Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения ОАО «ВЭлНИИ»
ОАО «ВЭлНИИ» входит в состав
компании ТРАНСМАШХОЛДИНГ

Вестник ВЭлНИИ

Вестник ВЭлНИИ
т. 2(49)

СОДЕРЖАНИЕ - CONTENT

В. И. Захаров

Универсальные уравнения процесса нагревания обмоток тяговых электродвигателей при стационарной нагрузке

На основе анализа данных стендовых тепловых испытаний большого числа тяговых двигателей магистральных и промышленных электровозов получены уравнения нагревания обмоток в относительных единицах, связывающие переменные параметры процесса – время нагревания, токовую нагрузку, расход охлаждающего воздуха и превышение температуры. Уравнения носят универсальный характер и применимы для конструктивно подобных двигателей в диапазоне мощностей 5001000 кВт.

V.I. Zakharov

The universal equations of traction motors windings heating process at steady load

On the basic of data analysis of bench thermal tests of a large number of traction motors for main line and industrial electric locomotives the winding heating equations in relative units which combine variable process parameters that is heating time, current load, cooling air consumption and temperature excess are received. The equations have an universal nature and they are applicable to constructively similar motors at power range from 500 to 1000 kW.

В.Г. Григоренко, C.В. Доронин

Анализ взаимодействия колес и рельсов при прохождении локомотивом кривых

Приведены результаты расчетов усилий, возникающих при взаимодействии колесных пар, рамой тележки и рельсом при прохождении локомотивом кривых.

V.G. Grigorenko, S.V. Doronin

Analysis of interaction of wheels and rails when passing the curves by locomotive

The calculation results of efforts arising from interaction of wheel sets, bogie frame and rail when passing the curves by locomotive are given.

А.В. Киреев, Г.Н. Кононов

Снижение пульсаций момента в приводе с индукторным тяговым двигателем

Рассмотрен способ снижения пульсаций результирующего электромагнитного момента трехфазного реактивного индукторного двигателя в режиме токоограничения путем формирования фазных токов двигателя в зависимости от угла поворота ротора относительно статора.

A.V.Kireyev, G.N.Kononov

Decrease of moment pulsations in traction inductor motor

The method of decrease of resulting electromagnetic moment pulsations for three phase reaction inductor motor in current limitation mode by forming of phase motor currents depending on the rotor turning angle relative to the stator is considered.

А.В.Лебедев, Е.М.Ефимов, Е.Ю. Парнюк, А.Н.Гудков

Оптимизация алгоритма управления тяговым электроприводом электровоза ЭП200

Рассматриваются варианты управления вентильным тяговым электроприводом, позволяющие обеспечить высокие тягово-энергетические показатели электровоза ЭП200 в широком диапазоне скоростей и токовых нагрузок.

A.V. Lebedev, Ye.M. Yefimov, Ye.Yu. Parnyuk, A.N. Gudkov

Optimization of traction electric drive control algorithm for electric locomotive EP200

The variants of rectifier traction electric drive control which allow to ensure high traction & energy factors for electric locomotive EP200 in wide range of rates and current loads are considered.

И.В. Пехотский, М.Ю. Пустоветов

Математические модели однофазных многообмоточных трансформаторов

Описаны модели однофазных многообмоточных трансформаторов, выполненные в системе проектирования OrCAD 9.2.

I.V. Pekhotsky, M. Yu. Pustovetov

Mathematical models of the single-phase multiwinding transformers

The single-phase multiwinding transformers models performed in design system OrCAD 9.2 are described.

Ю.А. Бахвалов, Л.Н. Сорин, Д.А. Лебедев

Расчет индуктивности реактора электровоза

Предложена методика уточненного расчета индуктивности сглаживающего реактора с разомкнутым магнитным сердечником для электровоза переменного тока с коллекторными тяговыми двигателями.

Yu. A. Bakhvalov, L. N. Sorin, D. A, Lebedev

Calculation of the reactor inductance for electric locomotive

The exact calculation methods of inductance of the smoothing reactor with an open magnetic core for a. c. electric locomotive with commutator motors are suggested.

А.С. Корнев, А.Я. Якушев, В.О. Иващенко

Метод расчета переходных процессов в многозвенных входных фильтрах приводов постоянного тока с импульсным регулированием

Получены аналитические выражения для расчета переходных процессов в многозвенных входных фильтрах с неоднородными LC параметрами при произвольных углах регулирования энергии в нагрузке в импульсных режимах.

A.S. Kornev, A.Ya. Yakushev, V. O. Ivashchenko

Calculation method of transient processes in ladder-type input filters of d. c. drives with pulse control

The analytical expressions for transient processes calculation in ladder-type input filters with non-uniform LC parameters at optional energy control angles on load in pulse mode are received.

И.Я. Логинов, Б.М. Наумов, В.И. Чернышов, Н.М. Кожемяка

Перенапряжения в автономном инверторе тока электропоезда ЭН3

Проведён анализ процессов коммутации тиристоров и диодов автономного инвертора тока при переходных процессах в асинхронном тяговом электроприводе электропоезда.

Даны рекомендации по выбору параметров дросселей насыщающихся, алгоритму управления тяговым электроприводом.

I.Ya. Loginov, B.M. Naumov, V.I. Chernyshov, N.M. Kozhemyaka

Overvoltages in self-excited current inverter of electric train EN3

The analysis of thyristors and diodes commutation processes of the self-excited current inverter under transient processes in asynchronous traction motor drive of the electric train is accomplished.

The recommendations of parameters choice for saturant chokes and traction motor drive control algorithm are given.

А.И. Лещёв, Ю.А. Орлов, К.Н. Суслова

Исследование зависимостей перенапряжений на элементах входного фильтра электровозов постоянного тока от параметров импульса напряжения с крутым фронтом

Проведены исследования влияния импульсов напряжений с крутым фронтом на входе электровоза на рост напряжений на элементах входного фильтра. Приведены зависимости максимального напряжения на конденсаторах фильтра от индуктивности реактора при разных резонансных частотах, от длительности импульса напряжения и от коэффициента модуляции в режиме импульсного регулирования напряжения на двигателе. Выведены практические формулы для расчета напряжения на конденсаторе фильтра.

A. I. Leshchyov,Yu. A. Orlov, K. N. Suslova

Investigation of overvoltage dependences of input filters elements for d. c. electric locomotives on parameters of voltage pulse with steep front

Investigations of influence of input voltage pulses with steep front on voltage growth of input filter elements are implemented. The dependences of maximal filter capacitors voltage on reactor inductance at different resonance frequencies, voltage pulse duration and modulation coefficient in voltage pulse control mode of the motor are given. The practical formulas for calculation of filter capacitor voltage are derived.

А.И. Лещёв, Ю.А. Орлов, К.Н. Суслова

Исследование перенапряжений на элементах преобразователей электровозов постоянного тока при воздействии импульсов напряжений с крутым фронтом

Приведены результаты исследований на математической модели электрической части привода электровоза ЭП10 с асинхронными тяговыми двигателями при питании от сети постоянного тока 3 кВ максимальных напряжений, возникающих в статических преобразователях при воздействии на входе электровоза импульсов напряжений с крутым фронтом, с использованием быстродействующей защиты от перенапряжений и без неё. Даны практические рекомендации.

A.I. Leshchyov,Yu. A. Orlov, K. N. Suslova

Investigation of overvoltages on converter elements for d. c. electric locomotives on exposure to voltage pulses with steep front

The results of mathematical model tests of the electrical motor drive part for electric locomotive EP10 with asynchronous traction motors fed by d. c. net 3kV with maximal voltage occurring in static converters on exposure to input voltage pulses with steep front with the use of high-speed over voltage protection and without it are given. The practical recommendations are listed.

Ю.В. Колоколов, С.Л. Косчинский, А.С. Тугарев, А.В. Беляев

Исследование динамики электроприводов постоянного тока с импульсным регулированием, взаимодействующих через общую сеть по схеме «тяга – торможение»

Приведены математическая модель участка контактной сети и двух тяговых единиц постоянного тока с системой импульсного регулирования в режиме тяги, а другая – в режиме торможения, и результаты ее исследования, определяющие влияние изменения разных параметров системы на характер исходных процессов в ней. При этом были определены критические (буфуркционные) значения параметров регуляторов, переход через которые меняет фазовый портрет системы.

Yu.V. Kolokolov, S.L. Koschinsky, A.S. Tugaryov,A.V. Belyayev

Investigation of dynamics of d. c. motor drives with pulse control interacting through a common network in accordance with a traction-to-braking scheme

The mathematical model of a contract network part and two

d. c. traction units with pulse system of pulse voltage control on the commutators of traction machines is given. One of them operates in traction mode and the other is in braking mode. The results of its investigation which determine change effect of different system parameters on character of initial processes in it are found. The critical (bifurcational) values of regulators parameters were determined and transition through them changes a phase system portrait.

В.И. Плис, В.Н. Никитин, Д.А. Кабанов

Блок управления тяговым приводом с асинхронными тяговыми двигателями

Рассмотрены изменения, внесенные в систему управления и в блок управления автономными инверторами напряжения электровоза НПМ2, необходимость которых была выявлена в ходе наладочных работ и опытной эксплуатации на Магнитогорском металлургическом комбинате. Приводятся краткие технические характеристики нового блока управления.

V.I. Plis, V.N. Nikitin, D.A. Kabanov

Control unit of asynchronous traction motors drive

The changes made in control system and control unit of self-excited voltage inverters for electric locomotive NPM2 which necessity was found during adjustment and alignment and trial operation on Magnitogorsk integrated iron-and-steel works are considered. The brief technical characteristics of a new control unit are given.

В.И.Захаров, М.М. Каликин

К выбору концепции механического тягового привода для перспективных пассажирских электровозов

На основании требований типажа перспективных электровозов определены требования к параметрам перспективной модели асинхронного тягового электродвигателя по мощности и частоте вращения.

На основании анализа рекомендован тип привода 3 класса, отвечающий требованиям типажа, а также технологичности изготовления, обслуживания и ремонта.

V.I. Zakharov, M.M. Kalikin

To the choice of concept of the mechanical traction motor drive for prospective electric locomotives of type series for Russian railways

On the grounds of requirements for the prospective electric locomotives type the requirements for the parameters of the prospective asynchronous traction motor model by power and rotational frequency are determined in the article.

On the grounds of analysis the motor drive model of class 3 which conforms to the requirements of the type and also manufacture, maintenance and repair technological effectiveness is recommended.

В.Б. Зорин

Тяговый преобразователь для электровоза постоянного тока с асинхронными тяговыми двигателями

Описаны конструкция и испытания тягового преобразователя для магистрального электровоза постоянного тока с асинхронными тяговыми двигателями.

V.B. Zorin

Traction converter for d. c. electric locomotive with asynchronous motors

The design and testing of the traction converter for main line 
d. c. electric locomotive with asynchronous motors are described.

Ю.М. Кулинич, Я.Ю. Бобровников

Устройство для сглаживания пульсаций тока в цепи тяговых двигателей электровоза

Предложены мероприятия, направленные на уменьшение энергоемкости перевозочного процесса с целью снижения себестоимости перевозок.

Yu. M. Kulinich, Ya.Yu. Bobrovnikov

Device for smoothing of current pulsations in the circuit of traction motors for electric locomotive

The measures directed at decrease of transportation process energy capacity with the purpose of reduction of transportation cost price are suggested.

А. М. Рутштейн

Система питания вспомогательных цепей магистрального электровоза постоянного тока от статического преобразователя

Приводится описание электрических схем и принципов действия статических преобразователей с промежуточным звеном переменного тока 400Гц. для питания вспомогательных цепей магистрального грузового двухсекционного электровоза постоянного тока.

A.M. Rutshtein

Auxiliary circuits system fed by static converters for d. c. main line electric locomotive

The description of electric circuits and operating principles of static converters with a. c. intermediate link 400 Hz for auxiliary circuits power supply for d. c. main line two section freight electric locomotive is given.

Г.П. Сметанкин, А.С. Бурдюгов, С.С. Матекин

Автоматизированная зарядно-разрядная станция для обслуживания аккумуляторных батарей в электровозных депо

Описывается зарядно-разрядная станция САЗР-4,5-380/100-УХЛ4-202, разработанная в ОАО «ВЭлНИИ» и эксплуатируемая в локомотивном депо «Самара». Раскрыты преимущества заряда асимметричным током и дана сравнительная характеристика станции по сравнению с установкой, эксплуатируемой ранее в электровозных депо.

G.P. Smetankin, A.S. Burdyugov, S.S. Matekin

Automatic charging & discharging station for storage batteries maintenance at the electric locomotive depot

The charging & discharging station SAZR-4,5-380/100-UHL4-202 developed by JSC «VELNII» and exploited at the locomotive depot «Samara» is described. The advantages of charge by asymmetric current are shown and the comparative characteristic of the station in comparison with the installation used at the depot before is given.

С.В. Власьевский, В.В. Кравчук

Эффективность и проблемы применения рекуперативного торможения на электровозах переменного тока

Оценивается эффективность применения магистральных электровозов переменного тока с рекуперативным торможением на основе опыта их работы на Дальневосточной железной дороге и путей решения возникающих при этом проблем.

S.V. Vlasyevsky, V.V. Kravchyuk

The efficiency and problems of application of regenerative braking on a.c. electric locomotives

Efficiency of utilization of the a.c. main line electric locomotives with regenerative braking on the basis of their operation on the Far-Eastern railway and solution ways of arising problems are evaluated.

Ю.А. Орлов, к.т.н. И.В. Скогорев

Защита электрооборудования электроподвижного состава от снега и пыли

На основе анализа данных из эксплуатации электровозов показано, что повреждения охлаждаемого электрооборудования имеют явно выраженный сезонный характер. Причина этого –уменьшение количества охлаждающего воздуха из-за засорения фильтров контактного действия, взамен которых предложена конструкция вентилятора-воздухоочистителя.

Yu. A. Orlov, I.V. Skogorev

Protection of electrical equipment from snow and dust on electric rolling stock

On the basis of data analysis from electric locomotive operation it is shown that faults of cooling electrical equipment have strongly marked seasonal character. The reason of it is decrease of cooling air amount because of clogging of contact action filters instead of which the fan-air cleaner design is suggested.

П.Г. Колпахчьян, П.Ю. Петров

Анализ способов управления асинхронным тяговым двигателем на электроподвижном составе

Приведены результаты сравнительного анализа законов управления, рассмотрены различные способы регулирования асинхронным тяговым двигателем. Выполнен анализ динамических свойств асинхронного тягового электропривода при реализации описанных способов регулирования.

P.G. Kolpakhchyan, P.Yu. Petrov

Analysis of control methods for asynchronous traction motor on electric rolling stock

The results of comparative analysis of control laws are given, the different control methods of asynchronous traction motor are considered. The analysis of dynamic properties of asynchronous traction motor drive when realization of the described regulation methods is accomplished.

Н.М. Кожемяка, А.Л. Александров

Аналоговая имитационная модель четырехквадрантного преобразователя

Для обеспечения работ по программированию систем управления преобразователем 4q-S предложена схема замещения системы преобразователь-нагрузка, допускающая достаточно простую реализацию средствами аналоговой техники. Представлен вариант такой реализации.

N. M. Kozhemyaka, A.L. Alexandrov

An analog simulation model of the four-quadrant converter

To ensure works for control systems programming of the converter 4q-S, the equivalent circuit of the converter-to-load system which admits sufficiently simple realization by means of analog equipment is suggested. The variant of such realization is given.

С. Г. Волков, Д. А. Кабанов

Имитационная модель асинхронного тягового двигателя для наладки аппаратуры системы управления

Рассматривается аналоговая имитационная модель асинхронного двигателя. Модель проста, легко согласуется по входным и выходным сигналам с системой управления электропривода и служит для ее проверки и наладки.

S.G. Volkov, D.A. Kabanov

Simulation model of the asynchronous traction motor for adjustment of the control system equipment

The analog simulation model of the asynchronous traction motor is considered. The model is simple, it is easily conformed to electric drive control system by input and output signals and serves for its test and adjustment.

Ю.Н. Головач, И.В. Скогорев, В.О. Кубил

Повышение надежности пневматических сетей локомотивов

Приведено обоснование целесообразности применения адсорбционной установки после главных резервуаров, что дает возможность уменьшить её габаритные размеры примерно в три раза. Предложена электропневматическая схема такой установки.

Yu. N. Golovach, I. V. Skogorev, V.O. Kubil

Increase in pneumatic networks reliability on locomotives

The substantiation of application advisability of adsorption unit after the main reservoirs that enables to decrease its overall dimensions approximately three times is given, The electropneumatic circuit of this unit is suggested.

В.В. Литовченко

Исследование мешающего влияния электропоезда переменного тока с асинхронными тяговыми двигателями

Приведены результаты исследования механизма возникновения электромагнитных помех в статических преобразователях электропоездов переменного тока с асинхронными тяговыми двигателями и зависимости их величины от режима работы преобразователя.

V.V. Litovchenko

Investigation of interference effect of a. c. electric train with asynchronous traction motors

The investigation results of electromagnetic interference generation mechanism in static converters of a. c. electric trains with asynchronous traction motors and dependence of their quantity on operating mode of the converter are given.

И.Я. Логинов, Б.М. Наумов, В.И. Чернышов, Н.М. Кожемяка

Методика испытаний и нормы контролируемых параметров дросселей насыщающихся автономного инвертора тока

На основе исследований выбраны параметры дросселей насыщающихся, их количественные значения, при которых обеспечивается приемлемое качество коммутации тиристоров автономного инвертора тока электропоезда ЭН3-001.

Разработана и реализована схема стенда для проведения испытаний дросселей насыщающихся.

I.Ya.Loginov, B.M.Naumov, V.I.Chernyshov, N.M.Kozhemyaka

Testing methods and norms of controlled parameters for saturating chokes of self-excited current inverter

In terms of researches the saturating chokes parameters, their quantitative values which ensure acceptable quality of thyristors switching of self-excited current inverter for electric train 
EN3-001 are chosen.

The stand scheme for carrying out saturating chokes testing is developed and realized.

С.А. Крамсков, А.А. Курочка, С.Г. Волков, М.П. Шапиро, 
А.В. Киреев, Д.А. Кабанов

Результаты наладочных и приемочных испытаний промышленного электровоза НПМ2-001

Приведены результаты наладочных и приемочных испытаний промышленного электровоза НПМ2-001 с асинхронным тяговым электроприводом.

S. A. Kramskov, A. A Kurochka, S.G. Volkov, M. P. Shapiro, 
A. V. Kireyev, D. A. Kabanov

Adjustage and acceptance testing results of industrial electric locomotive NPM2-001

Adjustage and acceptance testing results of industrial electric locomotive NPM2-001 with asynchronous traction motor drive are given.

П.И. Гордиенко

Работа зубчатой передачи при образовании силы тяги на электроподвижном составе

Обосновывается утверждение, что сила тяги на колесе колесных экипажей (электровозы, тепловозы, автомобили) является суммой двух сил, одна из них внешняя активная в зубчатой передаче, другая сила сцепления колеса с рельсом или дорогой. Эти две силы и сила сопротивления движению образуют рычаг первого рода, с помощью которого обеспечивается поступательное движение колеса. Сила сцепления и сила трения скольжения, коэффициент сцепления и коэффициент трения скольжения всегда равны друг другу.

P.I. Gordiyenko

Gearing operation when tractive force formation on rolling stock

The statement that tractive force on a wheel of carriages (electric locomotives, diesel locomotives, motor cars) is a sum of two forces, one of them is an external active force in gearing, the other one is a cohesive force of a wheel with a rail or a road is substantiated. These forces and tractive resistance force form the lever of the first order which helps to ensure translational wheel motion. Cohesive force and sliding friction force, coefficient of cohesion and coefficient of sliding friction are always equal to each other.

А. Ю. Конашинский

Новый подход к расчету запаса устойчивости АТД

Предложен метод определения запаса устойчивости АТД с большей точностью. Приведены основные расчётные формулы.

A.Yu. Konashinsky

A new approach to calculation of asynchronous traction motor stability margin

The calculation of asynchronous traction motor stability margin with pinpoint accuracy is suggested. The basic design formulas are given.

Возврат к списку