ПРОЦЕДУРА ВИБОРУ АСИНХРОННОГО ТЯГОВОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ДЛЯ ІННОВАЦІЙНОГО РУХОМОГО СКЛАДУ МЕТРОПОЛІТЕНУ

Ключові слова: асинхронний тяговий електропривод, вагон, метрополітен, рухомий склад, питомі витрати електроенергії на тягу, частотно-регульоване керування.

Анотація

В статті обґрунтовано необхідність використання асинхронного тягового електроприводу на рухомому складі метрополітену. Сформульовано переваги використання асинхронного тягового електроприводу у порівнянні з колекторним на базі двигунів постійного струму. Проаналізовано характеристики сучасного інноваційного рухомого складу метрополітену з асинхронним тяговим електроприводом вітчизняного та закордонного виробництва. Сформульовано особливості вибору асинхронного тягового електроприводу з частотно-регульованим керуванням для інноваційного рухомого складу та наведено існуючий типовий алгоритм здійснення такого вибору. Розглянуто основні причини нераціонального вибору тягового асинхронного електроприводу для рухомого складу метрополітену та проаналізовано наслідки такого вибору. Запропоновано удосконалити процедуру вибору тягового асинхронного електроприводу з частотно-регульованим керуванням для рухомого складу метрополітену в частині врахування такого важливого експлуатаційного показника як питомі витрати електроенергії на тягу. Виконано вибір раціональних параметрів асинхронного тягового електроприводу з частотно-регульованим керуванням за запропонованою процедурою для заданих характеристик рухомого складу метрополітену. Визначено резерви економії енергоресурсів для заданих умов за рахунок впровадження на інноваційному рухомому складі асинхронного тягового електроприводу з раціональними параметрами. Встановлено, що характеристика коефіцієнта корисної дії тягового асинхронного двигуна в значній мірі впливає на показник питомих витрат електроенергії на тягу рухомого складу метрополітену та експлуатаційні витрати.

Посилання

ЛІТЕРАТУРА

Сулим А.О., Мужичук С.О., Хозя П.О., Павленко Ю.С., Єжов Ю.В. Сучасний стан та перспективи розвитку парку рухомого складу метрополітену в Україні. Залізничний транспорт України. 2019. №3/2019. С. 14-20

Ротанов Н.А. Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями / Н.А. Ротанов, А.С. Курбасов, Ю.Г. Быков, В.В Литовченко : Под ред. Н.А. Ротанова. М.: Транспорт. 1991. 336 с.

Калинин В.К. Электровозы и электропоезда. М.: Транспорт. 480 с.

Амелин В.М. Электропоезда. Механическая часть, тяговые двигатели и вспомогательные машины. Системы обслуживания и ремонта / В.М. Амелин, Ю.М. Иньков, М.И. Озеров, В.Н. Ротанов, А.А. Рубцов, Е.К. Рыбников, Я.И. Шур / Под общ. ред. В.М. Амелина, Ю.М. Инькова. М.: Изд-во НЦ ЭНАС. 2000. 200 с.

Хворост М.В., Шпіка М.І., Бесараб А.І. Тяговий асинхронний електропривод для міського електротранспорту. Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. 2012. № 3. С. 7-10.

Устенко О.В., Пасько О.В. Тенденции развития тяговых двигателей подвижного состава. Електротехніка і електромеханіка. 2013. № 1. С. 65-68.

Любарський Б.Г. Раціональні швидкісні режими руху приміського електропоїзда з асинхронними тяговими двигунами. Вісник НТУ «ХПІ». 2015. № 8 (1127). С. 86-92.

Курбасов А.С. Асинхронный привод электровоза: эффективность перевозок, технологичность производства. Транспорт Российской Федерации. 2008. № 6 (19). С. 51-53.

Hetman H.K., Marikutsa S.L. Selection of rational parameters of the nominal mode electric trains with asynchronous traction drive. Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport. 2017. Issue 3 (69). P. 56–65. DOI: https://doi.org/10.15802/stp2017/104767

Титова Т.С., Евстафьев А.М., Изварин М.Ю. Сычугов А.Н. Перспективы развития тягового подвижного состава. Часть 1. Транспорт Российской Федерации. 2018. № 6 (79). С. 40-44.

Petrenko O., Liubarskiy B., Pliugin V. Determination of railway rolling stock optimal movement modes. Електротехніка і електромеханіка. 2017. № 6. Р. 27-31. DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2017.6.04

Ле Суан Хонг. Перспективы внедрения асинхронных тяговых двигателей на тяговом подвижном составе. VII Всероссийская конференция «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов». 2014 С. 256-258.

Yatsko S., Sytnik B., Vashchenko Y., Sidorenko A., Liubarsky B., Veretennikov I., Glebova M. Comprehensive approach to modeling dynamic processes in the system of underground rail electric traction. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. Issue 1/9 (97). P. 48–57. doi: 10.15587/1729-4061.2019. 154520.

Terasawa K., Ishikawa K., Asada T., Koneko T., Endo M., Yoshida T. Development of lightweight traction systems to reduce energy consumption. 2018. Vol 67. No. 7. P. 38-43.

Abouzeid A.F., Guerrero J.M., Endemaǹo A., Muniategui I., Ortega D., Larrazabal I., Briz F. Control strategies for induction motors in railway traction applications. Energies. 2020. 13 (3), 700. P. 1-22. https://doi.org/10.3390/en13030700

Мнацаканов В.А. К истории отечественного метровагоностроения. Метро и тоннели. 2015. № 3. С. 28-33.

Мнацаканов В.А. Инновационный метропоезд «Нева». Тягово-энергетические испытания. Метро и тоннели. 2014. № 1. С. 30-34.

Goolak S., Sapronova S., Tkachenko V., Riabov I., Batrak Y. Improvement of the model of power losses in the pulsed current traction motor in an electric locomotive. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. Issue 6/5 (108), p. 38–46. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218542.

Goolak, S., Tkachenko, V., Bureika, G., & Vaičiūnas, G. Method of spectral analysis of traction current of AC electric locomotives. Transport. 2020. 35(6), 658-668. https://doi.org/10.3846/transport.2020.14242.

556.00.00.000-01 РЭ. Вагоны метрополитена моделей 81-556, 81-557, 81-558. Руководство по эксплуатации. 86 с.

Науково-експериментальні дослідження технічних характеристик вагонів метрополітену моделей 81-7036 та 81-7037, обладнаних асинхронним приводом Том 4. Випробування електрообладнання, випробування на електромагнітну сумісність з пристроями сигналізації та зв'язку, тягово-енергетичні випробування, випробування системи автоматичного регулювання швидкості, систем вентиляції, випробування з визначення параметрів мікроклімату в кабіні керування та рівнів шуму й інфразвуку вагонів метро моделей 81-7036 і 81-7037 / ДП «УкрНДІВ»; керівник Ольгард Леонід Семенович; викон. Донченко А.В., Ільчишин В.В., Распопін В.Р. [та ін.]. Кременчук. 2012. 105 с. ДР 0112U006006. Інв. № 1325.

Науково-експериментальні дослідження технічних характеристик вагонів метро, виготовлених в рамках комплексної модернізації для Комунального підприємства «Київський метрополітен». Випробування електрообладнання, випробування на електромагнітну сумісність з пристроями сигналізації та зв'язку, тягово-енергетичні випробування, випробування системи автоматичного регулювання швидкості, випробування з визначення параметрів мікроклімату в кабіні управління та рівнів шуму й інфразвуку вагонів метро / ДП «УкрНДІВ»; керівник Хозя Павло Олександрович; викон. Донченко А.В., Речкалов С.Д., Шмаков С.В. [та ін.]. Кременчук. 2014. 154 с. ДР 0114U006350. Інв. № 1501.

Stadler M110/M111 [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://ru.wikipedia.org/wiki/Stadler _M110/M111. Назва з екрану.

Байрыева Л.С. Теория электрической тяги. Методическое пособие / Л.С. Байрыева, А.В. Прокопович. М.: Издательство МЭИ. 2004. 40 с.

Розенфельд, В.Е. Теория электрической тяги / В.Е. Розенфельд, И.П. Исаев, Н.Н. Сидоров, М.И. Озеров : Под ред. И.П. Исаева. М.: Транспорт. 1995. 294 с.

СОУ МПП 45.060-253:2008 Вагони метрополітену. Загальні технічні вимоги. [Чинний від 2010-01-01] Вид. офіц. Київ: Міністерство промислової політики України. 2008. 29 с.

REFERENCES

Sulym, A.O., Muzhychuk, S.O., Khozia, P.O., Pavlenko, Yu.S., & Yezhov, Yu.V. (2019). Suchasnyi stan ta perspektyvy rozvytku parku rukhomoho skladu metropolitenu v Ukraini [Current state and prospects of metro rolling stock development in Ukraine]. Zaliznychnyi transport Ukrainy – Railway Transport of Ukraine, 3, 14-20 [in Ukrainian]

Rotanov, N.A., Kurbasov, A.S., Byikov, Yu.G., & Litovchenko, V.V. (1991). Elektropodvizhnoy sostav s asinhronnymi tiagovymi dvigateliami [Electric rolling stock with asynchronous traction motors]. N.A. Rotanov (Ed.). M. : Transport, p. 336 [in Russian].

Kalinin, V.K. Elektrovozy i eliektropoiezda [Electric locomotives and electric trains]. M. : Transport [in Russian].

Amelin, V.M., Inkov, Yu.M., Ozerov, M.I., Rotanov, V.N., Rubtsov, A.A., Rybnikov, E.K. et al. (2000). Elektropoezda. Mehanicheskaia chast, tiagovyie dvigateli i vspomogatelnyie mashiny. Sistemy obsluzhivaniia i remonta [Electric trains. Mechanical part, traction motors and auxiliary machines. Maintenance and repair systems]. V.M. Amelin, Yu.M. Inkov (Ed.), 200 [in Russian].

Hvorost M.V., Shpіka M.І., Besarab A.І. (2012). Tiagovyi asinkhronnyi elektroprivod dlia mіskogo elektrotransportu [Traction asynchronous electric drive for urban electric transport]. Energosberezhenie. Energetika. Enerhoaudit - Energy saving. Energy. Energy audit, 3, 7-10

Ustenko O.V., Pasko O.V. (2013). Tendencii razvitiia tiagovykh dvigatelej podvizhnogo sostava. [Development trends for the development of traction motors of rolling stock]. Elektrotekhnіka і elektromekhanіka - Electrical engineering and electromechanics, 1, 65-68 [in Russian].

Liubarskyi B.G. (2015). Ratsіonalnі shvydkіsnі rezhymy rukhu prymіskogo elektropoizda z asinkhronnymy tiagovymy dvygunamy [Rational speed modes of metro electric train with asynchronous traction motors], Vіsnyk NTU «KhPІ» - Bulletin of the NTU"KhPI", 8 (1127), 86-92 [in Ukrainian]

Kurbasov A.S. (2008). Asinkhronnyi privod elektrovoza: effektivnost perevozok, tekhnologichnost proizvodstva [Asynchronous electric locomotive drive: traffic efficiency, manufacturability], Transport Rossiiskoi Federacii - Transport of the Russian Federation, (19), 51-53 [in Russian].

Hetman H.K., Marikutsa S.L. (2017). Selection of rational parameters of the nominal mode electric trains with asynchronous traction drive. Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport. Issue 3 (69), 56–65. doi: https://doi.org/10.15802/stp2017/104767

Titova T.S., Evstafiev A.M., Izvarin M.YU., Sychugov A.N. (2018). Perspektivy razvitiia tiahovogo podvizhnogo sostava. Chast 1 [Prospects for the development of traction rolling stock.]. Transport Rossiiskoi Federacii - Transport of the Russian Federation, 6 (79), 40-44 [in Russian]

Petrenko O., Liubarskiy B., Pliugin V. (2017). Determination of railway rolling stock optimal movement modes, Elektrotekhnіka і elektromekhanіka - Electrical engineering and electromechanics, 6, 27-31. doi: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2017.6.04

Le Suan Khong. (2014). Perspektivy vnedreniia asinkhronnykh tiagovykh dvigateliei na tiahovom podvizhnom sostavie. [Prospects for the introduction of asynchronous traction motors on traction rolling stock]. VII Vserossiiskaia konferencia «Nauchnaya iniciativa inostrannykh studentov i aspirantov rossiiskikh vuzov» - VII All-Russian Conference "Scientific Initiative of Foreign Students and Postgraduates of Russian Universities". (pp. 256-258).

Yatsko S., Sytnik B., Vashchenko Y., Sidorenko A., Liubarsky B., Veretennikov I., Glebova M. (2019). Comprehensive approach to modeling dynamic processes in the system of underground rail electric traction. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Issue 1/9 (97), p. 48–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154520.

Terasawa K., Ishikawa K., Asada T., Koneko T., Endo M., Yoshida T. (2018). Development of lightweight traction systems to reduce energy consumption. Vol 67. No. 7. p. 38-43.

Abouzeid A.F., Guerrero J.M., Endemaǹo A., Muniategui I., Ortega D., Larrazabal I., Briz F. (2020). Control strategies for induction motors in railway traction applications. Energies. 13 (3), 700. p. 1-22. https://doi.org/10.3390/en13030700

Mnatsakanov V.A. (2015). K istorii otechestvennoho metrovagonostroieniia [Concerning the history of domestic metro car building]. Metro i tonneli - Metro and tunnels, 3, 28-33 [in Russian]

Mnatsakanov V.A. (2014). Innovacionnyi metropoiezd «Neva». Tiahovo-enerheticheskie ispytaniia [Innovative metro train "Neva". Traction and energy tests]. Metro i tonneli - Metro and tunnels, 1, 30-34 [in Russian]

Goolak S., Sapronova S., Tkachenko V., Riabov I., Batrak Y. (2020). Improvement of the model of power losses in the pulsed current traction motor in an electric locomotive. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Issue 6/5 (108), p. 38–46. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218542.

Goolak, S., Tkachenko, V., Bureika, G., & Vaičiūnas, G. (2020). Method of spectral analysis of traction current of AC electric locomotives. Transport, 35(6), 658-668. https://doi.org/10.3846/transport.2020.14242.

Rukovodstvo po ekspluatacii 556.00.00.000-01. Vagony metropolitena modelei 81-556, 81-557, 81-558 [Metro car models 81-556, 81-557, 81-558. Manual], 86 [in Russian].

Olhard L.S., Donchenko A.V., Іlchyshyn V.V., Raspopіn V.R et.al. (2012). Naukovo-eksperimentalnі doslіdzhennia tekhnіchnykh kharakteriystyk vagonіv metropolіtenu modelei 81-7036 ta 81-7037, obladnanykh asynkhronnym pryvodom. Vyprobuvannia elektroobladnannia, vyprobuvannia na elektromagnіtnu sumіsnіst z prystroiamy syhnalіzatsіi ta zviazku, tiahovo-enerhetychnі vyprobuvannia, vyprobuvannia systemy av-tomatychnoho rehuliuvannya shvydkostі, system ventyliatsіi, vyprobuvannia z vyznachennia parametrіv mіkroklіmatu v kabіnі keruvannia ta rіvnіv shumu i іnfrazvuku vagonіv metro modelei 81-7036 і 81-7037 [Scientific and experimental studies of technical characteristics of metro cars of models 81-7036 and 81-7037, equipped with asynchronous drive. Vol. 4. Tests of electrical equipment, tests for electromagnetic compatibility with signaling and communication devices, traction and energy tests, tests of automatic speed control system, ventilation systems, tests to determine the parameters of the microclimate in the drive cabin and noise and infrasound levels of metro cars models 81-7036 and 81-7037. Olhard L.S. (Eds.). Kremenchuk: DP «UkRNDІV», 105 [in Ukrainian].

Khozia P. O., Donchenko A.V., Rechkalov S.D., Shmakov S.V. et al. (2014). Naukovo-eksperimentalnі doslіdzhennia tekhnіchnykh kharakterystyk vagonіv metro, vyhotovlenykh v ramkakh kompleksnoi modernіzacіi dlia Komunalnoho pіdpryiemstva «Kiivskii metropolіten». Vyprobuvannia elektroobladnannia, vyprobuvannia na elektromahnіtnu sumіsnіst z prystroiamy syhnalіzacіi ta zviazku, tiahovo-enerhetychnі vyprobuvannia, vyprobuvannia systemy avtomatychnoho reguliuvannia shvydkostі, vyprobuvannia z vyznachennia parametrіv mіkroklіmatu v kabіnі upravlіnnia ta rіvnіv shumu i іnfrazvuku vagonіv metro [Scientific and experimental studies of technical characteristics of metro cars manufactured as part of a comprehensive modernization for the Municipal Enterprise "Kyiv Metro". Tests of electrical equipment, tests for electromagnetic compatibility with signaling and communication devices, traction and energy tests, tests of the automatic speed control system, tests to determine the parameters of the microclimate in the control cabin and noise and infrasound levels of metro cars. Khozia P. O. (Eds.). Kremenchuk: DP ―UkrNDІV‖, 154 [in Ukrainian]

Stadler M110/M111. Retrieved from https://ru.wikipedia.org/wiki/Stadler M110/M111.

Bairyeva L.S., Prokopovich A.V. (2004) Teoriia elektricheskoi tiahi [Theory of electric traction]. M.: Izdatelstvo MEI, 40.

Rozenfeld V.E., Isaev I.P., Sidorov N.N., Ozerov M.I. (1995). Teoriia elektricheskoi tiahi [Theory of electric traction]. M.: Transport, 294.

Опубліковано
2021-07-01
Розділ
Техніка і технології

##plugins.generic.recommendByAuthor.heading##