РАСЧЕТ ВНЕШНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕНЕРАТОРА И ИНВЕРТОРА ДЛЯ ТИПОВОГО И ПРЕДЛАГАЕМОГО АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ 46
3.3.1. Расчет внешних характеристик выпрямительно-инверторного преобразователя на базе тиристоров с наличием балластного сопротивления в якорной цепи тягового электрического двигателя 46
3.3.2. Расчет внешних характеристик выпрямительно-инверторного преобразователя на базе IGBT-транзисторов с предлагаемым алгоритмом управления 50
3.3.3. Расчет внешней характеристики генератора при наличии блока балластных резисторов и при его исключении 52
3.4. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В РЕЖИМЕ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ПРИ ИСКЛЮЧЕНИИ БЛОКА БАЛЛАСТНЫХ РЕЗИСТОРОВ ИЗ ЕГО СИЛОВОЙ ЦЕПИ 54
4. ВЛИЯНИЕ БЛОКА БАЛЛАСТНЫХ РЕЗИСТОРОВ НА ТОРМОЗНУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА СЕРИИ 2ЭС5К ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НА БАЗЕ IGBT-ТРАНЗИСТОРОВ 58
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ РЕЖИМА РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ 66
5.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОСТИ 66
5.2. РАСЧЕТ КАПИТАЛЬНЫХ ЗАТРАТ НА ОСНАЩЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ В ЦЕЛЯХ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЖИМА РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗА 2ЭС5К 69
5.3. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ УВЕЛИЧЕНИЯ ВОЗВРАТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В КОНТАКТНУЮ СЕТЬ 71
5.4. РАСЧЕТ ИНТЕГРАЛЬНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ЧДД 73
6. ОХРАНА ТРУДА. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ УСЛОВИЙ ТРУДА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ ТЕПЛОТЕХНИКА ДЕПО 76
6.1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ 76
6.2. ОПИСАНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА ТЕПЛОТЕХНИКА ДЕПО 76
6.3. ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ 81
6.3.1. Вентиляция 82
6.3.2. Нормирование шума 82
6.3.3. Методы защиты от шума 83
6.3.4. Освещенность рабочего места 84
6.4. СПЕЦИАЛЬНАЯ ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ТРУДА (СОУТ) 85
6.5. РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ ТЕПЛОТЕХНИКА ЭЛЕКТРОДЕПО 86
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89
ЛИТЕРАТУРА 91

Весь текст будет доступен после покупки

Холдинг ОАО «Российские железные дороги» потребляет до 7 % элек-троэнергии ежегодно, производимой в Российской Федерации, и входит в состав крупнейших потребителей энергоресурсов в России. Рациональное и бережливое отношение ко всем видам ресурсов является одним из приоритетных условий развития экономики страны в целом.
Уменьшение энергопотребления электровозами при реализации тяговых и тормозных усилий является приоритетным фактором для экономии энергетических ресурсов, что сказано в перечне Федеральных и стратегических распоряжений:
? распоряжении ОАО «РЖД» от 11.02.2008 г., № 269р «Об энергетической стратегии ОАО «РЖД» на период до 2030 года» [22];
? указе Президента РФ от 01 декабря 2016 г., № 642 «О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации» [30];
? распоряжении ОАО «РЖД» от 14.04.2018 г., № 769р «Об стратегии научно-технологического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года (Белая книга)»;
? долгосрочной программе развития холдинга ОАО «РЖД» до 2025 года, утвержденная Правительством Российской Федерации от 19 марта 2019 г., №466р [6] и др.
Сегодня, на железных дорогах России, электрифицированных перемен-ным током, работают электровозы с коллекторными тяговыми электрически-ми двигателями (ТЭД), напряжение на зажимах которых регулируется плавно выпрямительно-инверторными преобразователями (ВИП). Применение инверторного режима таких преобразователей открывает возможность в реализации электрического рекуперативного торможения.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, ПОВЫШАЮЩИХ ЭНЕР-ГЕТИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРО-ВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В РЕЖИМЕ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ
Разработка и внедрение режима электрического рекуперативного тор-можения на отечественные электровозы переменного тока берет свое начало в 1960-х годах с выпуском экспериментальной партии электровозов серии ВЛ60Р, выполненных на базе ртутных (игнитронных) преобразователей. Затем с выпуском силовых диодов, рекуперация на электровозах сводится на нет вплоть до 1970-х годов. В этот период развивалось реостатное торможение, появляются такие серии электровозов как ВЛ60К, ВЛ80К, Т, С.
С разработкой силовых тиристоров развитие режима рекуперативного торможения вновь возрождается на серии электровозов ВЛ80Р. Далее строятся и выпускаются такие серии электровозов как ВЛ85, ВЛ65, ЭП1/ви и 2(3,4) ЭС5К «Ермак» с тиристорными ВИП, оснащенные системой рекуперативного торможения, которая совершенствуется и по сей день.
Рекуперативное торможение – основной фактор энерго- и ресурсосбережения на отечественном ЭПС, помимо этого, оно обеспечивает максимальную скорость движения тяжеловесных поездов по участку, способствует снижению продольно-динамических усилий в поезде и т.д.
Основные проблемы и недостатки применения режима рекуперативного торможения были выявлены в 1964-1974 годах. Эти недостатки актуальны по сей день и в настоящее время требуют технических решений [5].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Алексеев, А.С. Система автоматического регулирования тока коллекторных тяговых двигателей электровоза : специальность 05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Алексеев Алексей Сергеевич ; Российский университет транспорта. - Москва, 2009. - 302 с.
2. Бакран, М.М. Применение тяговых преобразователей на базе транзисторов IGBT / М.М. Бакран. – Текст: непосредственный // Железные дороги мира. - 2002. – № 5 – с. 34-38.
3. Буняева, Е.В. Повышение энергетической эффективности рекуперативного торможения электровозов переменного тока : специальность 139 05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Буняева Екатерина Викторовна ; ДВГУПС. – Хабаровск., 2013. – 158 с.
4. Власьевский, С.В. Повышение эффективности выпрямительно инвертор-ных преобразователей электровозов переменного тока с рекуперативным торможением : специальность 05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы» : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Власьевский Станислав Васильевич ; ДВГУПС. – Хабаровск., 2001. – 396 с.
5. Власьевский, С.В. Электрическое рекуперативное торможение на электровозах переменного тока магистральных железных дорог. Проблемы и эффективность его применения / С.В. Власьевский. – Текст: непосредственный // ЭЭТ. – 2006. – № 1 – с. 21-24.
6. Долгосрочная программа развития открытого акционерного общества «Российские железные дороги» до2025 года, утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 19 марта 2019 г. №466-р. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/553927831. – Текст: электронный. (Дата обращения: 13.05.2022).
7. Донской, Д.А. Повышение эффективности электрической тяги электрово-зов на переменном токе / Д.А. Донской. – Текст: непосредственный // Электроника и электрооборудование транспорта. – 2006. – № 5. – с. 19-21.
8. Иванов, В.С. Повышение коэффициента мощности моторвагонного по-движного состава переменного тока в режиме рекуперативного торможения : специальность 05.22.07 «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Иванов Владислав Сергеевич ; ДВГУПС. – Хабаровск., 2020. – 202 с.
9. Каменев, А.В. Энергетические показатели рекуперативного торможения электровозов переменного тока системы РИФ / А.В. Каменев, Б.К. Бурда-сов. – Текст: непосредственный. // Вестник ВНИИЖТ. – 1983. – № 3 – с. 15 19.
10. Копанев, А.С. Переходные процессы в силовой цепи электровоза переменного тока в тиристорными преобразователями в инверторном режиме / А.С. Копанев, Б.И. Хоменко. – Текст: непосредственный. // Электричество, 1974, № 1, с. 60-65.

Весь текст будет доступен после покупки