Результаты поиска

В статье приведено описание построения математической модели электромеханиче-ского изнашивания контактных пар устройств токосъема электрического транспорта в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации. Созданная мате-матическая модель позволяет учесть тепловые процессы, возникающие в скользящем кон-такте при пропускании электрического тока через скользящий контакт. Приведено сравне-ние результатов расчетов и экспериментальных исследований износа контактных пар.

Основным направлением снижения эксплуатационных расходов на тягу поездов является уменьшение затрат на топливно-энергетические ресурсы, снижение ремонтных расходов за счет повышения показателей эксплуатационной надежности энергетических установок дизельного подвижного состава. Очевидно, что решение этих проблем в настоящее время, когда эксплуатационная экономичность дизелей и их надежность находятся на пределе для сложившихся условий эксплуатации и производства дизельных локомотивов, возможно за счет применения альтернативных видов топлива, использование которых позволит повысить как надежность дизельного подвижного состава, так и его экономичность в условиях эксплуатации. Одним из таких альтернативных видов топлива может быть либо природный газ, либо бытовой нефтяной газ, т. е. смесь бутана и пропана в различных соотношениях. В настоящей статье на базе математических моделей показана возможная экологическая и экономическая эффективность использования смесевых видов топлива на примере тепловозного дизеля 2А-5Д49.

В статье рассматривается решение задачи разработки имитационной модели тяговой подстанции постоянного тока, предназначенной для оценки энергетических и других показателей работы, в том числе показателей качества электроэнергии. Разработка имитационной модели позволяет перейти к решению задач, связанных с оценкой эффективности технических мероприятий, которые могут применяться на тяговых подстанциях для повышения качества выпрямленного напряжения, снижения несинусоидальности на шинах собственных нужд, регулирования напряжения на шинах подстанций, выравнивания графика нагрузки и ряда других. Одной из актуальных задач в области нетягового электроснабжения является снижение несинусоидальности напряжений на шинах устройств сигнализации, централизации и блокировки, чувствительных к высокому уровню гармоник напряжения. На основе разработанной модели имитационное моделирование выполнено для одного из распространенных схемных решений - применения двенадцатипульсовых схем выпрямления последовательного типа. Предложенная модель разработана в программной среде SimInTech и позволяет оценить показатели работы подстанции для различных состояний схемы с помощью введенных в схему выключателей. Результаты моделирования приведены для симметричной системы синусоидальных напряжений источника питания. Сопоставление результатов моделирования выполнено с результатами, которые получены на основе экспериментальной оценки показателей качества электроэнергии для одной из действующих тяговых подстанций постоянного тока. Приведенные результаты измерений на тяговой подстанции с двенадцатипульсовыми выпрямителями последовательного типа выполнены синхронно для двух пар вводов 0,4 и 10 кВ тяговой подстанции. Сравнение результатов моделирования показывает адекватность полученных с помощью разработанной модели результатов и использованных в ней характеристик оборудования, что позволяет использовать ее для решения ряда других задач.Выполнено при грантовой поддержке ОАО «РЖД» на подготовку выпускной квалификационной работы по теме «Повышение надежности электроснабжения постов микропроцессорной централизации»

На основе исследования статистической информации банка данных, сформированного с использованием аппаратно-программного комплекса «Борт», предложена методика для отображения времени измерения параметров дизель-генераторной установки маневровых тепловозов ТЭМ2 в едином временном пространстве.

Рассмотрено состояние производственного травматизма при эксплуатации и технологии ремонта устройств электроснабжения в энергетическом комплексе ОАО «РЖД», которое подтверждает актуальность развития и внедрения способов и технических средств защиты электротехнического персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» от электрического травмирования. Проведен анализ существующих способов технического обслуживания, эксплуатации и технологии ремонта контактной сети. Предложено инновационное решение в области обеспечения электробезопасности персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» за счет создания единого высокоточного координатного пространства устройств электроснабжения, реализуемого на основе механизмов использования глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS. Рассмотрена реализация схем питания и секционирования и главных электрических соединений в виде цифровой модели, которая имеет математическое описание геометрических характеристик и пространственного положения контактной сети; питающих фидеров; воздушных линий: продольного электроснабжения, автоблокировки, централизации и блокировки, линий «два провода - рельс», освещения; волновода и других объектов электроснабжения и электрификации железных дорог. На основе моделирования опасных ситуаций поражения электрическим током электротехнического персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» при обслуживании и ремонте устройств контактной сети по всем категориям работ обоснована эффективность внедрения базы пространственных данных в виде цифровой модели устройств контактной сети. Применение цифровой модели контактной сети повысит уровень электробезопасности при обслуживании и ремонте устройств контактной сети и снизит уровень электрического травмирования работников энергетического комплекса ОАО «РЖД».

В статье рассмотрены приоритетные задачи в сфера токосъема для повышения безопас-ности движения, развития скоростного и высокоскоростного движения. Для обеспечения движения и нормального функционирования железнодорожного транспорта необходима бесперебойная передача электроэнергии. Диагностирование элементов контактной сети является важной задачей для предупреждения неисправностей системы электроснабжения, в том числе тех, которые могут привести к аварийной ситуации. В статье рассмотрены системы встроенного диагностирования, принципы их работы, представлен вариант их применения.

В статье представлена математическая модель системы охлаждения тепловоза 2ТЭ10М, позволяющая выполнять расчет параметров теплообменных аппаратов с учетом их технического состояния.

В работе представлена методика выбора мест установки и мощности компенсирующих устройств в тяговой сети с учетом роста объемов перевозок. Обозначены подходы к нахождению критериев оптимальности управления потоками реактивной энергии установкой компенсации реактивной мощности. Предложены к рассмотрению три критерия для оценки оптимальности установки компенсирующих устройств в тяговой сети: снижение потерь активной энергии, повышение уровня напряжения у потребителя, разгрузка питающих линий электропередач. Приведена методика оценки оптимальности такого выбора.

Статья посвящена совершенствованию регрессионных моделей собственного сопротивления элементов заземляющего устройства при пропускании через него синусоидального тока с целью повышения точности данных моделей. Данный род моделей позволяет с достаточно высокой точностью проводить оценку изменений физических величин. Точность описания зависит от числа факторов, учитываемых при построении модели, и степени полинома регрессии. Представленные в статье модели построены на основании эксперимента по измерению собственного сопротивления элементов заземляющего устройства, в котором через цилиндрические проводники четырех диаметров - 10, 16, 22, 28 мм - пропускался синусоидальный ток с частотой 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1000 Гц. Сила пропускаемого тока изменялась от 6 до 40 А с шагом 2 А. Из-за большого числа факторов и сложного характера физических процессов, протекающих внутри проводника, был применен многофакторный регрессионный анализ. Повышение точности представленных в статье регрессионных моделей было достигнуто за счет увеличения степени полинома регрессии. После построения моделей произведена их оценка на адекватность и оценка коэффициентов полученных моделей на статистическую значимость. Оценка адекватности моделей произведена по критерию Фишера. В результате оценки установлен факт, что полученные модели адекватны и точно описывают экспериментальные данные. Научная новизна работы состоит в усовершенствовании регрессионной модели. Практическая значимость исследований заключается в том, что повышение точности позволит получать более достоверные сведения о значении собственного сопротивления элементов заземляющих устройств, что в свою очередь упростит дальнейшую автоматизацию процесса проектирования и моделирования заземляющих устройств.

Построена математическая модель тягового привода электровоза ЭП20 для исследования динамических процессов в режиме боксования. Определены собственные частоты и коэффициенты форм динамической системы. Выполнена оценка устойчивости привода по отношению к фрикционным автоколебаниям. Рассчитаны динамические нагрузки в элементах привода при единичной угловой скорости скольжения колес. Сформулированы рекомендации по повышению динамических качеств тягового привода в режиме боксования.

В статье освещены темы энергоэффективности тяги поездов в ОАО «РЖД». Обоснована актуальность научных исследований в данном вопросе. Приведены требования к организационно-техническим мероприятиям, внедряемым с целью повышения энергоэффективности тяги поездов. Определены группы факторов, фактически влияющих на показатели энергоэффективности. Предложено создание интеллектуальной системы мониторинга и планирования энергоэффективности тяги поездов. Сформулированы цели и задачи создания такой системы. Описаны основные особенности и классы интеллектуальных систем в контексте их применения для решения обозначенных в статье задач. Приведены функциональная схема предлагаемой системы и ее описание.

Работа посвящена исследованию связи изменения параметров спектрального излучения рельсовой стали, полученных методом атомно-эмиссионной спектроскопии (АЭС) в среде аргона на эмиссионном спектрометре «Аргон-5СФ», с ее физико-механическими свойствами. Выполнен количественный анализ и построена многомерная градуировка с описанием спектральных линий, коррелирующих с изменением твердости стали. Полученные результаты могут быть использованы для расширения возможностей приборов атомно-эмиссионного спектрального анализа.

В работе рассматривается система тягового электроснабжения напряжением 27,5 кВ переменного тока. В программной среде MATLAB-Simulink разработана расчетная модель, учитывающая параметры системы внешнего электроснабжения, график движения поездов и токопотребление электротяговой нагрузки на межподстанционной зоне. Показано, что при выборе мощности компенсирующего устройства по среднему значению реактивной мощности, потребляемой одним поездом, прохождение его по межподстанционной зоне с постоянным значением потребляемого тока вызывает в проводах контактной сети такие же средние потери мощности, что и при отсутствии компенсирующего устройства. Увеличение числа поездов, одновременно находящихся на межподстанционной зоне при прежней мощности компенсирующего устройства, влечет за собой снижение потерь мощности в проводах контактной сети относительно аналогичной ситуации без компенсирующего устройства, однако реактивная мощность при этом компенсируется лишь частично. В расчетах компенсирующих устройств предлагается учитывать реальный существующий график движения поездов, на основе вероятностной оценки которого определяется среднесуточная реактивная мощность, потребляемая электроподвижным составом. При этом необходимо учитывать потери мощности в контактной сети. Применение нерегулируемых компенсирующих устройств целесообразно на участках с постоянно присутствующей нагрузкой. При выборе ступенчатых устройств поперечной емкостной компенсации предложено рассчитывать их мощность на основании вероятностного анализа графика движения поездов и токопотребления на межподстанционной зоне. При вероятности появления определенного количества поездов, превышающей 50 %, наиболее эффективными оказываются компенсирующие устройства, мощность которых выбрана на основе среднестатистического потребления мощности всеми поездами без учета времени отсутствия нагрузки на межподстанционной зоне, а также двухступенчатые устройства, мощность первой ступени которых выбрана по токопотреблению двух наиболее вероятных случаев появления числа поездов.

Целью работы, результаты которой приведены в данной статье, является установление пригодности метода волнового отклика для диагностирования межвитковой изоляции якорной обмотки тягового электродвигателя постоянного тока, а также разработка адекватной модели тестируемой обмотки для последующего исследования сложных физических процессов, происходящих в процессе диагностирования. В статье приведена методика фиксации волновой затухающей характеристики (отклика) в якорной обмотке электродвигателя постоянного тока. Предложена схема замещения якорной обмотки применительно к рассматриваемому методу диагностирования. Приведен волновой отклик, полученный экспериментально при испытаниях на физической модели. Представлен волновой отклик, полученный при моделировании эксперимента в программной среде MatLab. Выполнен анализ результатов реального и имитационного моделирования, который позволяет судить об адекватности предложенной схемы замещения якорной обмотки. Впоследствии данная схема замещения будет использована для имитационного моделирования повреждений изоляции тягового электродвигателя применительно к методу волнового отклика.

Обоснована целесообразность введения в практику вибродиагностирования роторных механических узлов динамических моделей развития дефектов. Показано, что в качестве основы для создания моделей целесообразно использовать эмпирические данные. Приведен пример построения динамической модели дефекта малой шестерни колесно-редукторного блока. Определен примерный объем работ по созданию динамических моделей. Предложены методы реализации динамических моделей дефектов «в большом».

В современных условиях эксплуатации железнодорожного рефрижераторного транспорта, основными задачами стали повышение энергоэффективности подвижного состава и снижение эксплуатационных расходов. В данной статье приведен анализ энергетической и экономической эффективности замены энергетического оборудования автономного рефрижераторного вагона для перевода с дизельного топлива на сжиженный природный газ. С целью выполнения анализа авторами разработана инженерная модель энергетического баланса оборудования автономного рефрижераторного вагона, дополненная контуром рекуперации холода от регазификации сжиженного природного газа. Методология исследования основана на системном подходе, учитывающем термодинамические свойства предлагаемого на замену топлива и специфику теплообменных процессов в грузовом отделении. На основе полученной модели произведен сравнительный анализ расчетных показателей рассмотренного энергетического оборудования, предназначенного для использования сжиженного природного газа, с эксплуатационными данными существующих дизельных аналогов. В ходе оценки эффекта от замены топлива подтверждена техническая возможность обеспечения нормативных показателей автономности вагона при переходе на сжиженный природный газ без ухудшения эксплуатационных характеристик подвижного состава. Установлено, что рекуперация холода от регазификации сжиженного природного газа существенно повышает энергетические показатели оборудования, обеспечивая достаточный уровень энергонезависимости и снижение расхода топлива за счет полезного использования физической эксергии газа. Разработанная модель позволяет всесторонне оценить системный эффект от замены дизельного топлива на сжиженный природный газ с учетом различных температурных режимов кузова вагона. Выводы демонстрируют, что перевод рефрижераторного подвижного состава с дизельного топлива на сжиженный природный газ для использования в качестве энергетического топлива и хладагента (когенерация) целесообразен.

Проанализированы недостатки используемых в тяговом электроснабжении ступенчатой системы автоматического регулирования напряжения под нагрузкой (АРПН) и системы бесконтактного автоматического регулирования напряжения (БАРН) с реакторным переключающим устройством преобразовательного трансформатора. Рассмотрена схема тиристорно-реакторного переключающего устройства (ТРПУ), подключенного к первичной обмотке трансформатора. Приведено краткое описание работы трансформатора с ТРПУ и порядок расчета симметричных и несимметричных внешних естественных характеристик преобразовательного агрегата с ТРПУ. На основании зависимости энергетических показателей преобразовательного агрегата от сопротивления неуправляемого реактора ТРПУ предложена методика расчета рационального сопротивления неуправляемого реактора, где за критерий рациональности принят коэффициент мощности преобразовательного агрегата. Методика включает в себя два этапа: первый - расчет семейства значений коэффициента мощности преобразовательного агрегата в зависимости от сопротивления неуправляемого реактора и тока нагрузки преобразовательного агрегата; второй - определение среднего по току нагрузки значения коэффициента мощности преобразовательного агрегата для каждого рассматриваемого значения сопротивления неуправляемого реактора ТРПУ и определение рационального для рассматриваемых внешних естественных характеристик агрегата. В соответствии с представленной методикой произведен расчет минимального допустимого и рационального сопротивлений неуправляемого реактора ТРПУ в составе преобразовательного агрегата с преобразовательным трансформатором ТРДП-16000/10. С учетом выбранного рационального значения сопротивления неуправляемого реактора ТРПУ произведен расчет и представлены внешние естественные характеристики преобразовательного агрегата с ТРПУ и преобразовательным трансформатором ТРДП-16000/10. Проверка работоспособности представленной методики расчета для решения задачи выбора рационального сопротивления неуправляемого реактора была проведена на физической модели преобразовательного агрегата c ТРПУ, с 12-пульсовым выпрямительным блоком, с трансформатором мощностью 30 кВ∙А и линейным первичным напряжением 380 В. Сравнение экспериментальных и расчетных значений показало незначительное расхождение, не превышена допустимая погрешность. Определение величины сопротивления неуправляемого реактора на основании разработанной методики обеспечивает получение наибольших значений коэффициента мощности преобразовательного агрегата.

Проведен анализ влияния эксплуатационных режимов работы и развитие остаточного ресурса, выраженных через тепловой износ изоляции тягового асинхронного двигателя. Предметом исследования является получение новых закономерностей изменения остаточного ресурса изоляции обмотки статора, позволяющих определять удельный ресурс обмотки по каждому режиму тягового асинхронного двигателя. Целью работы является создание системы определения и оценки остаточного ресурса путем разработки методов и технических средств контроля и комплексной диагностики, а также теоретического обоснования с применением метода определения дополнительных тепловых износов изоляции обмотки статора с учетом совмещенного воздействия пускового переходного процесса, длительно допустимого графика нагрузки и предельно допустимого значения температуры. Для определения и оценки возможного остаточного ресурса использованы метод последовательного влияния пусковых переходных процессов, предельно допустимых графиков нагрузки, а также длительных перегрузок по максимальной допустимой температуре, имеющих место при различных режимных факторах при движении электроподвижного состава. Показана целесообразность определения функции неравномерной отработки ресурса, имеющего монотонный характер, и аппроксимируемых линейной двойной показательной и экспоненциальной функций. Экспериментально определены удельные коэффициенты пропорциональности, характеризующие снижение электрической прочности изоляции при последовательном чередовании предельно и длительно допустимых нагрузок и предельно допустимых значений температуры с последующим получением аналитической зависимости, предопределяющей ресурс изоляции. Показано, что определение и оценка остаточного ресурса при характерных режимах практически позволяют уточнить сроки проведения профилактических мероприятий, прогнозировать ожидаемую длительность безаварийной работы и упредить преждевременной выход асинхронного тягового двигателя из строя.

В статье приводятся спектры обтекания воздушным потоком аэродинамического устройства токоприемника «АИСТ», полученные путем расчета, с использованием которых определены аэродинамические характеристики данного устройства. Приведены экспериментальные аэродинамические характеристики токоприемника «АИСТ» тяжелого и легкого типа, оснащенного аэродинамическим устройством.

Приводятся результаты исследования возможности применения искусственных нейронных сетей в задачах идентификации предотказного состояния дизеля типа Д49 по результатам спектрального анализа картерного масла. Полученные результаты необходимы для разработки программного обеспечения по оценке степени износа деталей тепловозного дизеля по результатам спектрального анализа моторного масла.

В статье проведен анализ изменения прочностных свойств конструкционных материалов, использующихся при производстве токоприемников электроподвижного состава, предложена методика расчета снижения ресурсных показателей элементов системы подвижных рам токоприемников электроподвижного состава, изготовленных из упрочненных алюминиевых сплавов, в результате теплового воздействия протекающего тока. Рассмотрены особенности нагрева рычагов токоприемника в ходе лабораторных испытаний. Установлены наиболее теплонапряженные узлы и элементы, несущие механическую нагрузку. Определена зависимость тепловой деградации рычагов системы подвижных рам при различных значениях температуры. Рассчитана функция нелинейного преобразования для расчета интегрального значения теплового износа. Предложен способ повышения надежности и работоспособности токоприемников, базирующийся на применении перманентного контроля температуры его ключевых элементов.

В статье на основании выполненных статистических расчетов по данным об эксплуатации основных серий отечественных локомотивов определены основные направления повышения эффективности эксплуатации локомотивов. Предложен в качестве универсального показателя коэффициент полезной работы. Показано, что наряду с повышением надежности локомотивов большим резервом является повышение эффективности системы управления тягой поездов. Доказано, что число секций локомотивов можно сократить не менее чем на 2000 тыс. секций.

Рассмотрена конструкция гидростатического привода вентилятора системы охлаждения дизелей пассажирских локомотивов серии ТЭП70 в/и. По результатам анализа неисправностей узлов и деталей системы охлаждения тепловозов установлено, что основными причинами выхода из строя гидростатического привода вентиляторов являются разрушение корпуса и перегрев подшипников гидромотора, утечка масла в месте установки резиновой диафрагмы и потеря жесткости пружины терморегулятора. Причинами возникновения перечисленных неисправностей чаще всего являются нарушение температурных режимов работы и низкий ресурс деталей. В статье рассмотрены вопросы по повышению эффективности работы гидростатического привода вентилятора системы охлаждения дизелей локомотивов. Увеличения ресурса гидромотора можно достичь путем исключения холостого режима из времени его работы, так как он связан жесткой муфтой с ведущим валом от дизеля. Обеспечение независимости работы гидромотора относительно работы дизеля возможно с помощью изменения конструкции гидропривода вентилятора путем установки промежуточного звена для передаточного момента вращения вала только в период необходимой полезной работы при достижении определенной температуры масла. Для повышения надежности работы терморегулятора рассмотрена возможность установки дополнительного резинового кольца с повышенной силой натяга для безаварийной работы терморегулятора при достижении максимального давления и при снижении вязкости масла. Неисправность терморегулятора часто ведет к самым серьезным последствиям, вплоть до выхода локомотива из строя, где наиболее частой причиной является потеря жесткости пружины терморегулятора, с последующим заеданием золотника, что влияет на перенаправление потока масла, и, как следствие, высока вероятность повышения температуры масла и (или) воды в системе. Рассмотрены основные неисправности гидропривода вентилятора и способы их решения, что позволит значительно повысить надежность работы и эффективность работы пассажирских локомотивов.

В статье отражены основные положения оптимизированной системы технического обслуживания и ремонта электровозов, а также результаты эксперимента по увеличению № 2(18) 2014 128 межремонтных пробегов электровозов на Восточном полигоне. Рассмотрен вопрос влияния технологической подготовки производства на качество ремонта и число отказов при пере-ходе на оптимизированную систему. Предложена методика расчета стоимости корректи-ровки и разработки технологической документации, которая является неотъемлемой ча-стью технологической подготовки производства. Расчет стоимости осуществляется на основе уровня квалификации и заработной платы инженеров-технологов, сложности и объ-емов разрабатываемой (корректируемой) технологической документации. Представлен пример расчета стоимости корректировки и разработки технологиче-ской документации в условиях депо. Экономический эффект от внедрения данной методики и оптимизированной системы ремонта в целом показал их эффективность и состоятель-ность. За счет корректировки технологических процессов ремонта электровозов снизится количество отказов в ходе эксплуатации, которые были обнаружены в ходе эксперимента, проводившегося на Восточном полигоне. Затраты на внедрение оптимизированной систе-мы ремонта покроются за счет выгоды от увеличения межремонтных пробегов и сниже-ния трудоемкости работ на отдельных видах ремонта.

Предмет исследований - подрельсовое основание, содержащее вязкий элемент. Цель исследования - оценка влияния на общую жесткость железнодорожного пути включения в его упругую систему (рельсы, шпалы, балласт и т. д.) вязкого элемента. Конструкция подрельсового основания с вязким элементом описывается обобщенной моделью Максвелла и содержит оболочку, наполняемую ньютоновой жидкостью, в частности, воздухом. Рассматривались пневматические оболочки с разной толщиной. Моделирование проводилось в среде конечно-элементного анализа. Построены математические модели участка пути с подрельсовым устройством, содержащим пневмооболочку. Результаты расчетов показали отсутствие резкого увеличения внутренних силовых факторов и концентрации напряжений в характерных сечениях пути при укладке подрельсового основания с пневматическим элементом. Изменение общей жесткости в вертикальной плоскости не привело к существенному изменению изгибных напряжений в кромках рельсов. При малой толщине оболочки изгибные напряжения в верхней области шпалы уменьшаются до 35 %, а в нижней области шпалы на 15 %. Максимальный рост изгибных напряжений в оболочках до 8 % наблюдается при резком перепаде толщин оболочек. Сжимающие напряжения на шпале в подрельсовой зоне увеличиваются при малой толщине оболочки устройства из-за перераспределения усилий на меньшее количество подрельсовых опор при изменении общей жесткости конструкции. Увеличение толщины оболочек до 40 см приводит к росту механических напряжений до 20 %, что является допускаемым значением с большим запасом. Применение подрельсовых оснований с вязким элементом рекомендуется для временного железнодорожного пути при его укладке взамен балласта и шпал, что позволяет оперативно уложить путь и также оперативно демонтировать его.