Сопоставление эффективности систем тягового электропривода электропоездов метрополитена

ВВЕДЕНИЕ 7
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМАХ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВАГОНОВ МОСКОВСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА 10
1.1. ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ СИСТЕМЫ СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ ЭПС С ДРУ И ТИУ 11
1.2. СИСТЕМЫ ТИРИСТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭПС ПОСТОЯННОГО ТОКА 18
1.3. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЭП ВАГОНОВ МЕТРОПОЛИТЕНА 20
2. СИСТЕМА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ДИСКРЕТНЫМ РЕОСТАТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 23
3. СИСТЕМА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ИМПУЛЬСНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 25
3.1. СИСТЕМА ТЭП ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ТИРИСТОРНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ (ТИУ) 25
3.1.1. Работа схемы силовых цепей в тяговом режиме 26
3.1.2. Работа схемы силовых цепей в тормозном режиме 26
3.2. ПРЕИМУЩЕСТВА ТИРИСТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ 27
4. СИСТЕМА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ТИРИСТОРНЫМ РЕОСТАТНЫМ КОНТРОЛЛЕРОМ (ТРК) И НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖЕНИЕМ ТЯГОВЫХ МАШИН (НВ ТМ). 29
4.1. ПРЕИМУЩЕСТВА ПРЕДЛАГАЕМОЙ СИСТЕМЫ ТЭП 32
4.2. ТЯГОВЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕДЛАГАЕМОЙ СИСТЕМЫ ТЭП 34
4.3. КОНТАКТНАЯ АППАРАТУРА И ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 38
5. СИСТЕМА ТЭП С АСИНХРОННЫМИ ТЯГОВЫМИ МАШИНАМИ (АТМ) 41
5.1. ПРОБЛЕМЫ УЛУЧШЕНИЯ ТЯГОВЫХ СВОЙСТВ ТЭП С АТМ 44
5.2. СОПОСТАВЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ АТМ И ТМ ПТ 46
5.3. ОЦЕНКА КПД АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ МАШИН И ИХ НАДЕЖНОСТИ 48
5.4. ОТЛИЧИЯ КОМПЛЕКТА АСИНХРОННОГО ТЯГОВОГО ПРИВОДА KATII-3 ОТ KATII-2 50
6. РАСЧЕТ ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВАГОНОВ МЕТРО С РАЗЛИЧНЫМИ СИСТЕМАМИ ТЭП 56
6.1. ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВАГОНА МЕТРО С ТМ ПТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ (ПВ) 56
6.1.1. Расчет и построение кривых удельного основного сопротивления движению 57
6.1.2. Расчет электромеханических характеристик на ободе колеса 58
6.1.3. Режим пуска. Определение пускового тока 65
6.1.4. Построение тяговых характеристик и кривой потребляемого поездом тока 67
6.1.5. Расчёт тормозных характеристик 70
6.1.6. Определение допустимой скорости движения 72
6.1.7. Построение кривых движения поезда 73
6.1.8. Определение расхода энергии на движение поезда 77
6.2. ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВАГОНА МЕТРО С ТМ ПТ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ (НВ) 80
6.3. ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВАГОНА МЕТРО С АСИНХРОННЫМИ ТЯГОВЫМИ МАШИНАМИ ТАДП280М4 У2 82
7. ОХРАНА ТРУДА. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ УСЛОВИЙ ТРУДА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ МАШИНИСТА ЭЛЕКТРОПОЕЗДА МЕТРОПОЛИТЕНА 94
8. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАМЕНЫ СЕРИЙНЫХ ПОЕЗДОВ 81-717/714 ПОЕЗДАМИ С АСИНХРОННЫМИ ТЯГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ 105
8.1. РАСЧЕТ ПЕРВОНАЧАЛЬНЫХ КАПИТАЛОВЛОЖЕНИЙ 105
8.2. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 107
8.2.1. Экономия электроэнергии 107
8.2.2. Экономия расходов на обслуживание 109
8.3. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
ЛИТЕРАТУРА 115

Весь текст будет доступен после покупки

Экономическая ситуация в стране и мире диктует во всем стремиться к снижению расходов, в том числе и к снижению расхода электроэнергии. Чтобы выбрать наиболее приемлемое решение, ситуация требует сбор сведений и аналитика расхода электроэнергии вагона отдельно, состава вагонов, и потребление электричества метрополитеном в целом. Изучая перерасход электроэнергии на вагонах «Яуза», и сравнивая, например, с вагонами 81-717/714, выяснилось, что причины перерасхода те же: система автоматического регулирования возбуждения вмешивалась в нормальную работу вагона, понижая напряжение на тяговых двигателях. Разумеется, при снижении напряжения снижается мощность тяги вагона. Анализ работы вагонов «Яуза», что надежность работы тяговых двигателей этих вагонов почти в 3 раза ниже, чем у номерных вагонов. Вердикт очевиден - с 2003 года руководство Московского метрополитена распорядилось больше не заказывать вагоны типа «Яуза».
После такой неудачи генеральный директор ЗАО «Метровагонмаш» (бывший ММЗ) отказывается от услуг завода «Динамо» и начинает сотрудничать с английской фирмой «Альстом». Так на вагонах отечественного производства был впервые применен асинхронный тяговый привод. Удовольствие это было не из дешёвых: стоимость комплекта тягового привода для одного вагона в 1998 году составляла 420 тысяч долларов США - это почти 20% от стоимости самого вагона «Яуза». Решение было тяжелым, но дальновидным. А благодаря новосибирским специалистам по асинхронным двигателям не только была решена проблема «русификации» английской электрической машины, но и даже удалось ее усовершенствовать. Результат их трудов позволил «Метровагонмашу» производить механическое и тяговое оборудование на территории только своего предприятия, т.е. обеспечивая полный цикл производства. Отечественное метровагоностроение, наконец-то, начало выходить из тупика, в котором оно оказалось в конце XX века.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМАХ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВАГОНОВ МОСКОВСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА
Технико-экономическая эффективность и надежность работы вагонов метро определяется используемой на них системы тягового электропривода (ТЭП), а именно – приводом на постоянном и переменном токе.
В настоящее время в связи с развитием полупроводниковой преобразовательной техники появилось много возможностей совершенствования ТЭП. Среди них:
? использование на ЭПС с традиционными тяговыми машинами (ТМ) при электроснабжении постоянным током импульсного управления (ИУ) и при электроснабжения переменным током - плавного регулирования напряжения питания ТМ и рекуперативного торможения,
? на обоих типах ЭПС с коллекторными тяговыми машинами (КТМ) независимого возбуждения (НВ),
? применение бесколлекторных ТМ - асинхронных, вентильных (ВТМ) и индукторных (ИТМ) [9].
Существующие системы ТЭП на эксплуатируемых вагонах Московского метрополитена представлены на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Существующие системы ТЭП на эксплуатируемых вагонах Московского метрополитена
В табл. 1.1 и 1.2 перечислены все вагоны метрополитена с различными типами тягового привода.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Байрыева Л.С., Прокопович А.В. Тяговые расчеты подвижного состава. Учебное пособие по курсу «Теория электрической тяги». - М. МЭИ, 1997, 87 с.
2. Гаврилов Я.И., Мнацаканов В.А. Вагоны метрополитена с импульсными преобразователями. – М.: Транспорт, 1986. – 229 с.
3. Гончаров В.С., Николаев А.Г., Патрин Б.А., Сафарова Г.И. Влияние потерь при тиристорным импульсным регулировании тяги на энергопотребление вагона. Системы управления, надежность и прочность конструкций: сборник научных трудов ВНИИВ / Под ред. Л.Д. Кузьмича. – М, 1988. С. 46-53.
4. Интернет-ресурс. Наш транспорт (Моё метро). http://forum.nashtransport.ru/index.php?showtopic=1818
5. Интернет-ресурс. Поставки вагонов в Московское метро в 2011 году. http://metroblog.ru/post/3384/
6. Интернет-ресурс. Работа асинхронного тягового привода. http://lifeprog. ru/2_67445_rabota-asinhronnogo-tyagovogo-privoda.html
7. Крыгин А.Н. Способы повышения эксплуатационной энергетической эффективности магистральных электровозов переменного тока. Автореферат дисс. ...канд. техн. наук. Омская академия путей сообщения. –1998. 22с.
8. Курбасов А.С. Система электрической тяги XXI века // Железные дороги мира. - 1999. - №4. – С. 24-26.
9. Курбасов А.С. Повышение работоспособности тяговых двигателей.М.: Энергия, 1977. – 223с.
10. Ле Суан Хонг. Оценка эффективности альтернативных систем электропривода поездов метрополитена для эксплуатации в социалистической республике Вьетнам: Диссертация кандидата технических наук, МЭИ. – 2016. – 187 с.

Весь текст будет доступен после покупки