Результаты поиска

Увеличение скоростей движения электроподвижного состава оказывает влияние на энергетические показатели работы системы тягового электроснабжения. Одним из технических решений задачи по выравниванию графика тяговой нагрузки для снижения потерь напряжения в контактной сети является применение систем накопления электроэнергии. В статье приведены результаты имитационного моделирования, позволяющие оценить изменение энергетических показателей электропоезда при увеличении скоростей движения для условий одиночного следования электропоезда по участку. По результатам тяговых расчетов показано влияние уровня напряжения на токоприемнике электропоезда на техническую скорость, отклонение которой для граничных значений напряжения в скоростном движении составляет около 1 %. Для выбранного участка скоростного движения и технических скоростей обоснован уровень напряжения для проведения тяговых расчетов. Получены зависимости изменения средних значений нагрузки и технической скорости при увеличении максимальной скорости движения до 250 км/ч. Определены статистические оценки для напряжения на токоприемнике электропоезда Velaro RUS. Показано влияние энергоемкости бортовой системы накопления при соответствующей зарядной характеристике на снижение максимальных токов. Получены зависимости для падения напряжения на токоприемниках электропоезда при увеличении скоростей движения. Выполнена оценка максимальной энергоемкости устройств накопления для наиболее тяжелых условий эксплуатации при одиночном следовании электропоезда по участку. Приведенные результаты позволяют определить перспективы совершенствования способа расчета энергетических показателей и применения систем накопления на участках скоростного движения в качестве бортовых систем и сравнить их эффективность со стационарными системами на основе имитационного моделирования, в котором реализуются различные алгоритмы управления.

Целью данной работы является исследование причин возникновения трещин в остовах тяговых двигателей электровозов. Приведен анализ статистики выявления трещин в остовах тяговых электродвигателей НБ-514 на Восточном полигоне, показывающий, что каждый третий остов в эксплуатации имеет трещины. Использован способ математического моделирования на ЭВМ с применением метода конечных элементов. Отмечено, что проведение измерений в зоне возникновения трещин тензометрическим методом практически невозможно из-за геометрии остова. Рассмотрены результаты математического моделирования механических напряжений, возникающих в остове тягового электродвигателя НБ-514 при его неравномерном нагреве до температур, характерных для часового режима работы тягового электродвигателя. Показано, что механические напряжения, возникающие только из-за разности температур окружающего воздуха и обмоток главных и дополнительных полюсов тягового электродвигателя, могут достигать 100 МПа. Предложены варианты изменения конструкции вентиляционных окон остова для уменьшения величины температурных напряжений при неизменной площади вентиляционных отверстий. При коррекции формы вентиляционных окон остова тягового электродвигателя указанные напряжения могут быть снижены до 76 МПа. Сделан вывод о том, что одной из основных причин образования трещин в остовах тяговых электродвигателей являются циклически повторяющиеся температурные напряжения, что особенно важно для электровозов, работающих на горно-перевальных участках в режиме подталкивания. Отмечено, что появление механических напряжений в остове тягового электродвигателя также зависит от вибраций, возникающих от пути и работы зубчатой передачи, а также от переменной части магнитного поля электродвигателя, которые в настоящее время детально не исследованы.

Статья посвящена исследованию влияния ветровой нагрузки на аэродинамическую составляющую сопротивления движению грузового поезда. Полученные результаты способствуют пониманию влияния аэродинамического сопротивления на расход топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на тягу поездов. В статье показана высокая значимость рассматриваемой проблемы для Российских железных дорог (ОАО «РЖД»), сделаны выводы из анализа статистических данных маршрутов машинистов, работающих на участке Палласовка - Верхний Баскунчак, который является подверженным ветровым нагрузкам. При помощи приложения SOLIDWORKS создана модель поезда с локомотивом и полувагонами в сцепе на железнодорожной насыпи, а с помощью расширения SOLIDWORKS Flow Simulation смоделирована ветровая нагрузка, разная по скорости, изменяющаяся под углом от 0 до 90 º. Получены значения силы аэродинамического сопротивления движению на поезд в целом и на каждую единицу подвижного состава в отдельности. Методами теории тяги поездов выполнена оценка влияния аэродинамического сопротивления на расход топлива на тягу. На основе полученных значений сил аэродинамического сопротивления и картин распределения воздушных потоков сделаны выводы о влиянии загрузки полувагона на увеличение сопротивления движению. Сделаны выводы о влиянии ветровой нагрузки на каждую единицу подвижного состава в поезде. Установлено, что при направлении ветра под углом к оси пути сила ветрового воздействия увеличивается по сравнению со случаем, когда угол между осью пути и вектором скорости равен нулю. Данные эксперимента об увеличении сопротивления от ветровой нагрузки подтверждаются теоретическим расчетом и практической обработкой маршрутов машинистов. Данная статья демонстрирует необходимость отдельного нормирования ТЭР при возникновении ветровых нагрузок, может быть полезна при дальнейшем детальном изучении аэродинамического сопротивления грузовых поездов.

В статье рассмотрены феноменологический и модельный подходы к исследованию взаимодействия деформируемого колеса и опорной плоскости. Описаны преимущества и недостатки указанных подходов. В рамках феноменологического подхода были рассмотрены пять способов вычисления касательной силы тяги локомотива. Для того чтобы касательная сила тяги локомотива могла совершить работу и изменить кинетическую энергию поезда в точке касания колеса и рельса, обязательно должно присутствовать псевдоскольжение. Специалисты по тяге поездов считают мощность как произведение касательной силы тяги локомотива на скорость поступательного движения поезда, хотя в действительности следует брать скорость точки ее приложения, а приложена она к колесной паре, поэтому скорость этой точки и должна использоваться для подсчета мощности локомотива. Учет данного факта уменьшает мощность локомотива в несколько десятков раз. Ключевые слова: локомотив, контактное пятно, фрикционное взаимодействие колесной пары и рельсов, сила тяги, коэффициенты крипа, феноменологический и модельный подходы, зоны сцепления и качения.

На основании анализа сходов порожнего подвижного состава на Красноярской и Восточно-Сибирской железных дорогах определены технические параметры, которые оказывают существенное влияние на разгрузку колеса первой по ходу движения колесной пары. Рассмотрены конструкционные особенности вагонов, оказывающие влияние на коэффициент безопасности движения поездов. Статистическая обработка данных сходов согласно материалам служебных расследований позволила выявить ряд интересных особенностей. Одна из них - это ненормированные суммарные зазоры в скользунах по диагоналям вагона. Данный факт при движении порожнего вагона вызывает перекос кузова, что в свою очередь приводит к перераспределению нагрузок, действующих на рессорные комплекты по сторонам тележек вагона. Рассмотрено влияние параметров упругого подвешивания (высота, излом пружин) на перераспределение нагрузок, действующих на стороны тележки. Перекос кузова порожних вагонов, особенно вагонов с достаточно небольшой массой необрессоренных частей и высоким центром тяжести, приводит к значительному уменьшению коэффициента устойчивости против вкатывания гребня колеса на головку рельса. Произведен расчет поперечных направляющих усилий, действующих в точке контакта колеса и рельса, рассмотрено также их влияние на разгрузку колеса. Установлено, что перекос кузова приводит к существенному возрастанию бокового усилия, влияющего на устойчивость движения порожнего подвижного состава.

На основании ранее предложенной общей методики использования баз данных измерений бортовой системы параметров дизель-генераторной установки маневрового локомотива описана методика определения закона распределения второй производной функции изменения силы тока тягового генератора, оценки его параметров, определения образцовой функции изменения параметров на межремонтном периоде. Приведена методика и критерии оценки технического состояния дизель-генераторной установки наблюдаемого локомотива с использованием образцовой функции.

Выполнение расчетов показателей работы системы тягового электроснабжения в установившихся режимах ориентировано на решение широкого круга задач, связанных с выбором параметров силового оборудования тяговых подстанций, размещением линейного оборудования, сечения контактной подвески, сравнением вариантов по технико-экономическим показателям. В настоящее время появление различных регулируемых устройств в системе тягового электроснабжения обусловливает необходимость совершенствования методов и алгоритмов расчета, используемых в различных программных комплексах. В настоящей работе рассмотрены вопросы построения схем замещения при моделировании работы системы тягового электроснабжения в установившихся режимах с учетом устройств автоматического включения-отключения резервного преобразовательного агрегата тяговой подстанции и накопления электроэнергии. Представлены соответствующие схемы замещения и фрагменты алгоритмов расчета, учитывающие характеристики и режимы работы указанных устройств. Применение предложенных схем замещения позволяет учесть в расчетах различие внешних характеристик преобразовательных агрегатов, оценить соответствие уставок автоматики уровню электротяговой нагрузки и влияние работы устройства на уровень напряжения на шинах подстанции и в контактной сети, нагрузочную способность тяговых подстанций, а для устройства накопления с учетом зарядной и разрядной характеристик дополнительно оценить влияние на эффективность применения рекуперативного торможения. Предложенные алгоритмы работы устройств предназначены для совершенствования методов расчетов показателей системы тягового электроснабжения. В работе предложен усовершенствованный метод расчета показателей системы тягового электроснабжения, основанный на одновременном проведении тягового и электрического расчета, базирующийся на базе данных расчетов, выполненных для различных условий следования электроподвижного состава на участке железной дороги.

В статье рассмотрен вопрос повышения эффективности работы преобразовательных агрегатов тяговых подстанций постоянного тока. Приведен алгоритм расчета потерь электроэнергии в преобразовательных агрегатах по фиксируемым системой действующим значениям фазного напряжения первичной обмотки трансформатора и тока нагрузки каждого преобразовательного агрегата. На примере условной тяговой подстанции дана оценка влияния уставок срабатывания режимной автоматики преобразовательных агрегатов на потери электрической энергии.

Постоянно проводимые исследования надежности электрического оборудования тягового подвижного состава показали, что наиболее уязвимым элементом являются изоляционные конструкции обмоток силового оборудования, особенно тяговых электродвигателей. Существующие методы и средств восстановления и ремонта изоляционных конструкций обмоток тяговых двигателей современных электровозов, основанные на сушке полимерной изоляции в конвективных электрических печах высокой мощности, являются энерго- и времязатратными. Данная технология не претерпевала значительных изменений уже более 50 лет. С целью продления ресурса полимерной изоляции электрических машин тягового подвижного состава была предложена технология сушки изоляции с использованием теплового излучения, сокращающая затраты электроэнергии на ремонт, повышающая скорость сушки за счет снижения теплопотерь. Статья посвящена вопросам проектирования нового устройства для сушки изоляции обмоток магнитной системы остова тягового двигателя электровоза вращающимся тепловым полем. Представлен анализ работ и выводов по результатам теоретических исследований, связанных с математическим моделированием. В качестве метода математического моделирование в работе использовался метод конечных элементов. Была создана упрощенная 3D модель обмотки магнитной системы остова с размещенными инфракрасными излучателями. По результатам конечно-элементного математического моделирования были получены температурные поля нагрева полимерной изоляции обмоток остова тягового двигателя. На основании данного расчета в работе были выбраны оптимальные параметры конструкции предлагаемого устройства, обеспечивающие минимальные затраты электроэнергии для различных габаритов остовов тяговых двигателей. На основании предлагаемого варианта устройства в настоящее время подана заявка на получение патента на полезную модель, а также на базе Улан-Удэнского локомотивовагоноремонтного завода - филиала АО «Желдорреммаш» осуществляется сборка данного прототипа установки. Заданы новые направления для дальнейших исследований.

В статье предлагается метод с использованием математического аппарата теории нечетких множеств при автоматизации управления надежностью локомотивов, так как при написании алгоритмов возникает проблема перехода от не до конца формализованных понятий человеческого общения к формализации программного обеспечения. Описаны примеры применения нечетких множеств при расчете показателей надежности локомотивов. При анализе параметров надежности вручную объем расчетов не позволяет перейти к более сложным алгоритмам. При наличии автоматизированных систем следует для каждого показателя перевозочного процесса, влияющего на его надежность, задать функцию принадлежности к опасному и нормальному состоянию с использованием математического аппарата теории нечетких множеств. Тогда риск наступления опасного события будет оценен вероятностью принадлежности логического утверждения к риску.

Анализ эксплуатации электровозов на отдельных участках железных дорог показывает, что их мощность используется нерационально и электровозы эксплуатируются с заниженными энергетическими показателями, в особенности на равнинных перегонах большой протяженности, что указывает на имеющиеся резервы снижения расхода электрической энергии. Цель работы - определить оптимальное значение номинальной мощности электровозов по минимуму расхода электроэнергии на участке и оценить потери электрической энергии от неоптимального использования мощности электровозов. Для достижения указанной цели было составлено уравнение зависимости расхода электроэнергии на тягу электровоза от величины его номинальной мощности. Для нахождения оптимального значения данное уравнение было продифференцировано по величине номинальной мощности электровоза и решено с использованием метода Кардано. Найденное выражение позволило определить оптимальное по минимуму расхода электрической энергии значение номинальной мощности электровоза в зависимости от требуемой для заданных условий движения и оценить значения изменения расхода электроэнергии от неоптимального использования его конструкционной мощности. Полученные уравнения позволили решить задачи по выбору оптимального значения номинальной мощности электровозов и оценке нерационального расхода электрической энергии от неоптимального использования их мощности и могут быть использованы при определении оптимальных параметров электровозов. Сделан вывод о важности выбора оптимальных значений мощности электровозов с целью получения наивысших технико-экономических показателей при их эксплуатации.

Для повышения скорости доставки грузов разрабатываются грузовые вагоны, рассчитанные на конструкционную скорость 140 км/ч. Одной из важных частей грузового вагона является ходовая тележка, от конструкции которой зависят динамические качества вагона. В тележке таких вагонов используется рама жесткой конструкции, которая восприимчива к кососимметричным нагрузкам. Анализ стандартов показал, что проверка прочности во время проектирования рамы тележки жесткой конструкции при воздействии максимальных кососимметричных сил, которые могут возникнуть в эксплуатации при сходе колеса с рельса, не требуется, что может привести к остаточной кососимметричной деформации рамы тележки. Для оценки влияния остаточной кососимметричной деформации на безопасность движения по коэффициенту запаса устойчивости колесной пары от схода с рельсов выполнены теоретические исследования. Результаты исследований показали, что остаточная деформация рамы тележки приводит к перераспределению нагрузок на шейки оси колесной пары, которое по влиянию на коэффициент запаса устойчивости колесной пары от схода с рельсов схоже с боковой качкой вагона. Боковая качка при движении вагона влияет на снижение коэффициента запаса устойчивости колесной пары от схода с рельсов в большей степени, чем колебания при галопировании и подпрыгивании. Таким образом, допуск к эксплуатации вагонов с кососимметричной остаточной деформацией рамы тележки без ее дефектоскопии может привести к нарушению безопасности движения. Для соблюдения безопасности движения вагонов с тележками, имеющими жесткие рамы, и снижения экономических потерь на стадии проектирования должна быть проведена оценка прочности рамы в зависимости от действия кососимметричных сил.

Предметом исследования является проблема управления экипажем в пространстве с помощью автоматической системы регулирования зазора между полюсами электромагнита и феррорельсами в системе скоростного наземного транспорта, основанного на эффекте левитации. Одним из основных условий комфортного левитационного режима движения экипажа является отсутствие вертикальных деформаций экипажа при многоточечном подвесе в связи с неоднородным распределением подъемных и направляющих сил. С целью обеспечения устойчивости электромагнитного подвеса экипажа предложены различные комбинации обратных связей системы управления. Приведены результаты исследования системы управления электромагнитным подвесом с использованием обратной связи по току электромагнита в режиме левитации наземного скоростного транспорта. Основным требованием к системе управления электромагнитным подвесом в режиме левитации является максимально допустимое отклонение допустимого воздушного зазора ± 5 мм при воздействии импульса аэродинамической силы в горизонтальной плоскости и скорости ее приложения. Предложен принцип подчиненного регулирования параметров системы управления с применением регуляторов в соответствии с функциональной двухконтурной системой автоматического регулирования с обратной связью по току. Применение двухконтурной системы автоматического управления при колебаниях напряжения питания корректирует ток электромагнита и исключает отклонение максимально допустимого зазора между электромагнитом и феррорельсом. Выполненные расчеты доказывают, что введение обратной связи по току электромагнита уменьшает коэффициенты передачи по скорости и тем самым увеличивает быстродействие сигнала.

Одним из свойств надежности электроснабжения электроподвижного состава железных дорог является безотказная работа системы тягового электроснабжения в различных режимах ее работы. Для послеаварийных и вынужденных режимов работы системы тягового электроснабжения характерно снижение показателей нагрузочной способности. С целью обеспечения пропускной и провозной способности участка железной дороги по устройствам тягового электроснабжения предлагается рассмотреть применение устройств накопления электроэнергии на электроподвижном составе и в системе тягового электроснабжения. Исследования, проводимые отечественными и зарубежными учеными, позволяют оценить эффективность альтернативных решений по повышению надежности электроснабжения, к которым относятся различные варианты применения устройств накопления электроэнергии на электроподвижном составе и в системе тягового электроснабжения. В настоящей статье представлены результаты обзора указанных решений, предложена имитационная модель системы тягового электроснабжения и электроподвижного состава с устройствами накопления электроэнергии на базе различных аккумуляторов и суперконденсаторов. Моделирование изменения режимов работы системы тягового электроснабжения выполнено с учетом управления состоянием коммутационных аппаратов. Результаты расчетов позволяют оценить падение напряжения на выходе накопителей электроэнергии, в том числе с учетом экспоненциальной зоны разрядной характеристики аккумуляторов, оценить изменение напряжения для заданной электротяговой нагрузки в зависимости от энергоемкости накопителя, выполненного на основе наиболее распространенных типов аккумуляторов и суперконденсатора.

Цель работы заключается в оценке энергетической эффективности рекуперативного торможения пассажирского электровоза постоянного тока при движении поезда с неустановившейся и установившейся скоростью, определении степени влияния скорости движения и электроотопления пассажирских вагонов на возврат электроэнергии при рекуперативном торможении электровоза, разработке рекомендаций по повышению энергетической эффективности пассажирских электровозов постоянного тока. Использованы методы: сравнительный анализ, методы тяговых расчетов, линейный регрессионный анализ, метод энергетического баланса. Рассмотрены уравнения энергетического баланса движения пассажирского поезда и его составляющих в режиме рекуперативного торможения, позволяющие выявить основные факторы, влияющие на возврат электроэнергии. Получены зависимости возврата электроэнергии при рекуперативном торможении, позволяющие оценить влияние режима движения поезда и электроотопления пассажирских вагонов на возврат электроэнергии при рекуперативном торможении электровоза. Даны рекомендации по сокращению энергозатрат пассажирских поездов. Определены условия, при которых можно увеличить возврат электроэнергии при рекуперативном торможении пассажирских электровозов. Разработанные предложения позволят повысить энергетическую эффективность пассажирских электровозов постоянного тока.

Перед железнодорожным транспортом стоят задачи не только по бесперебойному обеспечению перевозок народнохозяйственных грузов, но и по освоению новых локомотивов и повышению экономичности их использования. В частности, принятый в настоящее время режим запуска дизеля тепловозов типа UzTE16M приводит к дополнительному расходу топливных ресурсов, поэтому исследования по разработке и улучшению условий запуска дизелей тепловозов данного типа являются актуальными. На основании изучения проведенных ранее исследований и конструкций различных систем с целью облегчения запуска дизелей тепловозов с электрической передачей необходимо установить имеющиеся резервы силовой цепи и цепей управления. В статье рассмотрена математическая модель крутильных колебаний в системе запуска дизель-генератора (ДГ) с двумя сосредоточенными массовыми моментами инерции. Крутильные колебания между тяговым генератором и коленчатым валом дизеля тепловозов типа UzTE16M ранее не рассматривались . В данной статье решена задача крутильных колебаний приведенных масс якоря тягового генератора и дизеля в режиме запуска ДГ от аккумуляторной батареи и дополнительных устройств. Методом Лагранжа выведена система уравнений колебаний масс по обобщенным координатам упругих колебаний между массами якоря тягового генератора и дизеля с переменным массовым моментом инерции. Для полученной системы уравнений методом операционного исчисления выполнено решение с учетом принятых функций массовых моментов инерций, моментов движущих сил и сопротивлений. Сделаны выводы о том, что работа системы запуска дизеля на тепловозах типа UzTE16M определяется функциями приведенного массового момента инерции дизеля, движущего момента и функцией угловой скорости; полученное решение дает возможность рассчитать движущий момент и диапазон изменения угловой скорости при запуске дизель-генераторной установки тепловозов UzTE16M для дальнейшего сравнения с экспериментальными данными; при использовании рекомендуемой электрической схемы запуска дизеля тепловоза достигается увеличение движущего момента коленчатого вала дизеля и угловой скорости разгона движения якоря тягового генератора. На основе разработанной модели рекомендовано определение угловой скорости коленчатого вала дизеля.

Мероприятия по нормированию расхода дизельного топлива на работу маневровых локомотивов являются неотъемлемой частью эффективности использования тягового подвижного состава. Ввиду наличия проблем при формировании нормы расхода топлива, таких как показатели работы маневрового тепловоза, загрузки и технического состояния дизель-генераторной установки (ДГУ), условий эксплуатации локомотивов, требуется совершенствование существующей методики определения нормы расхода топлива. В статье представлены результаты исследований режимов работы маневровых тепловозов, приведены параметры разброса значений времени работы ДГУ в режиме нагрузки для маневровых тепловозов серий ТЭМ2 и ТЭМ18ДМ. Предложена математическая модель, основанная на базисах моделей машинного обучения, учитывающая степень загрузки ДГУ и технико-экономические характеристики серии тепловоза. Задачей предложенной модели является определение расхода топлива локомотивом итерационным методом расчета, где входными параметрами модели служат показатели работы локомотива. Установлено, что методика формирования нормы расхода топлива на выполнение маневровых работ должна учитывать степень загрузки дизель-генераторной установки и технико-экономические характеристики серии тепловоза. По результатам реализации предложенной модели по установлению удельных норм расхода топлива для исследуемых локомотивов по итогам их эксплуатации получены усредненные показатели удельного расхода топлива локомотивами по позициям контроллера машиниста. Предложенная методика позволяет учесть фактическую степень загрузки ДГУ и установить корректную норму расхода топлива за определенный период работы локомотива, что представляет практическую значимость работы. Представленные результаты исследования являются началом работы по разработке интеллектуальной системы по нормированию расхода дизельного топлива на работу маневровых локомотивов.

В статье рассматривается возможность использования математической модели растянутого стержня для определения взаимосвязей параметров колебаний контактных проводов и их натяжений. Данная модель позволяет по частоте колебаний контактного провода, полученных после прохода токоприемника, определить натяжение. При этом скорость движения электроподвижного состава не будет влиять на частоту колебаний. Благодаря предложенной модели снижается трудоемкость определения натяжения проводов без перерывов движения поездов и появляется возможность оперативного контроля состояния контактной подвески дистанционно.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований по образованию продуктов коррозии в результате воздействия на железобетонные конструкции агрессивной среды и электрического тока. Обсуждаются способы создания образцов с искусственной электрокоррозией в условиях, приближенных к реальной эксплуатации. Приведены результаты испытаний образцов с использованием рентгенографического метода и моделирования их прочностных характеристик.

В статье обоснована необходимость обновления нормативной документации по выбору сглаживающих устройств для тяговых подстанций постоянного тока. Сформулированы общие требования к сглаживающим устройствам, требования по охране труда и электромагнитной безопасности. Рассмотрены основные схемы сглаживающих устройств, применяемых на тяговых подстанциях постоянного тока. Разработаны рекомендации по выбору схем сглаживающих устройств при модернизации и строительстве новых тяговых подстанций с учетом их энергетической эффективности.

В статье проведен анализ схем испытаний асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки с применением генераторов постоянного тока с независимым возбуждением в качестве нагрузочных машин и питанием от трехфазной сети переменного тока с частотой 50 Гц. Рассмотрены особенности функционирования каждой из приведенных схем взаимной нагрузки. Отмечены недостатки данных схем, обусловленные в одном случае наличием избыточного состава оборудования, в другом - отсутствием защиты от короткого замыкания в якорной цепи нагрузочного генератора и сложностью ее подключения к звену постоянного тока. Предложена схема, разработанная авторами, лишенная отмеченных недостатков известных схем и сочетающая в себе все их преимущества, являющаяся наиболее простой как в силовой части, так и в управлении процессом подключения обмотки якоря к звену постоянного тока двухзвенного преобразователя частоты. Представлена математическая модель системы испытаний, состоящей из асинхронного тягового двигателя, нагрузочного генератора постоянного тока с независимым возбуждением и двухзвенного статического преобразователя частоты. Математическая модель данной системы испытаний составлена из частей, соответствующих ее отдельным элементам. Представленная математическая модель позволяет осуществлять расчет статических и динамических режимов работы предложенной схемы на этапе разработки электротехнического комплекса для испытаний асинхронных тяговых двигателей. Даны рекомендации по внедрению разработок в процесс эксплуатации асинхронных тяговых двигателей в локомотивных ремонтных депо. Также отмечена целесообразность внедрения результатов работы в организациях-разработчиках испытательных станций для асинхронных тяговых двигателей.

Предметом исследования является энергетическая эффективность системы тягового электроснабжения и тягового электропривода электровозов. Научное обоснование оценки энергетической эффективности взаимосвязанной системы электрической тяги поездов направлено на решение задач по снижению потерь напряжения в контактной сети, активной мощности в контактной сети и тяговом электроприводе электровозов за счет полного и непрерывного использования электрического потенциала системы электроснабжения. В основу методологии исследований положены закон сохранения энергии, математическое моделирование энергетического процесса и спектральный анализ напряжения и тока на токоприемнике электровоза. Аналитически и результатами расчета доказано, что значительные потери напряжения, активной мощности в контактной сети, тяговом электроприводе электровозов вызваны неудовлетворительной работой регуляторов мощности и несоответствием уровня напряжения в контактной сети мощности, которая необходима для реализации тяжеловесного и скоростного вождения поездов. Для устранения отрицательного влияния индуктивного сопротивления тягового электроснабжения переменного тока на энергетическую эффективность и скорость движения поездов предложено повышать напряжение в контактной сети постоянного тока и разрабатывать регуляторы мощности электровозов. Математической моделью системы электрической тяги постоянного тока показаны возможности снижения потерь электрической энергии и повышения скорости движения за счет применения электрического полупроводникового вариатора для согласования высокого напряжения в контактной сети с напряжением тяговых электродвигателей электровоза.

Предметом исследования является процесс применения оптических технологий бесконтактных измерений геометрических параметров колесной пары вагона в ходе эксплуатации и при осуществлении ремонта. Цель исследования - проработка методик натурных испытаний технологий контроля геометрических параметров деталей вагона при помощи оптического дальномера со взаимной верификацией полученных результатов при помощи численного моделирования с применением трехмерных цифровых моделей объектов и средств измерения. В результате исследования получены экспериментальные и расчетные зависимости показаний оптического датчика в ходе изменения взаимного положения объекта измерения (колесной пары) и дальномера. Для натурных испытаний были использованы два лазерных триангуляционных дальномера. Для численного моделирования была создана программа, которая позволяет генерировать трехмерную модель поверхности катания колесной пары, состоящую из множества точек, принадлежащих поверхности вращения. Моделирование заключается в поиске точек пересечения линии, заданной при помощи координат точки источника излучения в пространстве и направляющего вектора, с моделью поверхности катания. После вычислений результат выдается в виде таблицы с вычисленными дальностями и визуализируется в виде проекций трехмерной проволочной модели колеса и луча дальномера. Визуализация процесса численного моделирования важна для исключения неправильной интерпретации результатов расчетов и проверки соблюдения физического смысла получаемых при моделировании численных данных. Сравнение графиков показывает сходимость результатов и достаточную точность численных моделей и методик, которые можно применять в дальнейшем для планирования натурных испытаний проектируемых методик и оборудования для размерного контроля деталей вагона.

Рассмотрен вариант применения цепной контактной компенсированной подвески с рычагами и боковым токосъемом для трехфазной системы тягового электроснабжения (ТСТЭ). Две разнофазные контактные подвески располагаются с разных сторон от оси пути. Электроподвижной состав должен иметь два токоприемника, которые давят на контактный провод от оси пути в противоположные стороны. Произведено описание конструкции контактной подвески в целом и основных узлов, в частности крепление стержней, что позволяет обеспечить вертикальный зигзаг и ограничить поперечное перемещение контактного провода. В точках у опор рычаги соединены с консолями и имеют узел для создания угловой жесткости. Кроме этого поворот данных рычагов ограничен в сторону к оси пути и в противоположную сторону. Этим самым предотвращается возможность схлестывания разнофазных контактных проводов. В соответствии с указанной конструкцией была разработана математическая модель данной контактной подвески на основе метода конечных элементов, обеспечивающая расчет в статике и динамике с учетом токоприемника. Для описания токоприемника используется распространенная трехмассовая модель. На основе анализа результатов, полученных с помощью данной модели, определено влияние конструктивных параметров подвески, поперечного ветра и скорости движения токоприемника на качество токосъема, установлены границы применимости рассматриваемой подвески в зависимости от величины данных параметров. Определено, что в отличие от обычной контактной подвески с вертикальным токосъемом для подвесок с боковым токосъемом значительное влияние на качество токосъема оказывает боковой ветер. Именно скорость ветра является основным фактором, ограничивающим возможность применения подвески с боковым токосъемом.

Работа относится к применению нового метода бесконтактного RFID-контроля состояния изоляторов для воздушных линий электропередач, включая линии устройства сигнализации, централизации, блокировки и продольного электроснабжения . Значительное количество аварийных ситуаций происходит из-за пробоя изоляторов и несовершенства методов контроля. Предлагается применить бесконтактную систему RFID-контроля изоляторов воздушной линии электропередачи, которая состоит из считывателя с приемопередающим устройством и антенной, стандартных изоляторов с RFID-индикаторами и специального программного обеспечения. В данной статье описаны исследования штыревых изоляторов с закрепленными RFID-индикаторами. Целью исследований являлось влияние климатических факторов на компоненты и сборочные конструкции штыревых изоляторов с RFID-индикаторами и работа системы RFID-контроля в целом. В качестве образцов исследования были выбраны радиочастотная метка, полиэтиленовый колпачок с алюминиевым покрытием с встроенной меткой, штыревой фарфоровый изолятор с RFID-индикатором в сборке. Климатические испытания проводились в испытательном центре технических средств железнодорожного транспорта Уральского государственного университета путей сообщения (ИЦ ТСЖТ УрГУПСа). Имитировались температурные изменения от -60 до +50 °С при влажности воздуха до 93 %. Представлены и проанализированы результаты по адгезионным свойствам и электропроводности токопроводящего покрытия на полиэтиленовой поверхности и устойчивости функционирования RFID-меток. Даны предложения по совершенствованию компонентов и сборочной конструкции. Во-первых, применить на верхушке штыря винтовую резьбу вместо специальной накатки, что снизит механические нагрузки при монтаже конструкции отдельных компонентов и позволит снизить погрешность установочных размеров для улучшения приема-передачи сигналов между считывателем и меткой. Во-вторых, путем пескоструйной обработки поверхности полиэтиленового колпачка можно улучшить адгезию поверхности с токопроводящим покрытием, что увеличит электропроводность конструкции. В итоге проведенной работы доказано, что разработанная система RFID-контроля изоляторов функционирует в заданных ГОСТом климатических условиях, что позволяет рекомендовать ее применение в линиях устройств с напряжением 6 - 10 и 35 кВ.