Архив номеров

Электроника и электрооборудование транспорта
Выпуск 2, 2022 год

«Электроника и
электрооборудование
транспорта»

В данном выпуске вы узнаете об исследовании работоспособности электромеханических систем движительно-рулевого комплекса бывшего в длительной эксплуатации обитаемого подводного аппарата, совершенствовании системы контроля изоляции тяговых двигателей локомотивов, энергетический критерий выявления обрыва тиристорного плеча силового преобразователя электровоза переменного тока.

Читать выпуск

.pdf и .html

Что в номере?       

Электроснабжение и электрооборудование

Конденсаторно-транзисторный модуль зажигания газового двигателя внутреннего сгорания

Нефедьев А.И., Шаронова В.Г., Гусев В.Г.

Повышение надежности работы системы зажигания газового двигателя зависит от качества и надежности искрообразования в цилиндрах двигателя. Статья посвящена исследованию влияния параметров искрового разряда на качество сгорания газовоздушной смеси при различных типах катушек зажигания и различных свечах зажигания. Предложена структурная схема конденсаторно-транзисторного модуля системы зажигания. Обнаружено, что использование конденсаторно-транзисторной системы зажигания позволяет получить искровой разряд с высокой длительностью и с высокой скоростью нарастания напряжения на свече зажигания. Приведены результаты сравнительных испытаний транзисторной, конденсаторной и конденсаторно-транзисторной систем зажигания.

Теги: конденсаторная система зажигания, свеча зажигания, катушка зажигания, газовоздушная смесь, искровой разряд, газовый двигатель.

Силовая схема электровоза переменного тока с применением управляемого транзисторного преобразователя возбуждения

Михальчук Н.Л., Савоськин А.Н., Чучин А.А.

Одним из способов повышения тягово-сцепных свойств электровозов однофазно-постоянного тока является управление силой тяги двигателей. Для достижения поставленной цели необходимо обеспечить реализацию любых значений токов возбуждения без переключений в силовой цепи. Изве-стен способ одновременного управления напряжением на якоре тягового двигателя и обмотке возбуждения для тепловозов. Предложена адаптация этого способа для электровоза однофазно-постоянного тока. Для питания управляемого транзисторного преобразователя следует использовать мостовой выпрямитель, подключённый к отдельной обмотке трансформатора электровоза. Приведены результаты расчета электромагнитных процессов работы преобразователя и выполнен расчет обмотки трансформатора. Предлагаемая схема обеспечивает возможность потележечного и поосного управления силой тяги электровоза.

Теги: электровоз, тяговый двигатель, транзисторный преобразователь, управляемый преобразователь возбуждения, электромагнитные процессы, трансформатор, потележечное и поосное управления силой тяги.

Энергетический критерий выявления обрыва тиристорного плеча силового преобразователя электровоза переменного тока

Скорик В.Г., Малышева О.А., Супрун Д.А.

В статье приведено описание критерия, позволяющего определить поврежденное тиристорное плечо в выпрямительно-инверторном преобразователе электровозов переменного тока с коллекторным электроприводом. В качестве критерия предложено оценивать энергию в цепи выпрямленного тока за каждый полупериод сетевого напряжения. Приведены аналитические выражения, позволяющие производить расчет граничных условий определения аварийного режима. Представлены результаты математического моделирования применения предложенного критерия в программной среде Matlab Simulink.

Теги: выпрямительно-инверторный преобразователь, режим тяги, электровоз, интеграл Дюамеля, потеря управления.

Исследование работоспособности электромеханических систем движительно-рулевого комплекса бывшего в длительной эксплуатации обитаемого подводного аппарата

Лобынцев В.В., к.т.н., Фокин С.Г., Кичко С.А., Поляшов А.А., Дураков Д.Н., Куштан М.И., Буряков И.Н., Устинов В.С.

Мировой океан занимает две трети поверхности планеты, однако его глубины по сей день остаются малоизученными. Основным препятствием является необходимость длительного пребывания в чужеродной среде под воздействием высокого давления. Вместе с тем проводится активная разработка шельфовых месторождений углеводородов, в транзитных зонах предпринимаются попытки подводной добычи железомарганцевых, никелевых и кобальтовых конкреций, по морскому дну прокладываются силовые и телекоммуникационные кабели, трубопроводы. Необходимость выполнения широкого спектра подводно-технических работ на глубинах от сотен метров и более обусловила создание подводных аппаратов различного класса от телеуправляемых до обитаемых. Их перемещение и маневрирование осуществляется посредством гребного винта, на снижение КПД которого разработчики идут намеренно в целях достижения приемлемых параметров обтекания электропривода, используя совмещенные планетарные редукторы и магнитные муфты вместо сальникового уплотнения вала. Авторами публикации проведено исследование электромеханических характеристик электроприводов и параметров постоянных магнитов в ступицах гребных винтов, по результатам которого дана оценка фактическому состоянию электроприводов движительно-рулевого комплекса обитаемого подводного аппарата C-Explorer 5.8 после многолетнего периода эксплуатации.

Теги: обитаемый подводный аппарат, магнитная муфта, момент вращения, гребной винт, электромеханическая система привода, движительно-рулевой комплекс.

Фильтрокомпенсирующая установка для повышения пропускной способности и снижения потерь мощности в тяговой сети железных дорог

Серебряков А.С., Герман Л.А., Дулепов Д.Е., Осокин В.Л.

Для повышения пропускной способности электрифицированных железных дорог и снижения потерь мощности в тяговой сети на посту секционирования включаются двухступенчатые фильтрокомпенсирующие установки (ФКУ) поперечной емкостной компенсации. При увеличении тяговой нагрузки, когда в тяговой сети появляются тяжеловесные поезда, включается наибольшая мощность ФКУ, а при снижении тяговой нагрузки мощность ФКУ уменьшается.

Для этого ФКУ выполняется с тиристорным ключом (ТК) для бесконтактного переключения двух секции. При этом ТК выполняет две функции, во-первых, для быстрого без перенапряжений переключения секций: он обеспечивает включение двух последовательно соединенных секций для уменьшения генерируемой мощности и включение одной основной секции для увеличения мощности ФКУ. Во-вторых, для ограничения бросков тока и напряжения в тяговой сети за счёт того, что напряжение на ФКУ повышается постепенно, поэтапно по 400-500 В путем кратковременного фазового регулирования тиристорного ключа. Приведена запатентованная схема автоматического управления тиристорным ключом. Технико-экономический эффект состоит в том, что с помощью одной фильтрокомпенсирующей установки с двумя индуктивно-емкостными секциями LC повышается напряжение до требуемого значения и при этом исключаются опасные броски напряжения в тяговой сети при регулировании мощности ФКУ. Перспективно модернизировать все существующие компенсирующие установки на постах секционирования с переводом их в переключаемые фильтрокомпенсирующие ФКУ.

Теги: фильтрокомпенсирующие установки, пропускная способность, потери мощности, фазовое регулирование, броски тока и напряжения, посты секционирования.

Современные технологические процессы, оборудование, материалы

Новые системы изоляции тяговых двигателей

Рыжова Е.Л.

В статье рассматривается актуальность применения новой системы изоляции электрических машин тягового подвижного состава. Анализируя инновационные направления применения диэлектрических материалов, автор отмечает, что одной из причин отказов узлов электроподвижного состава является пробой изоляции и межвитковое замыкание обмотки якоря тягового электродвигателя. Приводятся технические решения при производстве, основные параметры, показатели надежности и долговечности, а также достоинства рассматриваемых видов изоляции отечественных производителей для электрических машин тягового подвижного состава. Сделан вывод о целесообразности применения приведенной новой системы изоляции тяговых двигателей.

Теги: электроизоляционные материалы, наноэлектроизоляция, тяговый электродвигатель, подвижной состав, пробой изоляции, класс нагревостойкости, стеклослюдосодержащие материалы.

Cовершенствование системы контроля изоляции тяговых двигателей локомотивов

Прохор Д.И., Никитин В.В., Евстафьев А.М.

Анализ статистических данных по неисправностям локомотивов показывает, что значительное количество отказов возникает в результате неисправностей системы изоляции тяговых двигателей. В настоящее время нормативными документами ОАО «РЖД» регламентированы следующие виды испытаний изоляции тяговых двигателей: измерение сопротивления изоляции, испытания повышенным напряжением и испытания на пробой. В настоящей статье предлагается расширение номенклатуры параметров изоляции, контролируемых в процессе эксплуатации, за счет измерения коэффициента абсорбции, возвратного напряжения, тангенса угла диэлектрических потерь и емкости изоляции. Даны результаты мониторинга дополнительных параметров изоляции тяговых двигателей в ходе эксплуатационных испытаний, сформулированы критерии отбраковки тяговых двигателей по состоянию изоляции. Ключевые слова: электрическая изоляция, тяговый двигатель, локомотив .

Теги: электроизоляционные материалы, наноэлектроизоляция, тяговый электродвигатель, подвижной состав, пробой изоляции, класс нагревостойкости, стеклослюдосодержащие материалы.

Диагностика и испытания

Контроль технического состояния силовых трансформаторов методом акустического диагностирования

Еркебаев А.

Актуальность заявленной тематики научного исследования обуславливается необходимостью разработки и последовательного внедрения эффективных методик текущего технического состояния силовых трансформаторных подстанций в системе железных дорог Республики Казахстан с использованием методов акустического диагностирования. Целью данной научно-исследовательской работы является изучение перспектив улучшения контроля технического состояния силовых трансформаторов, применяющихся в железнодорожном хозяйстве Казахстана при условии использования метода акустического диагностирования для решения всех проблемных вопросов осуществления подобного контроля. Основу методологического подхода в данной научно-исследовательской работе составляет сочетание методов системного анализа существующих на сегодняшний день подходов к осуществлению контроля текущего технического состояния силовых трансформаторов с использованием методов акустического диагностирования с аналитическим исследованием принципиальных возможностей осуществления данных операций в системе железных дорог Республики Казахстан. Результаты, полученные в ходе данной научно-исследовательской работы, свидетельствуют о наличии разнообразных вариантов применения методов акустического диагностирования для осуществления контроля технического состояния силовых трансформаторных подстанций, а также подтверждают необходимость последующего усовершенствования применяющихся методик контроля для достижения высокого качества функционирования силовых трансформаторных подстанций железных дорог. Результаты данной научно-исследовательской работы, а также сформулированные на их основании выводы имеют существенное прикладное и практическое значение для сотрудников различных подразделений и служб железнодорожной отрасли Республики Казахстан, по роду деятельности сталкивающихся с необходимостью практической реализации широкого комплекса мероприятий по контролю технического состояния силовых трансформаторных подстанций, обеспечивающих бесперебойное функционирование подвижного состава железной дороги, а также для разработчиков методов технического контроля состояния силовых трансформаторов, в чьи функции входит повышение эффективности применяющихся методов контроля .

Теги: силовые трансформаторные подстанции, тяга поездов, подвижной состав железной дороги, акустическое диагностирование, железнодорожная отрасль Республики Казахстан, контроль технического состояния силовых трансформаторов.

Разработка вероятностно-статистической математической модели и критерия оценки соответствия бортового электрооборудования партии автомобилей по параметрам помехоустойчивости

Николаев П.А., Козловский В.Н., Подгорний А.С., Брачунова У.В.

В статье представлены результаты разработки и реализации вероятностно-статистической математической модели и критерия оценки соответствия бортового электротехнического комплекса партии автомобилей по параметрам электромагнитной совместимости.

Теги: автомобиль, бортовой электротехнический комплекс, электромагнитная совместимость.

Электромагнитная совместимость

Электромагнитные процессы в бесконтактных двигателях постоянного тока с двумя индукторами

Гридин В.М.

Электромагнитные процессы исследованы для двух бесконтактных двигателей постоянного тока (БДПТ), содержащих трехсекционную якорную обмотку (ЯО), три силовых транзистора и два цилиндрических индуктора с радиальными полюсами. У одного БДПТ ЯО – обычная, барабанная, а числа радиальных полюсов двух индукторов отличаются в три раза. У другого БДПТ ЯО – тороидальная, а числа радиальных полюсов двух индукторов отличаются в два раза. Электромагнитные процессы исследованы для случая, когда распределение результирующей для ЯО магнитной индукции по окружности воздушного зазора наиболее близко к желаемому трапецеидальному. Приведены соответствующие выражения для магнитной индукции как функции от углового положения ротора. Для трех интервалов времени, когда ток в секциях ЯО нарастает, не изменяется и спадает до нуля, получены выражения для ЭДС и тока в секциях ЯО. Также получены выражения для электромагнитной мощности и мощности, потребляемой ЯО. В результате исследования выражений для указанных мощностей получены уравнения и выражения, позволяющие определять значения отношения ЭДС к напряжению питания и угла опережения коммутации, соответствующие максимальному электромагнитному КПД, приведены примеры расчета таких значений. Показано, как полученные результаты следует использовать при проектировании и разработке БДПТ для известных значений мощности, скорости вращения вала двигателя и его КПД..

Теги: обычная и тороидальная обмотки, цилиндрические индукторы с различным числом полюсов, электромагнитная и потребляемая мощности, оптимальные коэффициент ЭДС и угол опережения коммутации.

Возврат к списку