автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Энергосбережение в цепях вспомогательных машин электровозов переменного тока на основе ступенчатого управления производительностью вентиляторов

На правах рукописи

ОРЛЕНКО Алексей Иванович

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЦЕПЯХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА ОСНОВЕ СТУПЕНЧАТОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ВЕНТИЛЯТОРОВ

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск 2004

Работа выполнена в Иркутском государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор АСТРАХАНЦЕВ Леонид Алексеевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ХАРЛАМОВ Виктор Васильевич;

кандидат технических наук, доцент БЕЛЯЕВ Павел Владимирович.

Ведущее предприятие:

Уральский государственный университет путей сообщения.

Защита состоится 29 декабря 2004 г. в 1100 ч. на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при Омском государственном университете путей сообщения (ОмГУПСе) по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОмГУПСа.

Автореферат разослан 27 ноября 2004 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.007.01.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для российских железных дорог в связи с переходом на новые хозяйственные отношения проблема снижения эксплуатационных расходов является одной из наиболее актуальных. На первый план выдвигаются задачи по внедрению ресурсосберегающих технологий и технических средств, что получило отражение в отраслевой «Программе энергосбережения на железнодорожном транспорте в 1998 - 2000 гг. и на период до 2005 г.», утвержденной указанием МПС России 19.10.98 № Б-1166у. В локомотивном хозяйстве, в частности при эксплуатации электроподвижного состава, имеются значительные резервы энергосбережения.

Исследованиями установлено, что вспомогательные машины электровозов переменного тока при эксплуатации электровозов на транссибирской магистрали потребляют до 20 % энергии, расходуемой на тягу, причем ее основная часть используется на систему вентиляции. Одной из возможностей снижения относительного расхода электроэнергии на собственные нужды является разработка системы управления производительностью вентиляторов электровозов переменного тока на основе исследования случайных факторов, определяющих режимы работы мотор-вентиляторов (МВ).

Цель работы - разработка способов энергосбережения на электровозах переменного тока на основе управления производительностью вентиляторов.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- выполнен анализ исследований по управлению производительностью центробежных вентиляторов электровозов переменного тока;

- исследованы режимы работы тягового электрооборудования магистральных электровозов переменного тока и изучено влияние случайных факторов на режимы работы МВ;

- разработан алгоритм управления производительностью вентиляторов на основе исследования статистических характеристик случайных величин, влияющих на режимы работы МВ магистральных электровозов переменного тока;

- разработана методика, позволяющая уточнять тяговые расчеты (ТР) в разделе проверки тяговых электродвигателей (ТЭД) на нагревание для случаев вождения поездов электровозами переменного тока, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов;

I ¿"ЗД^Ы

- разработан преобразователь частоты для управления электроприводом вентиляторов;

- выполнен технико-экономический расчет эффективности применения преобразователя частоты на грузовых электровозах переменного тока.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- обоснован алгоритм управления производительностью вентиляторов для обеспечения экономии электроэнергии и предотвращения нагревания обмоток тяговых электродвигателей свыше предельного значения на основе оценки факторов, влияющих на нагревание тяговых электродвигателей магистральных электровозов переменного тока;

- определены пороговые значения изменения частоты напряжения на обмотках статоров электродвигателей вентиляторов при ступенчатом управлении производительностью вентиляторов с использованием статистических характеристик случайных величин;

- разработана методика, позволяющая уточнять тяговые расчеты в разделе проверки тяговых электродвигателей на нагревание для случаев вождения поездов электровозами переменного тока, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов;

- разработаны преобразователь частоты напряжения на обмотках статоров асинхронных двигателей и система управления производительностью вентиляторов электровоза ВЛ85.

Практическая ценность работы заключается в том, что полученные статистические характеристики системы случайных величин, позволяют определить режимы работы MB электровозов переменного тока для экономии электроэнергии. Разработана методика оценки нагревания обмоток ТЭД для уточнения существующих и выполняемых вновь ТР в разделе проверки тяговых электродвигателей на нагревание при вождении поездов электровозами переменного тока, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов; обоснован алгоритм управления производительностью вентиляторов для экономии электроэнергии, не допускающий нагрева обмоток ТЭД свыше предельного значения. Преобразователь частоты напряжения на обмотках статоров асинхронных двигателей вентиляторов с 50 на 25 Гц обеспечивает энергосбережение в цепях вспомогательных машин и повышает ресурс электрооборудования тягового привода, что, в итоге, приводит к сокращению эксплуатационных расходов.

Реализация результатов работы:

- разработанная методика оценки нагревания обмоток ТЭД, уточняющая ТР в разделе проверки тяговых электродвигателей на нагревание для случаев вождения поездов электровозами переменного тока, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов используется для совершенствования учебного процесса на кафедре «Электроподвижной состав» ИрГУПСа;

- опытный образец преобразователя частоты 50/25 Гц испытан на электровозе ВЛ85 № 085 приписки локомотивного депо ст. Нижнеудинск ВСЖД. Продолжаются работы по совершенствованию конструкции системы управления и силовой части электрической схемы управления MB;

- система управления тиристорным преобразователем частоты 50/25 Гц используется в учебном процессе на кафедре «Электроподвижной состав» ИрГУПСа.

Достоверность результатов исследований, разработанных методик расчета и эффективность технических решений обоснована теоретически и подтверждена оценкой адекватности теоретических и экспериментальных исследований. Погрешность расчетных значений, не превышающая 10 %, определена на основании F-критерия Фишера.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и ее результаты докладывались и обсуждались на кафедре «Электроподвижной состав» ИрГУПСа (2000 и 2004 гг.), на кафедре «Подвижной состав электрических железных дорог» ОмГУПСа (2004 г.), на выставке Сибэкспоцентра «Энергосбережение: технологии, приборы, оборудование» (Иркутск, 2002 и 2004 гг.), на 33-м Уральском семинаре «Механика и процессы управления» (Миасс,

2003 г.), на 7-й всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2003 г.), на международной конференции «Энергосберегающие технологии и окружающая среда» (ИрГУПС,

2004 г.), на второй международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (Тобольск, 2004 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано шесть статей в сборниках научных трудов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка из 112 наименований, четырех приложений. Содержит 149 страниц основного текста, 19 таблиц и 38 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована исследуемая проблема, обоснована ее актуальность.

Первая глава посвящена анализу условий эксплуатации вспомогательных машин и электрооборудования электровозов переменного тока в штатном режиме работы MB и при управлении производительностью вентиляторов. Изучены вопросы преимущества использования пониженной частоты напряжения MB электровозов переменного тока при вождении поездов. Рассмотрены принципы, на которых целесообразно строить систему переключения электродвигателей вентиляторов с одной частоты тока на другую. Выполнен анализ современных способов и технических средств управления производительностью вентиляторов электровозов переменного тока. Сформулированы цель работы и задачи исследования.

Во второй главе рассмотрены факторы, определяющие режимы работы MB электровозов переменного тока. Выполнен статистический анализ случайных величин, влияющих на режим работы электрооборудования электровозов переменного тока. Получены статистические характеристики тока якоря и превышения температуры его обмотки. Определены статистические характеристики системы случайных величин и зависимость производительности вентиляторов от функции совместной плотности распределения системы случайных величин.

Уровень возможных значений тока якоря ТЭД электровозов переменного тока и превышения температуры его обмотки следует отнести к непрерывным случайным величинам, статистические характеристики которых в значительной мере зависят от таких факторов, как масса поезда, профиль участка пути, условия сцепления колес с рельсами, количество и температура охлаждающего воздуха.

Выборки значений тока якоря ТЭД I и превышения температуры его обмотки т взяты из массива, полученного на основании тяговых расчетов, выполненных при помощи прикладных программ на компьютере для случаев вождения электровозами ВЛ85 грузовых поездов с массой 5800 и 1700 т на участке Мариинск - Тайшет соответственно в четном и нечетном направлениях.

Гистограммы частот распределения тока якоря и превышения температуры его обмотки и их оценки указали на существенное отличие полигонов распределения от стандартного нормального распределения. Размах варьирова-

ния, значения эксцесса и асимметрии для обеих выборок показали несоответствие полученных оценок требованиям состоятельности, несмещенности и эффективности нормального распределения.

Для получения аналитических зависимостей статистических характеристик системы случайных величин был использован применяемый в теории вероятности прием преобразования исходных значений случайных величин в промежуточные переменные так, чтобы распределение преобразованных переменных подчинялось нормальному закону. Плотность распределения тока якоря I преобразована к нормальному распределению с помощью выражения:

Плотность распределения превышения температуры обмотки якоря т преобразована к нормальному распределению с помощью выражения:

У , N

103

Г = 1п

1

Х + Г

\ у /

10.

(2)

Функция плотности распределения f(I) и математическое ожидание тока якоря М(1) выражены через математическое ожидание тм среднеквадратиче-ское отклонение ох промежуточной переменной х и вспомогательный коэффициент

1 Г 1 . . -I

(3)

(5)

Функция плотности распределения и математическое ожидание превышения температуры обмотки якоря выражены через математическое ожидание среднеквадратическое отклонение промежуточной переменной у и вспомогательный коэффициент

(6)

Среднеквадратическое отклонение превышения температуры обмотки

якоря

(8)

Центр эллипса рассеивания системы промежуточных случайных величин X и Y определяется координатами центров рассеивания каждой из случайных величин тх и ту. Уравнение (9) является уравнением одной из главных осей эллипса рассеивания:

(9)

Проекции крайних точек эллипса с десяти процентным уровнем значимости на оси OX, OY после обратного преобразования дают значения тока якоря ТЭД НБ-514 электровоза ВЛ85 635 А и превышения температуры его обмотки - 80,4 °С. Полученное значение математического ожидания тока якоря и зависимость изменения частоты напряжения на зажимах MB от относительной величины тока ТЭД электровозов переменного тока (рис. 1) позволяют определить рациональную частоту напряжения на выходе преобразователя. Так, для электровоза ВЛ85 при вождении поездов на рассматриваемом участке транссибирской магистрали частота напряжения на зажимах асинхронных двигателей вентиляторов должна регулироваться в пределах от 50 до 25 Гц.

Рис. 1. Зависимость частоты напряжения на зажимах MB от относительной величины тока ТЭД электровозов переменного тока

Полученные численные значения случайных величин являются уставками, по которым следует выполнять управление производительностью вентиляторов. Управление по параметру т является наиболее целесообразным, так как в этом случае учитываются и токовые нагрузки ТЭД, и состояние системы вентиляции. Указанное управление позволяет обеспечить рациональный алгоритм управления и безопасность движения поездов. Для предотвращения «звонковой работы» схемы управления частотой напряжения MB, необходимо выбрать пороговые значения температуры, при которых обеспечивались бы надежная работа схемы и максимальная экономия электроэнергии. С учетом опыта предшествующих разработок целесообразно рекомендовать пределы срабатывания устройств управления производительностью вентиляторов: ттах - 90 0С. Абсолютная температура уставок переключения схемы должна находиться в пределах 120-130 °С, так как наибольшее допускаемое превышение температуры обмотки рассчитывается при максимальной температуре наружного воздуха

В третьей главе приведена разработанная методика оценки нагревания обмоток ТЭД, которая позволяет выполнять новые и уточнять существующие ТР в разделе проверки ТЭД на нагревание для случаев вождения поездов электровозами переменного тока, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов. Это позволило обосновать алгоритм управления производительностью вентиляторов для предотвращения нагрева обмоток ТЭД свыше предельного значения и обеспечить максимальную экономию электроэнергии.

Определенные во второй главе статистические характеристики системы случайных величин и зависимость производительности вентиляторов от функции совместной плотности распределения непрерывных случайных величин позволяют обоснованно вносить корректировки в «Правила тяговых расчетов для поездной работы» в раздел проверки тяговых электродвигателей на нагревание с учетом изменения количества охлаждающего воздуха в системе вентиляции. Для этого необходимо определить законы изменения тепловых параметров ТЭД НБ-514 - постоянной времени нагрева Т и установившегося превышения температуры для случаев управления производительностью вентиляторов.

Расчеты выполнялись по следующей методике:

а) по существующим кривым нагревания вычислялась постоянная времени нагрева Т для различных значений тока якоря I при определенных величинах количества воздуха <3, охлаждающего ТЭД;

б) рассчитывались зависимости Т(1) для определенных значений Q;

в) по существующим кривым нагревания определялось установившееся значение превышения температуры т® для различных значений тока якоря I при постоянной величине

г) строились зависимости для определенных значений

Постоянная времени нагрева Т якорной обмотки рассчитывалась аналитическим методом:

(10)

Ввиду отсутствия в исходных данных функциональной зависимости r(t) для расчета в формулу (10) можно подставить только значения t и т, снятые с экспериментальной кривой нагревания, имеющейся в протоколе испытаний ЭМ-18-85 «Сетки кривых нагревания и охлаждения тягового двигателя НБ-514 на пульсирующем токе». Результаты расчета постоянной времени нагрева Т представлены на рис. 2.

Рис. 2. График зависимости постоянной времени нагрева Т обмотки якоря ТЭД НБ-514 от количества охлаждающего воздуха

В связи с тем, что в настоящее время на электровозах переменного тока используется в основном ступенчатое управление производительностью вентиляторов, для выполнения ТР, в случае проверки возможности вождения поездов локомотивами, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов, достаточно знать два значения Т: при количестве воздуха, охлаждающего и том значении на которое переключаются вен-

тиляторы. При плавном регулировании необходимо использовать зависимость, показанную на рис. 2, описываемую уравнением.

Т = -12,1(—)3 +29,9(—)2 -28,1 —+ 42,2.

(И)

а в/ а

Для определения установившегося превышения температуры обмотки якоря ТЭД НБ-514 из протокола тепловых испытаний были взяты значения т„ для токов якоря продолжительного режима при каждом из значений относительного количества охлаждающего воздуха (2Н, 0,75С>Н, 0,5<3„. По разработанной методике рассчитаны зависимости установившегося значения превышения температуры тм оттока I, которые представлены на рис. 3.

Рис. 3. График зависимостей установившегося превышения температуры обмотки якоря ТЭД НБ-514 ти от тока якоря при разном количестве охлаждающего воздуха

Для оценки влияния изменения количества охлаждающего воздуха, продуваемого через ТЭД, на температуру нагрева обмотки якоря выполнены ТР при условии применения рассматриваемого управления. Этот вариант ТР был выполнен с учетом изменения тепловых параметров ТЭД НБ-514. За основу, принимались ТР, выполненные при помощи прикладных программ на компьютере для случаев вождения электровозами ВЛ85 грузовых поездов с массой 5800 и 1700 т на участке Мариинск - Тайшет соответственно в четном и нечетном направлениях.

Анализ выполненных расчетов позволил выявить элементы профиля пути, на которых тепловое состояние обмоток якорей ТЭД потенциально опасно

11

и может привести к повреждению их изоляции из-за увлажнения. Вероятность появления значений температуры, при которых возможно выпадение росы на поверхности якорей ТЭД, составляет 16% для штатного режима работы вентиляторов. При управлении производительностью вентиляторов, с переключением на частоту напряжения 25 Гц, указанная вероятность составляет лишь 2,6 %.

Таким образом, полученные расчетным путем тепловые параметры ТЭД НБ-514 позволяют уточнить существующие и выполняемые вновь ТР при вождении поездов электровозами переменного тока, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов и обосновать алгоритм управления производительностью с целью предотвращения нагрева обмоток ТЭД свыше предельных значений, их увлажнения и, одновременно, обеспечения максимальной экономии электроэнергии.

В четвертой главе описаны разработанные технические средства для стабилизации температурного режима электрооборудования тягового привода электровозов переменного тока - преобразователь частоты 50/25 Гц и система управления производительностью вентиляторов; модернизированные схемы электровоза ВЛ85 с преобразователем частоты 50/25 Гц, приведены математическая модель энергетических процессов в системе «полупроводниковый преобразователь частоты — асинхронный электродвигатель»; решение задачи по размещению преобразователя, оборудования цепей управления и силовых цепей системы управления производительностью вентиляторов в кузове электровоза ВЛ85, разработанные энергетические характеристики электропривода с полупроводниковым преобразователем.

Принципиальная электрическая схема преобразователя частоты 50/25 Гц (рис. 4) разработана на основе системного анализа нескольких факторов. Результаты анализа статистических характеристик случайных величин, позволили определить производительность вентиляторов и частоту напряжения на обмотках статора асинхронных электродвигателей. Тяговые расчеты позволили находить продолжительность работы вентиляторов с пониженной производительностью при вождении поездов. Рекомендации по преобразованию частоты и действующего напряжения получены с помощью разработанной математической модели энергетических процессов частотно-управляемого асинхронного электропривода с полупроводниковым преобразователем.

Преобразователь частоты (рис. 4) позволяет обеспечивать достаточно высокую энергетическую эффективность, форма тока на входе преобразователя близка к синусоидальной. Повышение надежности разработанного преобразо-

вателя частоты по сравнению с аналогами достигается за счет естественной коммутации тиристоров. Устройством выполняется одновременное изменение частоты, действующего значения напряжения и входного электрического сопротивления электропривода в зависимости от теплового состояния охлаждаемого оборудования в соответствии с полученным алгоритмом. Разработанный полупроводниковый преобразователь можно назвать преобразователем эквивалентного электрического сопротивления электропривода, что является существенным его отличием от отечественных и зарубежных аналогов.

Рис. 4. Принципиальная электрическая схема силовой цепи преобразователя частоты 50/25 Гц

Временные диаграммы (рис 5.) напряжения на входе ~ ивх и выходе преобразователя поясняют принцип получения пониженной частоты напряжения на обмотках статоров электродвигателей вентиляторов.

В пятой главе выполнен расчет технико-экономических показателей, доказывающий эффективность технических решений по экономии электроэнергии в цепях вспомогательных машин электровозов переменного тока.

Фактором, повышающим эффективность использования преобразователя частоты 50/25 Гц, является сокращение эксплуатационных расходов, обусловленное экономией электрической энергии, расходуемой на тягу поездов за счет снижения потребляемой мощности на привод вентиляторов. Расчеты, проведенные в соответствии с «Методическими рекомендациями по оценке эффек-

тивности инвестиций на железнодорожном транспорте» с использованием данных по расходу электроэнергии грузовыми электровозами ВСЖД из отчетов ТХО-2, ТХО-5, показали высокую экономическую эффективность внедрения системы управления производительностью вентиляторов. Годовой эффект, или чистая прибыль в расчете на один электровоз может составить около 93 тыс. р., а срок окупаемости —1,8 года.

ивх

Рис. 5. Временные диаграммы напряжения на входе ивх и выходе иаыХ1, преобразователя частоты

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Результаты анализа современного состояния исследований по управлению производительностью вентиляторов показали, что несмотря на большое количество научно-исследовательских работ проблема стабилизации температурного режима тягового электрооборудования электровозов не решена в полной мере и необходимы дополнительные исследования, позволяющие повысить надежность электроподвижного состава и обеспечить энергосбережение в цепях вспомогательных машин.

2. Исследования режимов работы тягового электрооборудования магистральных электровозов переменного тока позволили установить, что производительность вентиляторов электровозов в основном зависит от таких случайных величин, как ток якоря и превышение температуры обмоток тяговых электродвигателей.

3. С помощью функции совместной плотности распределения непрерывных случайных величин (ток якоря и превышение температуры его обмотки) получен алгоритм управления производительностью вентиляторов при изменении массы поезда, скорости движения, профиля пути и других факторов.

4. Исследованные тепловые параметры ТЭД при изменении количества охлаждающего воздуха в системе вентиляции позволили разработать методику оценки нагревания обмоток ТЭД, уточняющую тяговые расчеты в разделе проверки тяговых электродвигателей на нагревание для случаев вождения поездов электровозами, оборудованными устройствами управления производительно -стью вентиляторов.

5. С помощью уточненных тяговых расчетов доказана целесообразность управления производительностью вентиляторов электровозов переменного тока при вождении поездов на определенных участках Транссибирской железнодорожной магистрали путем изменения частоты напряжения на обмотках статора асинхронных двигателей с 50 на 25 Гц.

6. Реализация управления трехфазными асинхронными электродвигателями выполнена с помощью полупроводникового преобразователя, которым осуществляется одновременное изменение частоты, действующего напряжения и электрического сопротивления электропривода.

7. Расчет технико-экономических показателей доказывает эффективность технических решений по экономии электроэнергии в цепях вспомогательных машин электровозов переменного тока. За счет применения преобразователя можно сократить затраты электрической энергии на собственные нужды на 3,8 % от расходуемой на тягу или 505514 кВтч за год. На один рубль капитальных вложений можно получить 15,2 р. прибыли, а единовременные затраты окупаются за 1,8 года.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. О снижении энергозатрат на электропривод вспомогательных машин электровозов переменного тока на участке Тайшет - Петровский Завод. Л. А. Аст-раханцев, А. И. Орленко, Т. Н. Лебедева // Повышение динамических качеств подвижного состава и поезда в условиях Сибирского региона: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский государственный университет путей сообщения. Омск, 2003. С. 13-17.

2. Исследование статистических характеристик системы случайных величин: ток якоря - превышение температуры обмоток тяговых электродвигателей

электровозов переменного тока. Л. А. Астраханцев, А. И. Орленко // Механика и процессы управления: Труды 33-го Уральского семинара / Уральское отделение РАН. Екатеринбург, 2003. С. 346 - 352.

3. О возможности экономии электроэнергии на электропривод вспомогательных машин электровозов переменного тока. Л. А. Астраханцев, А. И. Орленко // Современные технологии в машиностроении: Сб. ст. науч.-практ. конф. / Пензенский государственный университет. Пенза, 2003. С. 41 — 44.

4. Тепловые параметры ТЭД НБ-514 при регулировании производительности вентиляторов электровозов ВЛ85. А. И. Орленко // Энергосберегающие технологии и окружающая среда: Труды междунар. конф. / Иркутский государственный университет путей сообщения. Иркутск, 2004. С. 116—119.

5. Современные методы регулирования производительности вентиляторов на электровозах переменного тока ВЛ85. А. И. Орленко // Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт: Труды междунар. науч.-техн. конф. / Новосибирская государственная академия водного транспорта. Тобольск, 2004.4.1. С. 37 -39.

6. Методологические проблемы в энергетических характеристиках электроустановок с полупроводниковыми преобразователями. Базын Чулуунзоригт, Л. А. Астраханцев, Т. Л. Алексеева и др. // Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт: Труды междунар. науч.-техн. конф. / Новосибирская государственная академия водного транспорта. Тобольск, 2004. 4.1. С. 266 - 272.

В работе [1] соискателем выполнен расчет относительного расхода электроэнергии на собственные нужды электровозов переменного тока при их эксплуатации на Транссибирской магистрали (50 % работы), [2] - исследование статистических характеристик случайных величин, влияющих на производительность вентиляторов электровозов переменного тока (60 % работы), [3] - расчет возможной экономии электроэнергии на электропривод вспомогательных машин электровозов переменного тока при вождении поездов на Транссибирской магистрали при ступенчатом управлении производительностью вентиляторов (60 % работы), [6] - предложена математическая модель энергетических процессов в электроприводах с преобразователями (20 % работы).

Типография ОмГУПСа. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35. Тираж 100 экз. Заказ 901.

И 24 9 5 8

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ЦЕПЯХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1.1. Основные направления экономии энергетических ресурсов в цепях вспомогательных машин электровозов переменного тока.

1.2. Анализ состояния исследований по энергосбережению на основе управления производительностью вентиляторов электровозов переменного тока.

1.3. Современные способы и технические средства управления производительностью вентиляторов электровозов переменного тока.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ РЕЖИМЫ РАБОТЫ МОТОР-ВЕНТИЛЯТОРОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

2.1 Статистические характеристики тока якоря тяговых электродвигателей электровозов переменного тока при вождении поездов различной массы.г.

2.2 Статистические характеристики превышения температуры обмотки якоря тяговых электродвигателей электровозов переменного тока над температурой окружающего воздуха.

2.3. Статистические характеристики системы случайных величин, определяющих производительность вентиляторов электровозов.

2.4. Зависимость производительности вентиляторов от функции совместной плотности распределения системы случайных величин.

3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ВЕНТИЛЯТОРОВ

3.1. Тепловые параметры тягового электродвигателя НБ-514.

3.2. Определение тепловых параметров тяговых электродвигателей при изменении количества охлаждающего воздуха.

3.3. Уточнение тяговых расчетов с использованием статистических характеристик случайных величин при управлении производительностью вентиляторов электровозов переменного тока.

4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ВЕНТИЛЯТОРОВ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

4.1. Энергетические характеристики электропривода с полупроводниковым преобразователем.

4.2. Математическая модель энергетических процессов в системе: полупроводниковый преобразователь частоты - асинхронный электродвигатель.

4.3. Преобразователь частоты для управления производительностью вентиляторов электровозов переменного тока.

4.4. Схемы электровоза ВЛ85 с преобразователем частоты 50/25 Гц.

4.5. Размещение оборудования силовых цепей, цепей управления и преобразователя частоты ПЧ 50/25 в кузове электровоза ВЛ85.

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

5.1. Определение сметной стоимости оборудования системы управления производительностью вентиляторов.

5.2. Определение дополнительных эксплуатационных расходов.

5.3. Определение экономической эффективности внедрения.

ВЫВОДЫ.

Работа железнодорожного транспорта и электроподвижного состава в частности в современных условиях имеет ряд особенностей, связанных с новыми экономическими отношениями в стране, с изменяющимися объемами перевозок, особенно грузовых. Резко обострилась проблема снижения эксплуатационных расходов, в том числе уменьшения затрат на неплановые ремонты электровозов, экономии электроэнергии. На первый план выдвигаются задачи по внедрению ресурсосберегающих технологий и технических средств, которые получили отражение в следующих документах: в отраслевой «Программе энергосбережения на железнодорожном транспорте в 1998 — 2000 г. и на период до 2005 года», утвержденной МПС России в 1998 году; в указании МПС от 4 марта 1999 г. № 88у «О реализации программы ресурсосбережения на 1999 г.»; в Постановлении Коллегии МПС от 24-25 декабря 1999 г. № 23. В локомотивном хозяйстве и, в частности, при эксплуатации электроподвижного состава (ЭПС) имеются значительные резервы в ресурсосбережении.

Одним из решений указанной проблемы является разработка системы управления мощностью мотор-вентиляторов (MB) электровозов переменного тока на основе исследования случайных величин, определяющих режимы работы MB. Для этого необходима разработка математической модели энергетических процессов в электрических цепях вспомогательных машин и разработка технических решений, обеспечивающих энергосбережение и позволяющих снизить отказы оборудования тягового привода.

Электропривод, являясь энергосиловой основой современного производства, потребляет около 60 % всей вырабатываемой электроэнергии. Среди промышленных электроприводов преобладают трёхфазные асинхронные ко-роткозамкнутые электроприводы [1]. Асинхронный короткозамкнутый двигатель (АД), как известно, по сравнению с двигателем постоянного тока при одной и той же мощности и номинальной частоте вращения в 1,5-2 раза легче, момент инерции его ротора более чем в 2 раза меньше и стоимость его существенно ниже - примерно в 3 раза [2]. АД, будучи бесконтактной машиной, является более надёжным в сравнении с машиной постоянного тока, имеющей коллектор, который осложняет эксплуатацию и ограничивает по условиям коммутации динамические нагрузки. По прогнозам к 2010 году на Европейском рынке из общего числа продаваемых регулируемых приводов, электроприводы переменного тока составят 70 - 75 %, а электроприводы постоянного тока составят только 10 - 12 %, остальная доля придётся на механические и гидравлические приводы.

Центробежные вентиляторы, насосы и компрессоры объединяются в один класс нагрузочных механизмов для электропривода - турбомеханизмы, так как их характеристики с точки зрения требований и условий работы электропривода имеют много общего. Около 25 % всей вырабатываемой электроэнергии расходуется на электропривод турбомеханизмов [1]. Большая часть электроприводов указанных механизмов является нерегулируемыми. С помощью регулирования частоты вращения для изменения расхода по сравнению с дросселиванием достигается значительный потенциал сбережения энергии. Если момент вращения - квадратическая функция частоты вращения, то мощность на валу двигателя уменьшается в кубической зависимости при снижении частоты вращения. Экономическая выгода частотного управления асинхронными двигателями особенно существенна для приводов повторно-кратковременного режима, приводов с длительной нагрузкой и высокоскоростных механизмов. В настоящее время это широко используется для привода насосов, вентиляторов и турбокомпрессоров с асинхронными двигателями [3].

С начала 70-х годов не возникает сомнений в возможности и целесообразности создания и серийного выпуска статических преобразователей частоты на тиристорах, которые отличаются высокими энергетическими показателями, повышенной надёжностью, большим быстродействием, бесшумностью, и обеспечивают на выходе требуемое соотношение между частотой и амплитудой напряжения как в статических, так и в динамических режимах [4, 5].

В настоящее время в мировой практике для этой цели широко используется частотно-управляемый асинхронный электропривод со стандартными АД общего применения. Это обусловлено появлением на западном рынке большого количества совершенных и относительно недорогих преобразователей частоты, построенных на современной элементной базе.

Эффект внедрения регулируемого электропривода для турбомеханизмов можно легко представить из сопоставления потребляемой мощности при различных способах регулирования производительности, которое показывает, что при расходе воздуха в объёме 50 % расчётного максимума требуемая мощность при дросселировании составляет 73 %; при использовании запорно-регулирующей арматуры — 50 %; а при регулировании частоты вращения — всего 14 % от номинальной мощности [1]. Таким образом, применение регулируемого электропривода турбомеханизмов позволяет создать новую технологшо энергосбережения, в которой экономится не только электроэЕ1ергия, но и сберегается тепловая энергия и сокращается расход воды за счёт утечек её при превышении давления в магистрали, когда расход мал.

Проблемам улучшения показателей качества электрической энергии в цепях вспомогательных машин электровозов, разработке преобразователей электрической энергии, исследованию условий работы трехфазных асинхронных электродвигателей на электроподвижном составе посвятили свои труды многие видные отечественные ученые и специалисты. Следует отметить работы современных ученых: О.А. Некрасова, В.Е. Розенфельда, JI.M. Трахтмана, Б.Н. Тих-менева, В.Н. Лисунова, В.П. Феоктистова, А.В. Плакса, Д.Д. Захарченко, Н.А. Ротанова, А.Л. Лисицина, А.С. Курбасова, Л.А. Мугинштейна, В.И. Бочарова, В.В. Кравчука, Л.В. Маханькова, М.А. Козорезова, О.А. Маевского, A.M. Рутштейна, В.П. Янова и других. Большое количество научных разработок и технических средств по созданию систем преобразования числа фаз и частоты для вспомогательных машин на уровне изобретений выполнено коллективами ученых и специалистов ВЭлНИИ, ВНИИЖТа, МГУПСа (МИИТа), ПГУПСа (ЛИИЖТа), ОмГУПСа (ОмИИТа), ИрГУПСа (ИрИИТа), ДВГУПСа (ХабИИЖТа) и др.

Данная работа посвящена одному из возможных направлений экономии электроэнергии в локомотивном хозяйстве, а именно - энергосбережению в цепях вспомогательных машин электровозов переменного тока на основе управления производительностью вентиляторов.

В первой главе работы проанализированы условия эксплуатации вспомогательных машин и электрооборудования электровозов переменного тока в штатном режиме работы MB и при управлении производительностью вентиляторов. Изучены вопросы преимущества использования пониженной частоты напряжения MB электровозов переменного тока при вождении поездов. Рассмотрены принципы, на которых целесообразно строить систему переключения электродвигателей вентиляторов с одной частоты тока на другую. Выполнен анализ современных способов и технических средств управления производительностью вентиляторов электровозов переменного тока. Сформулированы цель работы и задачи исследования.

Во второй главе рассмотрены факторы, определяющие режимы работы MB электровозов переменного тока. Выполнен статистический анализ случайных величин, влияющих на режим работы электрооборудования электровозов переменного тока. Получены статистические характеристики тока якоря и превышения температуры его обмотки. Определены статистические характеристики системы случайных величин и зависимость производительности вентиляторов от функции совместной плотности распределения системы случайных величин.

В третьей главе разработана методика оценки нагревания обмоток тяговых электродвигателей (ТЭД), которая позволяет выполнять новые и уточнять существующие тяговые расчеты (TP) в разделе проверки электродвигателей на нагревание для случаев вождения поездов электровозами переменного тока, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов; а также оптимизировать алгоритм управления производительностью вентиляторов для предотвращения нагрева обмоток ТЭД свыше предельного значения и обеспечить максимальную экономию электроэнергии.

В четвертой главе описаны разработанные технические средства для стабилизации температурного режима электрооборудования тягового привода электровозов переменного тока - преобразователь частоты 50/25 Гц и система управления производительностью вентиляторов; модернизированные схемы электровоза BJI85 с преобразователем частоты 50/25 Гц, приведены математическая модель энергетических процессов в системе «полупроводниковый преобразователь частоты — асинхронный электродвигатель»; решение задачи по размещению преобразователя, оборудования цепей управления и силовых цепей системы управления производительностью вентиляторов в кузове электровоза BJI85, разработанные энергетические характеристики электропривода с полупроводниковым преобразователем.

В пятой главе выполнен расчет технико-экономических показателей, доказывающий эффективность технических решений по экономии электроэнергии в цепях вспомогательных машин электровозов переменного тока.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: обоснован алгоритм управления производительностью вентиляторов для обеспечения экономии электроэнергии и предотвращения нагревания обмоток тяговых электродвигателей свыше предельного значения на основе оценки факторов, влияющих на нагревание тяговых электродвигателей магистральных электровозов переменного тока;

- определены пороговые значения изменения частоты напряжения на обмотках статоров электродвигателей вентиляторов при ступенчатом управлении производительностью вентиляторов с использованием статистических характеристик случайных величин;

- разработана методика, позволяющая уточнять тяговые расчеты в разделе проверки тяговых электродвигателей на нагревание для случаев вождения поездов электровозами переменного тока, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов;

- разработаны преобразователь частоты напряжения на обмотках статоров асинхронных двигателей и система управления производительностью вентиляторов электровоза BJI85.

Практическая ценность работы заключается в том, что полученные статистические характеристики системы случайных величин, позволяют определить режимы работы MB электровозов переменного тока для экономии электроэнергии. Разработана методика оценки нагревания обмоток ТЭД для уточнения существующих и выполняемых вновь TP в разделе проверки тяговых электродвигателей на нагревание при вождении поездов электровозами переменного тока, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов; обоснован алгоритм управления производительностью вентиляторов для экономии электроэнергии, не допускающий нагрева обмоток ТЭД свыше предельного значения. Преобразователь частоты напряжения на обмотках статоров асинхронных двигателей вентиляторов с 50 на 25 Гц обеспечивает энергосбережение в цепях вспомогательных машин и повышает ресурс электрооборудования тягового привода, что, в итоге, приводит к сокращению эксплуатационных расходов.

Реализация результатов:

- разработанная методика оценки нагревания обмоток ТЭД, уточняющая TP в разделе проверки тяговых электродвигателей на нагревание для случаев вождения поездов электровозами переменного тока, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов используется для совершенствования учебного процесса на кафедре «Электроподвижной состав» ИрГУПСа;

- опытный образец преобразователя частоты 50/25 Гц испытан на электровозе BJ185 № 085 приписки локомотивного депо ст. Нижнеудинск ВСЖД. Продолжаются работы по совершенствованию конструкции системы управления и силовой части электрической схемы управления MB;

- система управления тиристорным преобразователем частоты 50/25 Гц используется в учебном процессе на кафедре «Электроподвижной состав» ИрГУПСа.

Достоверность результатов исследований, разработанных методик расчета и эффективность технических решений обоснована теоретически и подтверждена оценкой адекватности теоретических и экспериментальных исследований. Погрешность расчетных значений, не превышающая 10 %, определена на основании F-критерия Фишера.

Апробация работы: основные положения диссертационной работы и ее результаты докладывались и обсуждались на кафедре «Электроподвижной состав» ИрГУПСа (2000 и 2004 гг.), на кафедре «Подвижной состав электрических железных дорог» ОмГУПСа (2004 г.), на выставке Сибэкспоцентра «Энергосбережение: технологии, приборы, оборудование» (Иркутск, 2002 и 2004 гг.), на 33-м Уральском семинаре «Механика и процессы управления» (Миасс,

2003 г.), на 7-й всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2003 г.), на международной конференции «Энергосберегающие технологии и окружающая среда» (ИрГУПС,

2004 г.), на второй международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (Тобольск, 2004 г.).

Публикации: по результатам выполненных исследований опубликовано 6 статей в сборниках научных трудов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка из 112 наименований, четырех приложений. Содержит 149 страниц основного текста, 19 таблиц и 38 рисунков.

выводы

1. Результаты анализа современного состояния исследований по управлению производительностью вентиляторов показали, что, несмотря на большое количество научно-исследовательских работ, проблема стабилизации температурного режима тягового электрооборудования электровозов не решена в полной мере и необходимы дополнительные исследования, позволяющие повысить надежность электроподвижного состава и обеспечить энергосбережение в цепях вспомогательных машин.

2. Исследования режимов работы электрооборудования магистральных электровозов переменного тока позволили установить, что производительность вентиляторов электровозов в основном зависит от таких случайных величин, как ток якоря и превышение температуры обмоток тяговых электродвигателей.

3. С помощью функции совместной плотности распределения непрерывных случайных величин тока якоря и превышения температуры его обмотки получен алгоритм управления производительностью вентиляторов при изменении массы поезда, скорости движения, профиля пути и других факторов.

4. Исследованные тепловые параметры ТЭД при изменении количества охлаждающего воздуха в системе вентиляции позволили разработать методику оценки нагревания обмоток ТЭД, уточняющую тяговые расчеты в разделе проверки тяговых электродвигателей на нагревание для случаев вождения поездов электровозами, оборудованными устройствами управления производительностью вентиляторов.

5. С помощью уточненных тяговых расчетов доказана целесообразность управления производительностью вентиляторов электровозов переменного тока при вождении поездов на определенных участках Транссибирской железнодорожной магистрали путем изменения частоты напряжения на обмотках статора асинхронных двигателей с 50 Гц на 25 Гц.

6. Реализация управления трехфазными асинхронными электродвигателями выполнена с помощью полупроводникового преобразователя, которым осуществляется одновременное изменение частоты, действующего напряжения и электрического сопротивления электропривода.

7. Расчет технико-экономических показателей доказывает эффективность технических решений по экономии электроэнергии в цепях вспомогательных машин электровозов переменного тока. За счет применения преобразователя можно сократить затраты электрической энергии на собственные нужды на 3,8 % от расходуемой на тягу или 505514 кВт-ч за год. На один рубль капитальных вложений можно получить 15,2 рубля прибыли, а единовременные затраты окупаются за 1,8 года.

1. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В. А. Елисеева, А. В. Шинявского. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 616 с.

2. Комар М.А. Основы электропривода и аппараты управления. М.: Энергия, 1968.-344 с.

3. Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. М.: Энергия, 1976. - 488 с.

4. Бровман Я.С., Каган В.Г., Кочубиевский Ф.Д. Электроприводы с полупроводниковым управлением. Л.: Энергия, 1964. — 88 с.

5. Москаленко В.В. Электрический привод. М.: Высш. шк., 1991. - 430 с.

6. Шанченко П.А. Научно-технический прогресс в локомотивном хозяйстве // Обзорная информация, ЦНИИТЭИ МПС, 1987. Вып. 1. - 48 с.

7. Мугинштейн Л.А. Потенциал эЕ1ергосбережения / Экономия топливно-энергетических ресурсов на железнодорожном транспорте // Тематическая подборка Общ 8( 161) ТП - 150 - 2001, ДИБЦ ВСЖД. - С. 53-57.

8. Панков Ю.Н., Трикунов В.М. Ресурсосбережение в локомотивном хозяйстве / Экономия топливно-энергетических ресурсов в локомотивном хозяйстве ВСЖД // Тематическая подборка Т 14(207) ТП - 80 - 2003, ДИБЦ ВСЖД.-С. 4-5.

9. Володин А.И. Энергосбережение: разработки ученых Сибири / Экономия топливно-энергетических ресурсов на железнодорожном транспорте // Тематическая подборка Общ 8(161) ТП - 150 - 2001, ДИБЦ ВСЖД. - С. 3-9.

10. Логинова Е.Ю. Повышение эффективности систем охлаждения тяговых двигателей локомотива / Экономия топливно-энергетических ресурсов на железнодорожном транспорте // Тематическая подборка Общ 8(161) — ТП- 150 2001, ДИБЦ ВСЖД. - С. 43-47.

11. Рутштейн A.M. Регулируемый привод вентиляторов // Локомотив, 1998, № 6, С. 23-24.

12. Литовченко В.В., Федорова Н.А. Как регулировать подачу воздуха // Локомотив, 2002, № 1, С. 23.

13. Ребрик Б.Н., Нестеров A.M. Снижать расход энергии на вентиляцию оборудования электровозов // Локомотив, 1996, № 3, С. 23-25.

14. Морговский Ю.Я., Рубашкин И.Б., Гольдин Я.Г. Взаимосвязанные системы электропривода. Л.: Энергия, 1972. - 200 с.

15. Бор-Раменский А.Е., Воронецкий Б.Б., Святославский В.А. Быстродействующий электропривод. — М.: Энергия, 1969. 168 с.

16. Некрасов О.А., Рутштейн A.M. Вспомогательные машины электровозов переменного тока. — М.: Транспорт, 1988 — 223 с.

17. Некрасов О.А., Каптелкин В.А. инж. Перцовский Л.М. О расходе электроэнергии вспомогательными машинами электровозов // Труды ЦНИИ МПС, 1974., Вып. 514. С. 4-9.

18. Некрасов О. А., Лисицын А. Л., Иванов Ю. В., Серёгин Б. С., Кахель-ник А. М. Результаты Тягово-энергетических испытаний электровоза ВЛ80К//Труды ЦНИИ МПС, 1969. Вып. 388. С. 137-156.

19. Каптелкин В. А. Исследование систем асинхронных вспомогательных машин по использованию мощности электродвигателей // Труды ЦНИИ МПС, 1970. Вып. 416.-С. 126-136.

20. Каптелкин В.А. Анализ напряжения питания вспомогательных машин электроподвижного состава переменного тока // Труды ЦНИИ МПС, 1969. Вып. 395.-С. 15-20.

21. Некрасов О. А. О целесообразной системе вспомогательных машин электровозов переменного тока // Труды ЦНИИ МПС, 1970. Вып. 416. С. 79 -96.

22. Соболев В.М. Работа электровозов со снегоочистителями / Повышение надежности и совершенствование ремонта электровозов // Труды ЦНИИ, 1974. Вып. 516.-С. 37-40.

23. Режимы работы магистральных электровозов / О.А. Некрасов, A.J1. Лиси-цин, Л.А. Мугинштейн, В.И. Рахманинов; под ред. О.А. Некрасова. М.: Транспорт, 1983. —231 с.

24. Скогорев И.В., Кубил В.О., Солодунов A.M., Журавлев П.В. Очистка вентиляционного воздуха магистральных электровозов от пыли и вопросы эксплуатационной надежности / Электровозостроение // Сб. науч. тр. — Новочеркасск, 1970.-Т. 12.-С. 246 -251.

25. Некрасов О.А., Рахманинов В.И. Контроль нагревания тяговых двигателей в эксплуатации // Вестник ВНИИЖТ, № 1, 1975. С. 11-16.

26. Горин Н.Н. Режимы работы вспомогательных асинхронных машин // Тр. ВНИИЖТ, 1965. Вып. 286. С. 93-107.

27. Некрасов О.А., Шевченко В.В. Нагревание асинхронных машин при стационарном тепловом режиме // Тр. МЭИ, 1956. XXII. С. 136-148.

28. Некрасов О.А., Шевченко В.В., Текус Г.Г. Методика определения тепловых параметров и расчет греющих потерь в асинхронных машинах // Известия вузов. М.: Энергетика, 1947. № 11. С. 27-30.

29. Некрасов О.А., Горин Н.Н. Использование мощности асинхронных корот-козамкнутых машин при работе в условиях отличных от номинальных // Известия вузов, 1963. № 8. С. 946-951.

30. Бабич В.М., Бычков Л.В., Карпов В.Г. Собственные нужды электровозов переменного тока // Научные труды ОмИИТ, 1973. Т. 151. С. 18-25.

31. Курбасов А.С., Дубов В.В., Буханцев Е.И., Максимов Б.Г. Регулируемая система вспомогательных электрических машин электроподвижного состава переменного тока // Труды ЦНИИ МПС, 1975. Вып. 541. С. 50-55.

32. Курбасов А.С. Возможности улучшения показателей асинхронных вспомогательных двигателей // Труды ЦНИИ МПС, 1976. Вып. 563. С. 19-24.

33. Курбасов А.С., Феоктистов В.П. Новая схема преобразования напряжения // Локомотив, 1997, № 5, С. 28-29.

34. Захарченко Д.Д., Ротанов Н.А. Тяговые электрические машины. — М.: Транспорт, 1991. — 343 с.

35. Исмаилов Ш.К. Тепловое состояние тяговых и вспомогательных электрических машин электровозов постоянного и переменного тока. — Омск: ОмГУПС, 2001. 76 с.

36. Некрасов О. А., Каптелкин В. А. и др. Регулирование производительности вентиляторов на электровозах переменного тока // Труды ЦНИИ МПС, 1974. Вып. 514.-С. 10-20.

37. Васильев Ю.К., Богаенко И.Н. Экспериментальное исследование нагревания и вентиляции тягового двигателя магистральных электровозов // Электричество, 1964. № 2. С. 32-37.

38. Космодамианский А.С. Измерение и регулирование температуры обмоток тяговых электрических машин локомотивов / Монография. РГОТУПС, 2002.-285 с.

39. Космодамианский А.С. Теоретические основы и и разработка систем регулирования температуры тяговых электрических машин локомотивов. Автореф. дис. докт. техн. наук. М.: РГОТУПС, 2002. — 52 с.

40. Захарчук А.С., Пасынок Л.Ф. Экспериментальное исследование тиристор-ной системы плавного регулирования температурного режима тепловозного дизеля с асинхронными мотор-вентиляторами с двухслойными роторами. Л.: ЛИИЖТ, 1976. - 20 с.

41. Сонин B.C. Оценка эксплуатационной надежности электровозов / Повышение эффективности использования электровозов на дорогах Урала и Сибири / Под ред. Ю.Н. Виноградова // Труды ВНИИЖТ, 1963. Вып. 226. -С. 37-64.

42. Блудов Л.С. Методика оценки срока службы электрической изоляции в случае нестационарного температурного режима // Тр. ВЭЛНИИ, 1968. Т. 10.-С. 224-228.

43. Макаров В.В., Смирнов В.П., Шитиков А.С. О надежности электрического оборудования магистральных электровозов ВСЖД // Сб. науч. тр. ИрИИТ. 1998.-С. 42-46.

44. Смирнов В.П. Режимы работы оборудования электровозов переменного тока ВСЖД // Транспортные проблемы Сибирского региона: Сб. науч. тр. Иркутск: ИрИИТ, 2001. 41. С. 92-96.

45. Смирнов В.П. Система стабилизации температуры тяговых двигателей // Барнаул: Вестник АлГТУ, 2001, № 1. С. 74-76.

46. Смирнов В.П. Стабилизация температуры тяговых двигателей электровозов / Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Сибири и Дальнего Востока // Тезисы докл. Всероссийской науч.-практ. конф. Хабаровск: ДВГУПС. 2001. Т. 1-С. 31-33.

47. Юренков М.Г. Анализ влияния условий эксплуатации на надежность тяговых электродвигателей / Исследование работы электрооборудования и вопросы прочности электроподвижного состава // Науч. тр. ОмИИТа. Омск, 1975. Т. 171.-С. 57-60.

48. Юренков М.Г. Анализ надежности изоляции тяговых электродвигателей НБ-406 / Исследование работы электрооборудования и вопросы прочности электроподвижного состава // Науч. тр. ОмИИТа. Омск, 1974. Т. 163. С. 58-62.

49. Скогорев И.В. Системы вентиляции и очистки воздуха на электровозах // Труды ВЭлНИИ, 1978. Т. 18. С. 57-83.

50. Соболев В.М., Скогорев И.В., Васютинский Г.Н. Вентиляция оборудования электровозов в зимнее время // Труды ЦНИИ МПС, 1974. Вып. 516. -С. 26-36.

51. Скогорев И.В., Федюков Ю.А., Бобков В.Н. Регулирование расхода охлаждающего воздуха в зависимости от нагрузки оборудования и климатических факторов // Межвузовский сборник научных трудов Хабаровск, 1987.-С. 50-57.

52. Скогорев И.В. Экономия электроэнергии в сложных вентиляционных системах электровозов // Межвузовский сборник научных трудов Хабаровск, 1987. - С. 59-61.

53. Соболев В.М. Оценка влияния на срок службы изоляции тяговых двигателей увеличения перегревов обмоток на зимний период / Повышение надежности и совершенствование ремонта электровозов // Труды ЦНИИ МПС, 1974. Вып. 516. С. 41 -44.

54. Манцев В.Д., Шумейко В.В., Максимов Б.Г. Экспериментальные исследования тиристорного преобразователя для питания двухфазных асинхронных вспомогательных двигателей // Труды ЦНИИ МПС, 1975. Вып. 541. -С. 55-59.

55. Щупак А.А. Регулируемый привод вентиляторов электроподвижного состава переменного тока // Межвузовский сборник научных трудов. Хабаровск, 1987.-С. 9-12.

56. Реморов А.А., Янковский В. О распределении температуры в асинхронном двигателе при несинусоидальном питании // Труды МИИТ, 1980. Вып. 661.-С. 139-146.

57. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1988. - 480 с.

58. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. 2-е изд., доп. и перераб. — М.: Высшая школа, 1988. — 239 с.

59. Плис А.И., Сливина Н.А. Mathcad: математический практикум для экономистов и инженеров. М.: Финансы и статистика, 1999. - 656 с.

60. Дьяконов В.П., Абраменко И.В. Mathcad 8.0 Pro в математике, в физике, в интернете. М.: Нолидж, 1999. - 347 с.

61. Смирнов Н.В., Дунин Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. — М.: Наука, 1969. -436 с.

62. Баркан Я.Д., Маркушевич Н.С. Использование статистической информации о качестве напряжения в электрических сетях. М.: Энергия, 1972. -120 с.

63. Маркушевич Н.С. Автоматизация статистического анализа качества напряжения. Автореф. диссерт. Рига: Рижский политехнический институт, 1966.-23 с.

64. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1991.-383 с.

65. Правила тяговых расчётов для поездной работы. — М.: Транспорт, 1985. — 287 с.

66. Смирнов В. П. Методы и средства диагностики вентиляции электровозов // Сб. науч. тр. Хабаровск, ДВГУПС. Т. 1. 2001. С. 70-75.

67. Смирнов В.П. Устройства непрерывной диагностики вентиляции и температуры силового оборудования электровозов // Сб. науч. тр. Иркутск: ИрИИТ. 2001. Ч1. С. 102-106.

68. Смирнов В.П. Диагностика вентиляции электровозов переменного тока по величине активной мощности приводных асинхронных двигателей вентиляторов//Сб. науч. тр. Иркутск: ИрИИТ. 2001. Ч 1. С. 107-112.

69. Временная методика и инструкция по проведению опытных поездок для определения критических норм масс грузовых поездов при электровозной тяге, 1995 г.

70. Инструкция по подготовке к работе и техническому обслуживанию электровозов в зимних и летних условиях. М.: Транспорт, 2001. - 72 с.

71. Орленко А. И. Современные методы регулирования производительности вентиляторов на электровозах переменного тока BJI85 / Энергосберегающие технологии и окружающая среда // Тезисы докладов международной конференции. ИрГУПС, 2004. С. 26-27.

72. СТ МЭК 50 (411) 73. Вращающиеся электрические машины.

73. Протокол ЭМ-18-85. Сетки кривых нагревания и охлаждения тягового двигателя НБ-514 на пульсирующем токе // ВЭлНИИ. Новочеркасск, 1985.

74. Основы локомотивной тяги / Осипов С. И., Миронов К.А., Раевич В.И. -3-е изд., доп. и перераб. М.: Транспорт, 1979. - 440 с.

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

76. ГОСТ 183-74. Машины электрические вращающиеся. Общие технические требования.

77. ГОСТ 27471-87. Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.

78. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам / Под ред. А.И. Тищенко М.: Транспорт, 1976. Т. 1. - 430 с.

79. Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными электродвигателями. -М.: Наука, 1966.-298 с.

80. Чебовский О.Г. и др. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник. -М.: Энергия, 1975. 512 с.

81. Обухов С.Г. Коэффициент мощности импульсных регулирующих устройств // Электричество, 1965, № 11. С. 36 - 38.

82. Супронович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок. М.: Энергоатом издат, 1985. — 137 с.

83. Гельман М.В. Об оценке влияния вентильных преобразователей на качество электроэнергии питающей сети // Электричество, 1982, № 5. С. 73 — 75.

84. Маевский О.А. Энергетические показатели вентильных преобразователей. М.: Энергия, 1978. - 320 с.

85. Колкер М.И., Полищук Я.А. Бесконтактные регуляторы напряжения для электропечей сопротивления. — М.: Энергия, 1971. — 81 с.

86. Зиновьев Г.С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей. Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т, 1990. - 219 с.

87. Баранов JI.A., Барков В.И., Широков В.Г. Управление работой электродных водонагревателей с помощью тиристоров // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана, 1985. № 5. С. 76 — 79.

88. Баранов Л.А., Барков В.И., Широков В.Г. Применение тиристорного управления для регулирования мощности электродных водонагревателей // Комплексная механизация процессов сельскохозяйственного производства, Алма-Ата, 1986. С. 140 - 155.

89. Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи. М.: Транспорт, 1999.-464 с.

90. Клыков М.Е., Квашин Г.Н. Направления и перспективы использования силовой электроники для управления источниками света // Электротехника, 1991, № 6.-С. 16 20.

91. Басов A.M., Быков В.Г., Лаптев А.В., Файн В.Б. Электротехнология. М.: Агропромиздат, 1985. - 256 с.

92. Ждановских М.А., Баранников А.А., Сыроежкин Е.В. Высокочастотные резонансные преобразователи в системах локального освещения и обогрева животных // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1989. №9.-С. 36-37.

93. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения. М.: Изд-во стандартов, 1998. - 20 с.

94. Грузовые электровозы переменного тока: Справочник / З.М. Дубровский, В.И. Попов, Б.А. Тушканов. -М.: Транспорт, 1991. — 471 с.

95. Тушканов Б.А., Пушкарев Н.Г., Позднякова J1.A., и др. Электровоз BJT85: Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1995. - 480 с.

96. Методические рекомендации по оценкам эффективности инвестиций на железнодорожном транспорте / Б.А. Волков, А.П. Абрамов, Ю.М. Кудрявцев, М.Т. Миджири, А.Д. Сапожников и др.; Под ред. Т.М. Миджири. -М.: Слово, 1997.-50 с.

97. Временный типовой расчет экономической эффективности внедрения системы регулирования частоты вращения вентиляторов электровозов переменного тока. 2000.