Энергетическая эффективность электрической тяги поездов / Н. Л. Рябчёнок, Т. Л. Алексеева, Л. А. Астраханцев, А. Л. Мартусов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2019. – Т. 61, № 1. – С. 144–156. – DOI: 10.26731/1813-9108.2019.1(61).144–156
10.26731/1813-9108.2019.1(61).144–156
Повышаются объемы, скорости и производительность транспортных работ на железной дороге для выполнения заказов по транспортировке сырья и готовой продукции предприятий, а также для выполнения заказов по транзитной транспортировке товаров иностранных государств европейского и азиатско-тихоокеанского континента. Современные организационные технологии вождения тяжеловесных, составных поездов и скоростного движения имеют ограниченные возможности для решения поставленных задач и выполняются с неудовлетворительной энергетической эффективностью. Статья посвящена оценке энергетической эффективности тягового электропривода электровоза с импульсным регулятором мощности тяговых электродвигателей и электровоза с непрерывным, полным использованием электрического потенциала контактной сети для тяги поезда. Исследование позволяет ориентировать научных сотрудников, конструкторов, проектировщиков и инженеров на разработку технических решений, которые устраняют причину неудовлетворительной работы изготавливаемых в России и за рубежом импульсных регуляторов мощности для электрической тяги поездов. Для оценки энергетической эффективности электрической тяги в работе применена известная методика, которая используется в учебных учреждениях и методика математического моделирования. Оценку энергетической эффективности электрической тяги поездов авторы предложили выполнять по новой методике, основанной на уточненном законе сохранения энергии в электромагнитном поле. В рассмотренном тяговом и скоростном режиме у электропривода электровоза с непрерывным и полным использованием электрического потенциала потребляется из контактной сети ток меньше на 39 %, коэффициент мощности выше на 20,8 %, коэффициент полезного действия выше на 18,9 %, чем у тягового электропривода с известным импульсным регулятором мощности. Новые энергетические характеристики соответствуют положениям фундаментальной электротехники и позволяют устранять методологические противоречия в образовательном процессе подготовки специалистов.
1. Маевский О.А. Энергетические характеристики вентильных преобразователей. М. : Энергия, 1978. 320 с.
2. Зиновьев Г.С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей. Новосибирск : Изд-во Новосиб. гос. ун-та, 1990. 219 с.
3. Демирчан К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В. Теоретические основы электротехники. СПб. : Питер, 2009. Т. 2. 431 с.
4. Теоретические основы электротехники / под ред. П.А. Ионкина. М. : Высшая школа, 1976. Т. 1. 544 с.
5. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М. : Высшая школа, 1996. 638 с.
6. Бадер М.П. Повышение эффективности тягового электроснабжения постоянного тока и обеспечение электромагнитной совместимости // Электроснабжение и водоподготовка. 2000. № 2. С. 62–66.
7. Электромагнитная совместимость электроподвижного состава с тяговой сетью / А.И. Лещев и др. // Вестн. Вост.-украин. нац. ун-та. 2002. № 6 (52). С. 34–39.
8. Prasuna P.V., Rama Rao J.V.G., Lakshmi Ch.M. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA). 2013. Vol. 2 (4). Р. 2368–3376.
9. Mohanraj K., Lanya Bersis C., Sekhar S. Power Electronics and Renewable Energy Systems, Proceedings of ICPERES, 2014. Р. 29–38.
10. Jenella S., Radj Kumar V. Power Electronics and Renewable Energy Systems, Proceedings of ICPERES, 2014. Р. 225–236.
11. Teigelkotter J. Sprenger D. Мощные преобразователи на IGBT-транзисторах для применения на железнодорожном подвижном составе. Мюнхен : Siemens AG, 2000.
12. Литовченко В.В. 4qS – четырехквадрантный преобразователь электровозов переменного тока // Изв. ВУЗов. Электромеханика. 2000. № 3. С. 64–73.
13. Умов Н.А. Избранные сочинения. М.-Л. : Гостехиздат, 1950. 571 с.
14. Poynting J.H. On the Transfer of Energy in the Electromagnetic Field / Philosactions of the Royal Society. London: 175, 1884. Р. 343–361.
15. Уточненный закон сохранения энергии [Электронный ресурс] / Н.Л Рябченок и др. URL: http://www.rusnauka.com/42_PRNT_2015/Tecnic/5_202603.doc.htm. (дата обращения 17.10.2016).
16. Алексеева Т.Л., Рябченок Н.Л. Энергосберегающее использование электрической энергии // Universum: Технические науки. 2016. № 11 (32) : электрон. научн. журн. URL:http://7universum.com/ru/tech/arhive/item/3865 (дата обращения 17.10.2016).
17. Алексеева Т.Л., Рябченок Н.Л. Астраханцев Л.А. Technology of Electric Power Efficient Use in Transport // Energy Management of Municipal Transportation Facilities and Transport EMMFT 2017 : мaterials International Scientific Conference. SpringerLink, 2017. P. 120–133.
18. Инновационные перспективы тягового электроподвижного состава / А.В. Воротилкин и др. / Мир транспорта. 2015. Т. 13, № 6. С. 62–76.
19. Бурков А.Т. Электроника и преобразовательная техника [Электронный ресурс]. Т. 2. М. : УМЦ по образованию на ж.-д. трансп, 2015. 307 с. URL: http://e.lanbook.com/book/59179 (дата обращения 10.11.2017).