Повышение технической скорости электроподвижного состава за счет обеспечения плавного регулирования тока возбуждения тяговых электродвигателей

Одной из важнейших задач стратегических документов ОАО «Российские железные дороги» является повышение грузооборота сети железных дорог к 2025 г. на 42 %. Одним из способов достижения поставленной цели является повышение технической скорости движения грузовых поездов. В настоящее время после достижения максимального напряжения на 4-й зоне регулирования выпрямительно-инверторного преобразователя дальнейшая регулировка скорости осуществляется изменением магнитного потока за счет подключения параллельно обмоткам возбуждения тяговых электрических двигателей системы ослабления поля контакторно-реостатного типа. В статье рассмотрены недостатки данной системы. Приведено аналитическое обоснование потерь скорости и ускорения при ступенчатом переключении ослабления поля тяговых электрических двигателей электровоза. Для проверки данного утверждения проведено моделирование электровоза переменного тока серии «2ЭС5К» со ступенчатым и с плавным регулированием ослабления поля тяговых электрических двигателей в программном комплексе «Кортес» при следовании по участку Зима – Иркутск-Сортировочный. Результаты моделирования показали, что плавное регулирование ослабления поля тяговых электрических двигателей обеспечивает повышение технической скорости электровоза не менее чем на 2,5 км/ч. Предложена усовершенствованная система ослабления поля тяговых электрических двигателей на базе современных силовых полностью управляемых полупроводниковых приборов IGBT-транзисторов, обеспечивающих плавное регулирование тока возбуждения. Экономический эффект от внедрения предлагаемой системы на один электровоз серии «3ЭС5К» составит 393,71 тыс. рублей.