автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Методы и средства экономии и повышения эффективности использования энергии в системе городского электрического транспорта

На правах рукописи

Щуров Николай Иванович

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЭКОНОМИИ И ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМЕ ГОРОДСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА

Специальность: 05.09.03. - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новосибирск - 2003

Работа выполнена в Новосибирском государственном техническом университете на кафедре электрического транспорта

Научный консультант:

- доктор технических наук, профессор

Пречисскнй Владимир Антонович

- доктор технических наук, профессор

Пантелеев Василий Иванович

- доктор технических наук, профессор

Лукутин Борис Владимирович

Защита диссертации состоится 15 мая 2003г. в 10.00 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.173.04 Новосибирского государственного технического университета по адресу: 630092, г. Новосибирск, пр.К.Маркса, 20, телефон: (383 - 2) 46-02-09; факс: (383 - 2) 46-17-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

- доктор технических наук, профессор

Ворфоломеев Герман Николаевич

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Петербургский государственный университет путей сообщения (ПГУПС) г. Санкт-Петербург

Автореферат разослан "02 " апреля 2003г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук, доцент

Бородин Н.И.

2.ооЗ-А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В связи с глобальной либерализацией энергорынка, энергетическая стратегия России предполагает, что цены на энергоносители будут расти всё обозримое время, как показывают прогнозы, с темпом 10 -15 % в год, что вызовет рост энергетической составляющей затрат в энергоёмких отраслях промышленности и на электрическом транспорте в пределах 6-8 процентов ежегодно. В целом такая стратегия ориентирована на рост цен энергоресурсов и, в частности, электроэнергии до двух раз к 2010 году по сравнению с существующим уровнем. Это в значительной мере актуализирует необходимость критического рассмотрения принципов энергосбережения, как основного инструмента, в сфере деятельности электрического транспорта, который, по сути своей, является одним из энергоёмких и масштабных потребителей, а энергетическая составляющая затрат которого достигает 40...50-ти процентов.

В этих условиях перспективными направлениями повышения эффективности электрического транспорта (ЭТ) являются создание и внедрение новых современных технологий в области электроподвижного состава (ЭПС) и систем тягового электроснабжения, способствующих, в частности, снижению расхода электроэнергии, затрачиваемой на движение транспортных средств (ТС), внедрению энергосберегающих технологий, направленных на эффективное использование энергии рекуперативного торможения, полному использованию тяговых и тормозных свойств, заложенных при проектировании и создании ЭПС, а также широкое их внедрение в практику эксплуатации систем электроснабжения, обеспечивающих приём избыточной энергии рекуперации.

Адекватные решения можно получить, если исходить не из идеализированных процессов, происходящих под действием постоянных во времени нагрузок при данном режиме, а из реальных процессов с учетом как детерминированных, так и случайных факторов, которые позволяют определить имеющиеся, но ещё не раскрытые резервы электрической тяги, использование которых значительно повысит её эффективность. Методы решения таких задач должны быть дополнены вероятностными и статистическими методами, позволяющими учесть влияние случайных факторов на ход процесса и его конечный результат, в частности для электрического транспорта, на использование электротяговых и тормозных свойств электроподвижного состава и на расход электроэнергии, затрачиваемой на движение транспортных средств.

К настоящему времени накоплен большой опыт по исследованию преобразования энергии на электрическом транспорте. Вопросам разработки и совершенствования систем управления ЭПС, направленных на повышение эффективности использования электрической энергии и снижения её потерь в режимах тяги и электрического торможения посвящено большое количество работ. Значительный вклад в решение проблемы энергосбережения внесли ученые: Андерс В.И., Бирзниекс Л.В., Ефремов И.С., Иньков Ю.М, Исаев И.П., Калинин В.К., Некрасов В.И., Плакс A.B., Розенфельд В.Е., Тихменев Б.Н., Трахтман Л.М, Тулупов В.Д., Феоктистов В.П., Хвостов B.C., Шевченко В.В. и др. Вопросам теории и разработки устройств преобразования энергии, вообще, и повышения эффективности

преобразовательного процесса в системах тягового электроснабжения, в частности, посвящены работы авторов: Аввакумова В.Г., Буркова А.Т., Ворфоломеева Г.Н., Грабовецкого Г.В.,Железко Ю.С., Загайнова Н.А., Зиновьева Г.С., Кучумова Л.А, Магая Г.С., Марквардта К.Г., Марквардта Г.Г., Мирошниченко Р.И., Соколова С.Д., Харитонова С.А., Шалимова М.Г. и многих других авторов.

Известные работы, выполненные в различное время, в разных научных школах, не содержат комплексных исследований, направленных на повышение эффективности преобразования энергии рекуперации и эффективного её использования в тяговой сети с учетом как неизменных, так и случайных факторов, не позволяют адекватно оценить происходящие процессы на электрическом транспорте в целом, раскрыть неиспользованные резервы электрической тяги и повысить её эффективность.

Рассмотренный в диссертационной работе комплекс задач сформулирован в контексте проблемы совершенствования методов и средств преобразования энергии в системе электрического транспорта, в основу стратегии которых заложены энергосберегающие структурные преобразования, отражающие отказ от энергоёмких и неэффективных производственных процессов и переход к менее затратным технологиям в исследуемой технической системе ЭТ. А подкрепляются проводимые разработки комплексными и широкомасштабными исследованиями по энергосбережению рекуперируемой энергии ЭПС и эффективному её использованию в тяговой сети, а также снижению технологических потерь в процессе преобразования энергии, потребляемой электротранспортным комплексом.

Цель работы и задачи исследования. Цель диссертационной работы состоит в разработке и создании научно обоснованных методов и средств, направленных на решение комплексной проблемы экономии и повышения эффективности использования рекуперируемой энергии, снижения технологических потерь при преобразовании энергии в различных звеньях системы электрического транспорта с учётом их взаимодействия и влияния случайных факторов.

Для достижения цели поставлены следующие основные задачи:

1. Провести анализ теоретических положений и методов преобразования энергии рекуперативного торможения, синтезировать и сформировать структуру преобразования, распределения и потребления рекуперируемой энергии электрифицированного транспортного средства в режиме торможения.

2. Разработать концепции и принципы, существенно повышающие эффективность осуществления процесса следящего рекуперативно-реостатного тормо-жения(СРРТ) и обеспечивающие высокие динамические и энергетические характеристики электроподвижного состава.

3. Разработать теоретические основы и создать методы анализа и расчета электромагнитных процессов в импульсной системе следящего рекуперативно-реостатного торможения на базе использования новых принципов управления рекуперативным процессом и современных инструментальных средств исследования.

4. Выполнить математическое описание процессов движения электрифицированных транспортных средств на основе потоков событий, разработать и создать моделирующий алгоритм, позволяющий рассчитывать и строить различные ве-

роятностные графики движения, прогнозировать характер распределения энергии рекуперации, оценивать эффективность её использования, определять потери энергии в тяговой сети и вырабатывать рекомендации по их снижению.

5. Выполнить комплексную оценку процессов функционирования сложной динамической системы электрического транспорта и установить функциональные связи взаимодействия в трехранговой субподсистеме "электроподвижной состав - организация и управление движением - электроснабжение ", определяющие эффективность использования энергии рекуперации и потери электроэнергии в тяговой сети.

6. Разработать методы расчета энергии рекуперации и повышения эффективности использования электрической энергии рекуперативного торможения в тяговой сети и создать методы оценки её потребления другими электроподвижными единицами.

7. Развить некоторые положения теории схемы Скотта и создать на её основе преобразовательные устройства, позволяющие преобразовывать симметричную трехфазную систему напряжений в постоянное напряжение с многократной частотой пульсации и обеспечивающие более высокие энергетические показатели в сравнении с существующими многопульсными выпрямительными агрегатами.

8. Провести теоретические и экспериментальные исследования электромагнитных процессов в преобразователях трехфазного напряжения в постоянное с многократной частотой пульсации, созданных на основе схемы Скотта, и выполнить оценку их энергетических параметров в сравнении с существующими многопульсными выпрямительными агрегатами для тяговой нагрузки.

Методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены на базе фундаментальных законов и уравнений электродинамики и теории электрических цепей. Использованы аналитические и численные методы решения дифференциальных уравнений; теории случайных процессов; методы математического моделирования; методы векторных диаграмм и гармонического анализа; метод симметричных составляющих.

Достоверность полученных результатов исследования определяется корректностью поставленных задач, обоснованностью принятых допущений и адекватностью используемых при исследовании математических моделей и методов, сравнением результатов решения путем параллельного расчета различными методами, а также подтверждается физическими и математическими экспериментами, исследованиями макетных образцов и практическими испытаниями в реальных условиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методологическая основа анализа электромагнитных процессов в импульсной системе следящего рекуперативно-реостатного торможения для разработанных принципов управления процессом рекуперации в произвольных квазиу-становившихся режимах, основанная на использовании аналитических и численных методов решения дифференциальных и трансцендентных уравнений.

2. Математическое описание процессов движения ТС на основе теории случайных процессов с моделированием вероятностных графиков движения, позво-

ляющих прогнозировать характер распределения энергии рекуперации, оценивать эффективность её использования, производить комплексное определение потерь электроэнергии в системе электрического транспорта в целом.

3. Результаты многофункционального анализа параметров субподсистемы "электроподвижной состав - организация и управление движением - электроснабжение", определяющие границы рационального и конструктивного использования технических решений, позволяющие как на стадии проектирования, так и в эксплуатационной практике, достаточно точно оценить целесообразность их использования по критерию минимизации потерь электроэнергии в рассматриваемой системе электрического транспорта.

4. Комплекс расчетно-теоретических и экспериментальных моделей, предлагаемых схемных решений преобразующих устройств с исследованием электромагнитных процессов в преобразователях трехфазного симметричного напряжения в постоянное с многократной частотой пульсации для питания тяговой нагрузки, выполненных на основе модифицированной схемы Скотта и обеспечивающих более высокие энергетические показатели в сравнении с существующими многопульсными выпрямительными агрегатами.

Научная значимость и новизна работы. В диссертационной работе впервые комплексно решен ряд важнейших задач, позволяющих математически адекватно описывать функциональные действия электрифицированных транспортных средств и значительно повысить энергетические и технико-экономические показатели электротехнической системы, содержащей изменяющуюся во времени и в пространстве тяговую нагрузку, путем радикального совершенствования принципа следящего рекуперативно-реостатного торможения, повышения эффективности использования рекуперируемой энергии и снижения потерь электроэнергии в тяговой сети, в целом, за счет использования более экономичных преобразовательных устройств, созданных на новых технологических принципах. При этом решены следующие задачи:

1. Разработаны новые концепции, принципы построения и схемные решения импульсной системы следящей рекуперации, позволяющей обеспечить высокие энергетические и динамические показатели электроподвижного состава в режиме электродинамического торможения.

2. Разработаны теоретические основы и созданы новые методы анализа и расчета электромагнитных процессов в импульсной системе, использующей разработанные принципы следящей рекуперации, получены математические модели с компьютерной реализацией алгоритма расчета рекуперируемой энергии в динамическом процессе торможения при варьировании любых параметров системы.

3. Проведены комплексные теоретические исследования, разработано и создано математическое описание процессов на основе потоков случайных событий, адекватно отражающих функционирование технической системы электрического транспорта.

4. Разработан и создан с использованием современных инструментальных средств моделирующий алгоритм, позволяющий моделировать процесс функционирования электротехнического транспортного комплекса, рассчитывать

и строить различные вероятностные графики движения и на их основе рассчитывать энергетические параметры отдельных подсистем.

5. Установлены функциональные связи и выявлены факторы влияния изменяющихся параметров взаимодействующих подсистем на энергетические режимы работы систем электрического транспорта в целом.

6. Разработан метод расчета, позволяющий оценивать эффективность использования потребителями энергии рекуперации в тяговой сети, определены условия рационального её использования и предложены мероприятия по снижению технологических потерь электроэнергии в контактной сети.

7. Впервые разработаны концепции построения и созданы принципиальные схемные решения преобразователей на основе модифицированной схемы Скотта для питания тяговой нагрузки, которые обеспечивают более высокие энергетические показатели в сравнении с известными многопульсными выпрямительными агрегатами.

8. Разработана теория и методы расчета электромагнитных процессов для предложенных преобразовательных устройств трехфазного напряжения в постоянное с многократной частотой пульсации, что позволяет определять их энергетические параметры и выполнять сравнительный анализ.

Практическая ценность работы заключается в решении комплексной научно-технической проблемы создания новых эффективных способов управления процессом рекуперативного торможения, средств их реализации, повышении эффективности использования рекуперируемой энергии в подсистеме тягового электроснабжения и создании новых преобразовательных устройств, направленных на снижение потерь энергии в технологическом цикле её преобразования. Совокупность полученных теоретических и практических результатов создает объективные предпосылки для расширения областей применения и внедрения в практику электрического транспорта разработанных методов и устройств с целью сбережения энергетических затрат на осуществление производственного процесса городского электрического транспорта(ГЭТ). Использование разработанных методов расчета, моделирующих алгоритмов и программных комплексов при проектировании и в практике эксплуатации систем ЭТ сокращает сроки опытно-конструкторских работ, повышает точность расчетов и позволяет адекватно реальным условиям отражать процессы функционирования и определять параметры подсистем электрического транспорта, что в конечном счете обеспечивает энерго- и ресурсосбережение.

Реализация результатов работы. Основные результаты работы получены и использованы при выполнении госбюджетных НИР, проводимых в НГТУ (тема: "Энергосбережение Миноброзования России") и хоздоговорных НИР, выполняемых по заказам предприятий и организаций, связанных с разработкой новых систем мониторинга электроэнергии, потребляемой различными подсистемами ЭТ, энергосберегающих технологий и различного рода преобразовательных устройств с высокими энергетическими показателями.

Предложенные способы и средства и разработанные методы расчета электромагнитных процессов, включая принципы синтеза схем замещения и определения параметров, обусловили их востребованность в исследовании и разработке

электроприводов постоянного тока при создании тяговых электроприводов рельсового транспорта и гусеничных машин, выполняемых ОАО "Новосибирский научно-исследовательский институт электропривода".

Результаты проводимых под руководством автора НИР в рамках исследовательских хозяйственных договоров, и связанные с разработкой энергосберегающих технологий и систем мониторинга энергии, потребляемой в различных устройствах и подсистемах электрического транспорта, нашли внедрение на ряде предприятий городского электрического транспорта в городах Барнауле, Красноярске и Новосибирске.

Комплекс организационно-технических мероприятий, моделирующий алгоритм и компьютерные программы, отображающие и описывающие процесс функционирования транспортных средств во взаимодействии с другими подсистемами ЭТ, использованы Управлением пассажирских перевозок при организационном структурировании перевозочного процесса в г. Новосибирске.

Материалы диссертации, касающиеся анализа и расчета электромагнитных процессов в импульсных системах следящего рекуперативно-реостатного торможения, описания математических моделей, используются в учебных дисциплинах для студентов направлений 551300 и 654500 "Электротехника, электромеханика и электротехнологии," а также магистрантов и аспирантов Новосибирского государственного технического университета.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на IV Международной конференции "Электротехника, электромеханика и электротехнологии" - МКЭЭ 2000 (IV International Conference on Electrotechnics, Electromechanics and Electrotechnology. ICEE -2000, Россия, Клязьма, 2000); Международной научно-технической конференции "Электромеханические преобразователи энергии" (Россия, Томск, 2001); 1-ом Российско-Корейском международном симпозиуме "Проблемы механотроники" (The 1-st Russian Korean International Symposium on Applied Mechanics, RUSKO-AM-2001, Россия, Новосибирск, 2001); III-ем, IV-ом, V-ом, VI-ом Российско-Корейских международных симпозиумах "Наука и технологии" (The 3-td, the 4-th, the 5-th, 6th Russia-Korea Inter. Simp, on Science and Technology - KORUS' 99, Россия, Новосибирск, 1999; KORUS' 2000, Republic of Korea, Ulsan, 2000; KORUS' 2001, Россия, Томск, 2001; KORUS' 2002, Россия, Новосибирск, 2002); третьей международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" АПЭП-96 (Third International scientific - technical conference "Actual Problems of electronic instrument engineering" APEIE-96, Россия, Новосибирск, 1996); V-ой, VI-ой международных конференциях "Актуальные проблемы электронного приборостроения" АПЭП-2000; АПЭП-2002 (the 5-, 6- International scientific - technical conference "Actual Problems of electronic instrument engineering" APEIE-2000, Россия, Новосибирск, 2000; APEIE-2002, Россия, Новосибирск, 2002); II-ой Всесоюзной научно-технической конференции "Пути экономии и повышения эффективности использования электроэнергии в системах электроснабжения промышленности и транспорта" (Смоленск, 1987); научно-технической конференции "Энергетическая электроника на транспорте" (Севастополь, 1990); международной научно-практической конференции "Практика

внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий на подвижном составе ГЭТ" (Уфа, 2002); Всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Электрификация-2000" (Красноярск, 2000); научно-технической конференции "Потенциал железнодорожного образования и науки на рубеже XXI века - ТрансСибВуз - 2000" (Омск, 2000); Всесоюзной научно-технической конференции "Современное состояние и перспективы развития новых специализированных видов транспорта, СПЕЦТРАНС-85" (Москва, 1985).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 63 работы, в числе которых 38 статей, 7 авторских свидетельств и свидетельств на полезную модель, 10 тезисов докладов на конференциях, 8 отчетов по НИР.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 321 наименования и 4 приложений. Общий объем диссертации 385 страниц текста, включая 109 рисунков и 18 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана преемственность проводимых исследований с фундаментальными результатами по проблемам энергосбережения и повышения эффективности ее использования на электрическом транспорте, полученных в научных школах МЭИ(ТУ), МГУПС(МИИТ), ПГУПС(ЛИИЖТ), ОмГУПС (ОМИИТ) и др. Отражена научная проблема, актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, описаны методы исследований. Приведены основные положения, выносимые на защиту, изложены сведения о научной значимости и практической ценности, реализации и апробации работы.

В первой главе рассмотрены аспекты развития концепций импульсных систем следящего рекуперативно-реостатного торможения, энергетика этого процесса и предложены методы и средства повышения эффективности процесса преобразования энергии рекуперативного торможения.

С актуальной проблемой энерго- и ресурсосбережения связаны вопросы энергетической эффективности технологических процессов всей системы электрического транспорта. Однако, в первую очередь, это относится к ЭПС, где происходит непосредственное электромеханическое преобразование кинетической энергии ТС в электрическую энергию при рекуперативном торможении.

Для оценки запаса кинетической энергии в ЭПС, при заданных условиях движения, в работе введено понятие коэффициента запаса К3, представляющего отношение кинетической энергии Ак, накапливаемой в процессе разгона, к полной работе Адв, совершенной тяговыми электродвигателями на участке разгона:

В табл. 1 приведены значения К3 для различных циклов работы троллейбуса, полученные на модели тяговых расчетов.

Современные транспортные средства циклического действия, как видно из табл. I, имеют большой резерв кинетической энергии, использование которой путем рекуперативного торможения может дать значительный экономический эффект. Основной принцип современной электрической тяги базируется на использовании электроподвижным составом "готовой" электроэнергии от общей сети,

Таблица 1

Изменение коэффициента запаса К3 кинетической энергии троллейбуса при различных циклах его работы

Длина пути цикла, м Скорость начала торможения, км/ч

20 30 40 50 60 70

200 0,338 0,531 0,674 0,761 - -

250 0,296 0,480 0,626 0,737 0,836 -

300 0,254 0,431 0,578 0,713 0,755 -

350 0,231 0,394 0,548 0,661 0,729 0,839

400 0,210 0,359 0,519 0,610 0,703 0,760

450 0,191 0,321 0,480 0,582 0,688 0,731

500 0,178 0,295 0,454 0,564 0,652 0,712

вырабатываемой крупными стационарными электростанциями и всё развитие современной электроэнергетики и новые научные открытия в этой области позволяют утверждать, что принцип внешнего электроснабжения ТС является прогрессивным и должен сохраниться в будущем, т.к. именно этот принцип определяет важнейшие преимущества электрической тяги.

Когда большое количество ТС связано единой сетью питания, как на ГЭТ, то вероятное число подвижных единиц (ПЕ), находящихся в режиме торможения, может совпадать с числом разгоняющихся, тогда принципиально возможна отдача в контактную сеть энергии, выделяемой при торможении и использование её для разгона другими ПЕ. На рис. 1 представлена обобщенная структурная схема преобразования кинетической энергии ЭПС. Возвращаемая в контактную сеть (КС) электрическая энергия, вырабатываемая электромеханическим преобразователем (ЭМП), в качестве которого может быть один или несколько тяговых электродвигателей, потребляется другими ПЕ, находящимися в режиме тяги (разгона) в одной фидерной зоне. При отсутствии в КС потребителей энергии рекуперации в виде других ПЕ или недостаточном её потреблении, эта избыточная энергия может аккумулироваться в различных накопительных устройствах, например, статических (СН) или инерционных (ИН) накопителях .

В настоящее время для систем импульсного управления ТЭД наиболее широко используются тиристорно-импульсные преобразователи (ТИП); однако следует отметить, что в последнее время всё активнее используются подобные устройства на силовых модулях на базе биполярных транзисторов с полевым затвором (IGBT-модули) в паре с высокочастотными диодами и такие известные разработки французско-британской фирмы GEC Alsthom, как "интегральный вибропреобразователь нового поколения" - Onix.

Не рассматривая всех аргументов, обусловивших применение различных существующих схем СРРТ, отметим одну общую, присущую им особенность, когда источник рекуперации (под которым в дальнейшем будем понимать ТЭД или группу двигателей, работающих в генераторном режиме) связан с источником питания через силовой неуправляемый вентиль - диод. Это порождает ряд серь-

КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ТС

тт

эмп

КС

СН N

ё е

ИН *

СН

ИН

тэп

и

тэп мнэ

смнэ дмнэ

тнэ

тмп

ВА

'И"

ПЭС

ГА

им

Рассеивается в окружающую среду

Рис. 1. Структурная схема преобразования кинетической энергии транспортного средства при торможении

езных недостатков, основными из которых являются следующие:

- ограниченный диапазон скоростей рекуперативного торможения;

- низкая эффективность процесса рекуперации;

- плохое использование динамических характеристик ТЭД;

- срыв процесса электрического торможения при КЗ в контактной сети;

- нестабильность характеристик СРРТ после отключения дополнительного резистора.

При наличии неуправляемого вентиля в цепи рекуперации управление процессом СРРТ возможно осуществлять только по напряжению источника питания, не обеспечивая при этом функцию контроля по току ТЭД, что и порождает отмеченные выше недостатки.

На рис.2 представлена упрощенная электрическая схема СРРТ, где в цепь рекуперации введено устройство рекуперативного торможения УРТ, способное в любой момент прервать процесс рекуперации, если ток ТЭД превысил заданные пределы, и вновь возобновить процесс при восстановлении заданных условий по току. При таком способе управления процессом СРРТ исключаются указанные выше недостатки, присущие существующим системам следящей рекуперации. В зависимости от способа управления УРТ в данной главе рассмотрены два способа осуществления СРРТ - релейный и фазовый способы управления, в дальнейшем, соответственно РСУ и ФСУ, приводятся разработанные алгоритмы управления для каждых из этих способов.

Согласование параметров ТЭД и источника питания является важным фактором в обеспечении требуемых рабочих характеристик СРРТ при заданных условиях работы. Наличие особых условий работы тяговой сети, допускающей изменение в широком диапазоне рабочих напряжений, и повышение тяговых нагрузок при значительной их неравномерности обусловили проблему более эффек-

и

V vsт

УРТ

У\7

тап

- о-

6

Рис. 2. Электрическая схема СРРТ со звеном управления в цепи рекуперации

тивного электромеханического преобразования и распределения энергии рекуперативного торможения и актуальность задачи совершенствования методов и средств исследования электромагнитных процессов.

Вторая глава посвящена исследованию электромагнитных процессов для разработанных в работе релейного и фазового способов управления процессом следящего рекуперативно-реостатного торможения.

Несмотря на активное развитие в последнее время импульсных систем управления, выполненных с применением силовых ГСВТ - транзисторов и СТО -тиристоров, большой вес в объеме производства ЭПС сохраняют электроприводы постоянного тока с тиристорно-импульсными системами управления. Все выполненные исследования импульсных систем на основе ГСВТ транзисторов показывают, что при этом получается более простой силовая электрическая схема электронного преобразователя, и упрощается анализ электромагнитных процессов в нем.

Электромагнитные процессы в таких преобразователях могут рассматриваться как частный случай более сложных электромагнитных процессов, протекающих в тиристорно-импульсных системах с коммутирующими контурами принудительного запирания тиристоров. В этой связи, в диссертационной работе основной упор делается на рассмотрение электромагнитных процессов для более сложных в структурном построении, тиристорно-импульсных систем рекуперативно-реостатного торможения. Электромагнитные процессы в системах на ГСВТ - транзисторах вырождаются, как показано в работе, в частный случай протекания электромагнитных процессов в тиристорно-импульсных СРРТ при пренебрежении в последних процессами перезаряда в коммутирующих ЬС - контурах. В работе отмечаются отличительные особенности при определении токов и напряжений рекуперативного процесса в системах на ГСВТ - транзисторах.

В подавляющем большинстве исследований, посвященных анализу электромагнитных процессов в импульсных системах управления ТС, ток в цепи ТЭД рассматривается идеально сглаженным, а процесс перезаряда коммутирующего конденсатора вообще не принимается в расчет, хотя длительность перезарядного цикла может составлять, например, при частоте регулирования / = 800 Гц (0,20...0,25)7' от периода импульсного регулирования. Такой подход приводит к

существенной погрешности при расчетах параметров и выборе элементов импульсных систем и требует корректировки в практической деятельности.

Исследования квазистационарных электромагнитных процессов, под которыми здесь понимаются процессы колебания тока в двигателе при постоянной, в пределах импульсного регулирования Т, скорости ЭПС - V и ЭДС вращения ТЭД - Е, выполнены при следующих допущениях: среднее значение напряжения на индуктивности в квазистационарном режиме должно быть равно нулю; среднее значение тока конденсатора импульсного преобразователя при пульсации напряжения на нём также равно нулю; потерями энергии в коммутирующем конденсаторе и полупроводниковых приборах пренебрегаем, т.к. такие потери не превышают 1.. .2% от мощности номинального режима работы.

Исследования рассматриваемых в работе электромагнитных процессов выполнены с использованием метода последовательных припасовок. В результате решения системы дифференциальных уравнений, описывающих квазистационарные электромагнитные процессы в каждом отдельно взятом интервале времени, на которые разбиваются кривые изменения тока ТЭД и напряжения на элементах схемы за один период импульсного регулирования, определяются граничные условия, которые принимаются за начальные для описания электромагнитных процессов в последующих интервалах. По результатам исследования процессов во всех расчетных интервалах времени выстраивается математическая модель решения полученных трансцендентных уравнений, однозначно определяющих электрические величины и параметры системы электрического торможения.

В соответствии с рассмотренным алгоритмом управления режимом СРРТ при релейном способе управления период импульсного регулирования разбивается на четыре характерных расчётных интервала времени. Диаграммы, иллюстрирующие процесс изменения тока ТЭД и напряжения на Сд за один цикл импульсного регулирования, показаны на рис.3.

При рекуперативном торможении необходимо, чтобы среднее значение тока ТЭД соответствовало заданному 1Х+ 1г + /3 + + и = / < 1ЗД. Сумма средних значений токов /]... /4 за каждый расчетный интервал Л/|...Л?4 определяет среднюю величину тока за период импульсного регулирования и соответствует выражениям:

Рис.3. Диаграммы изменения напряжения на С* и тока двигателей при релейном способе управления СРРТ

л-4«'2г

щ

10<О-

+ ^] вЦог,) - (+ а>Кй I соз(<а?!)

X

а1

ъ

А

2г

2г;

2г

1-е Т

(2)

(3)

Г-<2-2р 1-е г

(5)

(6)

В соответствии с рассмотренным алгоритмом осуществления РСУ, когда параметры тока ТЭД и напряжения на входном фильтре не превышают заданных пределов, в последующем периоде Т осуществляется процесс рекуперации (на рис.3 изменение Щ показано пунктиром), в противном случае - реостатного торможения. Для фазового способа управления также были проведены исследования электромагнитных процессов и получена математическая модель расчета процессов в импульсной системе СРРТ.

На основании полученных результатов представляется возможным рассчитывать с высокой степенью точности параметры и величины токов и напряжений в системе СРРТ. Компьютерная реализация разработанных математических моделей расчета электромагнитных процессов позволяет определять рекуперируемую в контактную сеть электроэнергию при рассмотренных способах СРРТ и

оценивать эффективность всего

А,

кВт-с

200

процесса рекуперативного тормо-жения.На рис 4 представлены результаты расчета энергии рекуперации для трамвайного вагона КТМ 71-619 в зависимости от скорости начала торможения, рассчитанные для разработанных способов и существующего способа управления (ССУ) процессом рекуперации. Анализ результатов ис-

20 40 60 У,км/ч следований показал: Рис.4. Значения энергии рекуперации 1 .Разработанные математиче-

вагона КТМ 71 — 619 При торможении ские методы исследования элек-

тромагнитных процессов в импульсной системе СРРТ направлены, в первую очередь, на дальнейшее развитие и совершенствование теоретических принципов анализа и синтеза процессов рекуперации с учетом пульсации тока ТЭД и длительности перезарядного цикла коммутирующего конденсатора.

2.Разработанная компьютерная реализация математических моделей расчета электромагнитных процессов позволяет с высокой степенью точности определять энергетику всего процесса рекуперации и доказывает значительную эффективность предложенных способов осуществления процесса СРРТ,повышающих на 40...50 % возврат электроэнергии в КС.

3.Полученные результаты представляют практическую значимость при разработке и создании энергосберегающих технологий в сфере производства, модернизации и эксплуатации устройств и систем ЭПС.

В третьей главе электрический транспорт рассматривается как сложная техническая система, функционально состоящая из ряда подсистем и субподсистем, и дается математическое описание процессов функционирования образующих систему звеньев с учетом их взаимного воздействия и влияния случайных факторов. Существующие исследования процессов в системе электрической тяги обычно рассматривают явления в отдельных элементах системы или, в лучшем случае, в двухэлементных звеньях, при этом не учитываются многочисленные случайные факторы (СФ), в действительности сильно влияющие на систему в целом. Так как колебания тяговых нагрузок поездов и их взаимные перемещения носят в значительной степени случайный характер, а режимы функционирования подсистемы электроснабжения (ЭС) тесно связаны с размерами движения ЭПС, которые, в свою очередь, определяются процессом организации управления движением (ОУД) на линии, то необходимо уметь реально определять изменяющиеся и перемещающиеся нагрузки, токи секций и фидерных линий, падения напряжения и потери мощности в тяговой сети. Детерминированные методы подхода, как показали исследования, содержат значительную ошибку (30...50 %) при определении указанных параметров.

Описание процессов движения ТС выполнено для трехранговой субподсистемы "ЭПС - ОУД - ЭС" в виде развернутой математической модели, позволяющей определять плотность поездов на линии, токовые нагрузки, потери мощности и прогнозировать эффективность использования энергии рекуперации в тяговой сети с учетом функциональных связей и многих случайных факторов, оказывающих значительное воздействие на подсистему.

Движение электроподвижного состава ГЭТ, повторяясь многократно в одинаковых условиях (тип ЭПС, профиль и план пути, длина участка и т.д.), каждый раз протекает по разному т.е. является случайным процессом (СП). Известно представление чисел поездов на участке случайной величиной (СВ) с гипергеометрическим и биноминальным распределением вероятностей, выполненное при условии движения поездов только по ниткам графика с равной и постоянной скоростью движения при неизменном их числе на участке, расположенных через равные промежутки времени, а все графики движения равновероятны. Такие допущения для ГЭТ являются некорректными, не отражают адекватно характер движения и будут приводить к недопустимо большой погрешности в расчетах.

В данной работе показано и обосновано распределение чисел поездов на участке, подчиняющихся нормальному закону и Эрланга. Исследования интервальных характеристик при движении трамвая и троллейбуса показывают, что их распределения чаще всего отвечают неполной Гамма-функции. Плотность и функция распределения для интервалов движения в этом случае получают вид:

т

■У*"'-е"";

(7)

р*"1 -е" -сЦ,

(8)

где Я и к- параметры распределения, определяемые по формулам:

1 -у 1~У /пд где у - отношение средней плотности поездов по к наибольшей допустимой пд по условиям движения;

J—текущее значение интервала движения;

./а - интервал, допустимый по условиям пропускной способности;

Змакс - максимальный интервал, определяемый при усечении распределения на вероятности Р(1)=0,999;

Г(к) - полная Гамма-функция.

Исследования движения троллейбусов, выполненные в г. Новосибирске и в г. Барнауле на реальных участках тяговой сети, по которым проходят несколько маршрутов (от четырех до шести), позволили получить статистические выборки для времени остановок и межпоездных интервалов. Обработка статистических рядов проведена в системе относительных единиц, т.е. значение СВ делится на оценку математического ожидания = Г, /м,; в этом случае для любой СВ - т,. = 1, что позволяет все СВ свести к одному масштабу и облегчает поиск общих закономерностей. Гистограммы и статистические функции распределения для времени остановок гв и интервалов движения приведены на рис. 5 и рис. 6. Оценка соответствия статистических данных выравнивающей функции

Л

0,3 0,25 0.2 0,15 0,1 0,05 0

/ N \

( \

Ж

7 г

Я 1,2

оа 0.6 0,4 02 о

— —

,1

/ -

/ А "та. =0 .04 4

о 0,2 0,4 0,6 0.8 1 1.2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 0 0.2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,8 18 2 2,2 2.4 I.

Рис.5. Графики плотностей и функций распределения времени остановок

1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 О

Л1 пах 0, 344

П

А /г * 1

/У

0 0,411 0,823 1,21 1,62 2,03 2,43 ¡' о 0,411 0,823 1,21 1.02 2,03

Рис.6. Графики плотностей и функций распределения межпоездных интервалов

выполнена по критериям Пирсона ^ и Колмогорова Я. Положительные значения полученных коэффициентов асимметрии и эксцесса говорят об островершинности кривой распределения и смещения моды СВ в сторону меньших значений в сравнении с математическим ожиданием. Эти свойства кривой характерны для Гамма-распределения и хорошо согласуются с выполненными теоретическими исследованиями. Приведенные описания размеров движения поездов законами распределения случайных величин позволяют получить их вероятностные характеристики.

Более обоснованным является рассмотрение движения поездов как потока событий. Основными свойствами потока событий являются: ординарность, отсутствие последействия, стационарность. Применительно к рассматриваемой задаче, как было показано, отсутствие последействия не всегда выполняется. Последействие имеет место, так как это связано со скоростью движения следующих друг за другом поездов. Наличие последействия вытекает также из показанной нормированной корреляционной функции. Таким образом, если межпоездные интервалы близки к /д, то поток имеет последействие и определяется, как потоки Эрланга и Гамма-потоки в соответствии с видом распределения интервалов.

Как показали исследования, поток поездов соответствует требованиям простейшего потока, если интервалы между поездами ^ > что соответствует в действительности при одном или двух маршрутах на участке КС. В большинстве случаев количество маршрутов на участке КС является более высоким. Поэтому взаимные их наложения уменьшают временные интервалы между поездами, а если к этому добавить случайное размещение поездов на секции и наложение маршрутов других видов транспорта, то в результате поток поездов на участке уже не может соответствовать Пуассоновскому.

Числа поездов в рассматриваемом интервале времени х будут иметь распределение Эрланга, для которого плотность распределения чисел поездов на участке равна:

1

-я0-и

(9)

Числа поездов, как случайные величины, определяются по выражениям:

Щп] = Л-г = л0; Ди]=|(л-п0)2

■п^-е

-по-п/

■ ап-

*+1

(Лт)2. (10)

(к — 1)! к Таким образом, число поездов на участке характеризуется средним числом п0 и эффективным — п3. Коэффициент эффективности в поездах: „2 „.2 , _2 _2

эл - —-

2 тя2 * *

«0 ""я

В относительных единицах К = X и (9) принимает вид:

К*

-1-я.

•и. • е ,

(Н)

(12)

(*-1)!

где п. - число поездов в относительных единицах.

Представление движения поездов на участке случайным процессом позволяет учитывать в электрических расчетах подсистемы электроснабжения колебания и характер изменения нагрузок, вызываемых ЭПС. Полученные закономерности описания процессов функционирования поездов на маршрутах транспортной сети позволяет моделировать вероятностные графики движения поездов. С помощью разработанного в работе моделирующего алгоритма можно получать различные вероятностные графики движения. На рис. 7 и рис.8 приведены один из /, км 04 1,72

0,00

10 15 20 25 30 35 40 45 50'.мин

Рис.7. Вероятностные графики движения поездов, реализуемые моделью

вариантов реализации модели и его фрагмент. Использование полученного математического описания процесса функционирования поездов позволяет:

1. Выполнить комплексную оценку режимного состояния субподсистемы "ЭПС - ОУД - ЭС" с использованием многочисленных случайных факторов, что позволяет адекватно отражать функциональные процессы в системе электрического транспорта и что нельзя, практически, достичь существующими методами детерминированного подхода.

2. На практике прогнозировать интервальные характеристики движения и числа подвижных единиц на секции тяговой сети и с достаточной точностью определять параметры работы подсистемы ЭС: токи линий, фидеров и тяговых

подстанций, колебания токов тяговых нагрузок, падения напряжения и потери мощности в контактной сети.

/,км О, 1.32

02 0.84

О, 0.50

0.00

/

///

// ч

2.7 4.1 5.5 6.9 8.3 9.7 11,1 *,мин Рис. 8 . Фрагмент вероятностных графиков движения поездов

3. Создать моделирующий алгоритм, с помощью которого можно получать различные вероятностные графики движения ЭПС, что позволяет прогнозировать процесс движения и оптимизировать расписания движения транспортных средств с целью снижения общего потребления энергии.

4. Выполнить оценку актов рекуперативного торможения и определить эффективность

использования энергии электрических торможений другими ТС, находящимися в одной подстанционной зоне.

В четвертой главе на основе ранее разработанного математического описания функциональных действий системы электрического транспорта с помощью потоков событий и моделирования вероятностных графиков движения ЭПС, решается задача повышения эффективности использования энергии рекуперативных торможений и рассматриваются методы и средства, направленные на снижение потерь энергии в тяговой сети.

Разработанное описание процессов функционирования ЭТ и моделирование вероятностных графиков движения ЭПС позволяют решать задачи оценки степени использования для тяги токов рекуперации. Эффективность использования рекуперируемой энергии будет определяться вероятностью совпадения режимов тяги и торможения для поездов, находящихся в одной фидерной зоне, и от выходных характеристик рекуперирующего поезда, обеспечивающего параллельно с подстанцией питание тяговой нагрузки. Для исследования этих вопросов необходимо выполнить оценку режимов тяги и торможения ПЕ с учетом случайных факторов, вызывающих изменение характеристик ЭПС и КС.

Внешняя характеристика генератора энергии при торможении ПЕ в режиме рекуперации и р\1 р) должна быть согласована с характеристиками тяговой сети ис(1л). Это необходимо выполнить для обеспечения параллельной работы источников энергии на общую нагрузку.

Для получения связей между напряжениями источников питания и рекуперации (1/п и ир) была получена внешняя характеристика источника рекуперации, определяемая выражением (13), которая зависит от многих факторов, в том числе от параметров тяговой сети и координат ПЕ, находящихся в режимах тяги и рекуперации, уровней напряжения на шинах тяговой подстанции

Урн =ип +г\1р •(/„„ ■/,)-/„•*,,,] , (13)

где К: - скорость изменения тока рекуперации, А/с; !р - текущее время рекуперации от начала торможения, с; 1рн - начальный ток рекуперации, А; 1р=хт+хр;

хт,хр - соответственно, текущие координаты расстояния от питающего фидера

и от источника рекуперации до потребителя энергии, м.

При средних значениях тягового тока lm- const получены внешние характеристики тяговой сети UC(I„) с учетом режима рекуперации, вид которых показан на рис. 9.

ис

ALL

In/2

In,

U2

Im

AUm

Рис. 9. Внешние характеристики тяговой сети при 1т=сот1 и источнике питания неограниченной мощности

Одним из эффективных методов повышения эффективности использования энергии рекуперативных торможений в тяговой сети ГЭТ является перевод секции КС на двустороннее питание, при этом под-станционная зона

расширяется до 9... 12 км. Соответственно в районах питания двух подстанций (1=9 км) увеличивается число поездов до л=10 при 7=6 мин , а вероятность рекуперативных торможений достигает 0,6. При снижении интервала движения до J= 4 мин все акты электрических торможений могут быть рекуперативными. На рис. 10 представлены вероятностные графики актов рекуперации в тяговой сети для межподстанционных зон при одностороннем и двустороннем питании.

Для перевода тяговой сети (ТГС) с одностороннего питания на двустороннее и повышения защищенности КС от токов короткого замыкания целесообразно на секционных разделах применять автоматические посты секционирования (АПС) или переводить секции ТГС на двустороннее питание с помощью системы электроснабжения двойного напряжения (СЭДН). В работе рассмотрены оба этих способа и дана их схемная реализация.

Потери мощности в секции ТГС определяются как математическое ожидание:

АР = «0 -[АГ(ДР,) + Щ-М(АРг)}, (14)

где АР1 и АР2 - потери мощности, обусловленные токами при движении поездов и равномерно распределенными токами тяговой сети.

При среднем числе поездов п0 для секции с односторонним питанием потери мощности равны:

/2

-

Р 0,8 0,6 0,4 0,2

0 4 5 6 7 1,мин Рис. 10. Вероятности актов рекуперации:

1- при одностороннем питании

2- при двустороннем питании

АР' =

/о-ир-г-/ 12

(l + ib.). (15) "о

В случае двустороннего питания секции:

АР"

12

1К

.(l+±*î.). (16) "о

Для сравнения рассматриваемых вариантов введем понятие коэффициента эффективности схем питания и3

„ + (17)

3 АГ Ч+ЪК1 К )

Для разных межпоездных интервалов и значений коэффициента эффективности поездов, соответствующего реальным условиям движения, определены среднее число поездов на фидерной зоне и коэффициент эффективности схемы питания V,; результаты расчетов занесены в табл. 2.

Данные расчетов п0 и к, Таблица 2

№ п/п Обозначение и размерность величин Значения величин

1 J, мин 1 2 4 6 8 10 15

2 п0, поезд 21,2 10,6 7,1 3,5 2,6 2,1 2,4

3 0,92 0,87 0,82 0,78 0,76 0,75 0,73

В реальных условиях интервалы между поездами составляют ./=4... 10 мин, тогда из приведенных данных в табл. 2, при двустороннем питании потери мощности составляют 78...82% от потерь мощности в схемах одностороннего питания. Оценку КПД тяговой сети с учетом схем питания можно определить:

Пп = „ , (18)

Ро+АР-У,

где Р0 -средняя мощность поездов в межфидерной зоне.

Для схемы одностороннего питания АР рассчитывается по формуле (15), а для двустороннего питания секции - по (16). Расчеты показали, что КПД тяговой сети при двухстороннем питании секции возрастает на 1,5...2 %, что является достаточно эффективной мерой по обеспечению энергосбережения.

Приведенный анализ потерь мощности при двустороннем питании секции TTC выполнен при условии эквипотенциальное™ питающих пунктов. Однако разность величин напряжений питающих фидеров может снижать эффект двустороннего питания секции. В этой связи возникает задача оценки предельной величины разности напряжений, при которой ещё эффективно двустороннее питание. Для этого рассмотрим процессы в схеме замещения реальной системы двустороннего питания секции тяговой сети на рис. П.

_I

R, *

Л.

Л

Т Л,

0

1-х

Rn

Ф,

12

Ф

Рис. 11. Схема замещения системы при двухстороннем питании секции

(21)

Для представленной схемы замещения рассчитаны токи линий и потери мощности при двустороннем питании секции с учетом разности напряжений питающих фидеров. Математическое ожидание потерь мощности равно:

1); (19)

(20)

где Ки - коэффициент асимметрии питающих секцию напряжений.

Потери мощности в ТГС с учетом разности питающих напряжений:

12 [ «о

Из условия равенства потерь мощности в схемах одностороннего и двустороннего питания секций ТГС определяется коэффициент асимметрии питающих секцию напряжений. Из этого условия следует К* - 2 ; а К„ = 1,41.

Таким образом, оценку допустимой разности величин питающих напряжений при двустороннем питании секции ТГС можно выполнить в соответствии с неравенством:

Щх-ид!ит-иа*\А\. (22)

В реальных условиях, чтобы выполнить условие (22), различие напряжений на питающих шинах (первичные шины) смежных тяговых подстанций должно составлять 980...1000 В, что практически не встречается. Результаты выполненных исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Вероятность режимов рекуперации на ПЕ при существующих схемах тяговой сети и максимальных размерах движения не превышает 0,4, т.е. из 10 актов торможения только 4 могут быть рекуперативными.

2. Переход к схемам двустороннего питания значительно увеличивает длину подстанционной зоны, что помимо потерь электроэнергии, значительно повышает эффективность использования энергии рекуперативных торможений, т.к. при одинаковой интенсивности движения в 3...4 раза возрастает число ПЕ в фидерной зоне КС и значительно повышается вероятность совпадения актов рекуперации и тяги. А при определенных межпоездных интервалах, например при J<A мин. все акты электрических торможений могут быть рекуперативными.

3. Методы расчетов и полученные новые соотношения могут использоваться в инженерной практике при анализе режимов ТГС и разработке систем рекуперативного торможения на ЭПС.

В пятой главе представлено дальнейшее развитие теории схемы Скотта применительно к многопульсным выпрямительным устройствам, предназначенным для питания тяговой нагрузки постоянного тока. На основе модифицированной схемы Скотта разработан ряд схемных решений трансформаторных преобразователей числа фаз (ТПЧФ) для различных пульсностей ш=10, 12, 18, 30 выпрямленного напряжения. Выполнен анализ электромагнитных процессов в рассмотренных схемах ТПЧФ и дана оценка эффективности использования мощно-

сти и потерь электроэнергии в преобразующих устройствах. Разработана методика определения значений установленной мощности ТПЧФ, используемых в фазо-преобразующих устройствах.

Взаимное преобразование т-фазных симметричных уравновешенных систем напряжений, включая несимметричную, но уравновешенную двухфазную систему, может быть выполнено на двух однофазных трансформаторах, первичные обмотки которых соединены по схеме Скотта. На рис. 12 изображена принципиальная электрическая схема ТПЧФ, позволяющая сформировать девятифазную симметричную систему напряжений и при использовании девятифазного мостового выпрямителя получить на выходе восемнадцать пульсаций выпрямленного напряжения за один период. 'а Т1

ппппппппп

Рис. 12. Принципиальная схема девятифазного трансформаторного преобразователя на основе схемы Скотта 1 +1

а С +У

ивс/ ¡с \СА \ +у

/. 120/-» В/и щ, Г ■К.1200. \ иА\ А

п +1 и АВ 120°^; 1А

Рис. 13. Векторные диаграммы преобразователя числа фаз при активной нагрузке: первичной цепи -аи вторичных цепей - б

Векторные диаграммы первичной и вторичных цепей представлены на рис. 13. Для установления зависимостей токов первичной и вторичных цепей рас-

смотрены электромагнитные процессы в ТПЧФ. Пренебрегая токами холостого хода, уравнение магнитодвижущих сил трансформаторов записываются:

/Л-¡в^в-ЬЩ-1гЩ-Ьщ+ищ +15Щ + -

-¡№-19Щ=0; (23)

¡с^с +¡2^6+1ъЩ -ьщ-ЪЩ-ЬЩ -/№=0,

и для первичной цепи:

1А+1В+1С= 0. (24)

Для формирования на выходе ТПЧФ симметричной девятифазной системы напряжений, как это следует из векторных диаграмм, необходимо выполнить определенное соотношение между числами витков трансформаторов: ША=1ГВ = /л/3 = \¥-,Шх= 1,0 • 1Г';

(Г2 = РГ'-соб40°;Щ =Ж'-со880°;^4 = Ж'-совбО0; = 0"-соз2О°; (25)

\УЬ =»"-8т40°;^7 = 0"-зт8О°; Щ = (Г-втбО0; Ж9 = И-"-зт200.

Обозначив коэффициент трансформации через К-р-Ж'/УУ=211^/1!^ и, решая систему уравнений (23)...(25) для токов трехфазной сети, получим:

-(«И20°(/9 -/8)+ИИ40°(/3 -75)+с<М10°(/2 -/6))+-)=(/, -/7) _ 3 -V 3

—(«и20°(/3 - /2)+ .5ш40°(/6 - /8)+ сох 10°(/5 - /9))+ 4=(/4 -/,) (26)

_з 73 J

-(ки20°(/6 -/5)+ 5ш40°(/9 -/2)+«И10°(/8 -/3))+4=(/7 -/4) К1 .3 а/3 J

При симметричной активно-индуктивной нагрузке, например: = 1е~]20°; и = 1е~}61>°; /3 = /^100°;/4 =

= г

/с=/е

;/б=/е>|40°;/7=/е

„У"»»./

значения токов питающей трехфазной сети при Кт=1 составят:

-Ъ1ё

50° .

(27)

(28)

Таким образом, из выражений (27) и (28) видно, что симметричная девяти-фазная нагрузка полностью согласована с питающей трехфазной сетью, а токи этой сети образуют симметричную систему. Кроме того, ток в фазе трехфазной системы втрое больше тока девятифазной системы.

Разработана методика определения значений установленных мощностей и показано, что в ТПЧФ, формирующих т-фазные системы равных по величине напряжений, установленная мощность обмоток при обеспечении условия равенства протекающих токов, будет одинакова как в случае соединения обмоток в разомкнутые схемы, так и в случае соединения этих обмоток в замкнутые схемы.

Получены достаточно простые выражения, позволяющие определять в относительных единицах величину установленной мощности обмоток ТПЧФ, соеди-

ненных в разомкнутые и замкнутые схемы.

Выполненный анализ электромагнитных процессов показал:

1. При соединении вторичных обмоток трансформаторов Т1 и Т2 по модифицированной схеме Скотта применительно к многофазной нагрузке, как например, для многопульсных выпрямителей, приводит к равномерному распределению нагрузки между фазами и обеспечивает жесткий угол сдвига на выходе в 90°.

2. Проведенный анализ подтверждает, что ТПЧФ, выполненные по модифицированной схеме Скотта вполне могут быть использованы для питания мощной тяговой нагрузки в совокупности с многопульсными выпрямителями. Шестая глава диссертации посвящена теоретическим и экспериментальным

исследованиям многопульсных преобразовательных устройств с улучшенными энергетическими показателями для питания тяговой нагрузки постоянного тока.

Разработаны и исследованы схемы многопульсных выпрямительных агрегатов с 12-ти, 16-ти и 24-х кратной частотой пульсации, выполненные на ТПЧФ по модифицированной схеме Скотта. На рис. 14 представлена принципиальная электрическая схема 24-х пульсного выпрямительного агрегата, а принцип формирования векторов напряжений на вентильных обмотках ТПЧФ показан на рис. 15.

Для определения зависимостей, связывающих токи и напряжения первичных и вторичных цепей ТПЧФ и выпрямленных тока и напряжения в 24-х пульсном выпрямительном агрегате, выполнен анализ электромагнитных процессов. Пренебрегая токами XX, что вполне приемлемо для мощных ТПЧФ, уравнения МДС трансформаторов Т1 и Т2 записываются:

¡лГл- ¡в^в-¡„¡У„+ 1,гГГ„+ Г12И"12-

- ¡',31¥',3-¡„¡V, (29)

¿с!Гс-¡2,^2! + ГПН"2,-¡221У32+ ¡'22^22- !23(Г23+

+ ¡п^'п- 124}У24Н'241¥'24- 12^25^0. Кроме того, для первичной цепи имеем: ¡А+ ¡в+ /с=0. (30)

Решая систему уравнений (29) и (30) с учетом относительных чисел витков ТПЧФ: Цга = \Ув = 1¥; №с=4З-!У-, \У,, = ¥Г21 = 1У-,

Пг/, = (Г'п = ИГ1/ = 1У'1,=0,49б IV',■ Цг12 = Г',2 = 1Г22 = (У'22=0,633 И"; (31) Г/3 = ГГ/3 = ГГ]3 = №"„=0,303 IV'; ,4 = 1¥24=1У24=0,577 IV',

получим уравнения, связывающие токи первичной и вторичной систем:

2-Кт +0.303-

0.496-

+0633-

('и-

1и) + ^-('22-'22)

+ 0.577-

+ I м-

^-<0.496.

Ь,)

+0633-

('Ь-У+^-Й;

+ 0.303

+ 0.577'

+1 /

'«) +

Тз"Ч

(32)

Т1

и

юГ

К,,

<Г'„

П,

УУ,4

Т2

ГГс-

'С

Г»

»ч.

И7,';

К)

* ^

КР<

41

-й-

4»

к»,

-ен-

И>5

-Й-

3

нъ

»'г/

Чз

У1>6

ы-

УОп

52

II

4-

$7 37

га«'

УО,7

уо„

УОы

57

УО20

113

У&2_

1ц

-нэ-

УО,о

а

УО,5

уо21

+

г.

ко,

НО-

Рис. 14. Принципиальная электрическая схема выпрямления с 24-х кратной частотой пульсации

'с -'21)+0-63%п-Ъ)+0-30$}23-?23)+0.577{124(34)

Используя условие баланса мощностей в трехфазной питающей сети и на стороне выпрямленного напряжения получено выражение:

-кп

10).

(т . яЛ

• --8Ш- ■ т)

иТ

(35)

Для рассматриваемых структур неуправляемых многопульсных выпрямителей, созданных на основе ТТТЧФ с использованием источников ЭДС, сдвинутых по фазе ортогонально друг к другу, уравнение (35) является универсальным при любом числе пульсаций выпрямленного напряжения.

двадцатичетырехпульсной схеме выпрямления Гармонический анализ кривых сетевого тока выполнен программным методом с использованием разработанной программы Е>Л'1Х)_24р.ВА8. Применяя данную программу для разложения периодической функции в ряд Фурье при ¿¿=00, кривые вторичных токов вентильных обмоток ТПЧФ могут быть представлены в виде прямоугольных форм, из которых определяются множества функций, представляющих эти форкы. Для каждой вторичной обмотки ТПЧФ получается сумма синусоидальных функций, заменяющих реальные токи обмоток. Для каждой гармоники определяются значения первичных питающих токов, в результате чего получается ряд синусоидальных величин для каждой из трех фаз питающей сети.

На рис. 16 к рис. 17 представлены графики коэффициента мощности % и КПД 77 в многопульсных выпрямительных агрегатах на трансформаторах Скотта, а на рис. 18 и рис. 19 даны результирующие зависимости потерь мощности и значений энергетического КПД т]э= % • т] от числа пульсаций выпрямленного напряжения т для рассматриваемых многопульсных схем выпрямления. Другие результаты проведенного анализа для рассмотренных многопульсных схем выпрямления сведены в табл. 3.

1

0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91

0 0.1 0.2 0.3 0.4 05 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 12 Рис. 16. Характеристики коэффициента мощности

7П ДРв+ДРт. кВт

60 50

0 6 12 18 24

Рис. 18. Суммарные потери мощности ВА:

1 - на трёхфазных трансформаторах;

2 - на трансформаторах Скотта.

I 2 га = 16

г -«

л/ ш =24 --

— / у -

1

1

0.1 02 03 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Рис. 17. КПДмногопульсных выпрямительных агрегатов

Лэ

К„ 12

т

0 6 12 18 24 Рис. 19. Энергетический КПД ВА:

1 - на трехфазных трансформаторах; 2- на трансформаторах Скотта.

Таблица 3

Значения коэффициентов для многопульсных схем выпрямления

Число пульс, т Коэф. схемы Ксх Коэф. выпр. Б Коэф. искаж. Ки Коэф. несинус. Кг Коэф. формы Кф Коэф. накл. В АХ Ащ Коэф. уст. мощн. Ку

6 1,73 1,350 0,955 0,311 0,042 0,52 1,147

8 2,62 1,366 0,965 0,257 0,031 0,434 1,181

12 1,975 1,398 0,989 0,148 0,010 0,26 1,215

16 5,020 1,400 0,992 0,126 0,007 0,21 1,194

24 4,402 1,410 0,997 0,077 0,003 0,13 1,184

Выполненные исследования показали: 1. Суммарные потери мощности в многопульсных выпрямительных агрегатах, выполненных на основе трансформаторов Скотта ниже при пульсности 12, чем в аналогичных устройствах с использованием трехфазных трансформаторов. При пульсности т = 24 на выходе выпрямительного агрегата суммарные потери мощности снижаются на 11,2 %, а значение энергетического

КПД возрастает на 0,9... 1 % по сравнению с известной 24-х пульсной схемой выпрямления, выполненной на трехфазном трансформаторе с последовательным соединением четырех трехфазных выпрямительных мостов в цепи нагрузки.

2. Как видно из табл. 3, с увеличением числа пульсаций кривой выпрямленного напряжения улучшаются практически все параметры выпрямительного процесса и, что особенно важно, уменьшается коэффициент наклона внешней характеристики, а следовательно, более высоким и стабильным будет напряжение на выходе выпрямителя и будет выше напряжение в КС. Значит, при прочих равных условиях реализация одной и той же мощности ЭПС будет осуществляться при меньшем токе, что также существенно снижает потери электроэнергии в ТГС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты по теоретической и практической разработке проблемы, связанной с актуальностью энергосбережения и методов повышения эффективности процесса преобразования энергии в системе городского электрического транспорта состоят в следующем:

1. Предложена и развита концепция методов преобразования энергии рекуперативного торможения, синтезирована и сформирована структура преобразования, распределения и потребления рекуперируемой электроподвижным составом энергии. В рамках этой концепции разработаны принципы, существенно повышающие эффективность процесса следящего рекуперативно-реостатного торможения и обеспечивающие высокие динамические и энергетические показатели электроподвижного состава.

2. Решен комплекс мер и разработаны методы электромагнитных расчетов в импульсной системе следящего рекуперативно-реостатного торможения, направленные на дальнейшее развитие и совершенствование теоретических принципов анализа и синтеза происходящих при рекуперации процессов с учетом влияния таких факторов, как пульсации тока ТЭД и динамика процесса перезаряда коммутирующего конденсатора, пренебрежение которыми является некорректным и приводит к большой погрешности при расчетах.

3. Создана математическая модель аналитического исследования энергетических характеристик рекуперативного торможения , компьютерная реализация которой позволяет оценивать с высокой степенью точности эффективность всего процесса рекуперации. Показано практическое значение рассмотренных в работе методов осуществления процесса рекуперации, при которых, более чем на 50%, возрастает количество электроэнергии, рекуперируемой в тяговую сеть, и повышается динамика процесса торможения электроподвижного состава.

4. Проведены комплексные теоретические исследования, разработана и создана математическая модель, описывающая процессы функционирования трех-ранговой субподсистемы городского электрического транспорта на основе теории случайных процессов и с учетом функциональных связей, образующих субподсистему звеньев. Установлены факторы, влияющие на изменение энергетических режимов работы как отдельных звеньев, так и всей субподсистемы.

5. Разработан и создан с использованием современных инструментальных средств моделирующий алгоритм, позволяющий с учетом многочисленных случайных факторов моделировать различные процессы функционирования электро-

технического комплекса ГЭТ, рассчитывать и строить различные вероятностные графики движения транспортных средств и на их основе определять энергетические характеристики электроподвижного состава, тяговой сети и тяговых подстанций, что позволяет более адекватно оценивать режимы их работы.

6. Обоснован и разработан комплекс мер и технических средств для городского электрического транспорта, направленных на снижение потерь энергии при рекуперации и передаче ее к ЭПС и уменьшающих технологические потери мощности в тяговой сети, что позволяет повысить ее КПД на 1,5.. .2 процента.

7. Разработаны концепции построения многопульсных выпрямительных агрегатов для питания тяговой нагрузки постоянного тока и реализованы их принципиальные схемные решения на основе использования модифицированной схемы Скотта. Разработана теория и методы расчета электромагнитных процессов для созданных преобразовательных устройств; получены основные расчетные соотношения, связывающие токи и напряжения питающей трехфазной сети и цепей нагрузки. Получила дальнейшее развитие теория схемы Скотта применительно к многопульсным выпрямительным агрегатам.

8. Проведенные комплексные исследования и сравнительная оценка энергетических показателей разработанных многопульсных схем выпрямления показали, что суммарные потери мощности ниже для выпрямительных агрегатов, выполненных на основе трансформаторов Скотта, при пульсности m>12, чем в аналогичных устройствах с использованием трехфазных трансформаторов. При пульсности m = 24 суммарные потери мощности снижаются на 11,2%, а значение энергетического КПД возрастает на 0,9... 1,0% в сравнении с известной 24-х пульсной схемой выпрямления, выполненной на трехфазном трансформаторе с последовательным соединением четырех трехфазных выпрямительных мостов в цепи нагрузки.

9.Материалы диссертации внедрены в ходе выполнения по заказам предприятий и организаций госбюджетных и хоздоговорных НИР, связанных с разработкой и модернизацией импульсных тяговых электроприводов. Внедрение на городском электрическом транспорте новых способов управления рекуперативным торможением способствует дальнейшему совершенствованию технологических процессов и энергосбережению. С помощью разработанных методов и алгоритмов, моделирующих функциональные действия транспортных средств, созданы системы Мониторинга электропотребления в отдельных звеньях транспортной системы. Все это в совокупности является решением комплексной и актуальной научно- технической проблемы, обеспечивающей высокоэффективное использование электрической энергии в системе городского электрического транспорта.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Слепцов М.А., Щуров Н.И. Методы и средства снижения потерь электроэнергии в субподсистеме электрического транспорта // Вестник МЭИ. - М.: МЭИ (ТУ). 2002. - № 5. - С. 65 - 70.

2. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И. Теоретические основы преобразования трехфазной системы токов в девятифазную // Электротехника. - 2000. -№11.-С. 41-43.

3. Ефремов И.С., Ершов Н.Е., Щуров Н.И. Методы расчета тормозного реостата

в импульсной системе следящего электрического торможения // Электричество - 1976.-№ 8. - С. 46 - 50.

4. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И. Преобразование трехфазной системы токов в девятифазную на основе двух однофазных трансформаторов // Промышленная энергетика. - 2001. - №5. - С.45 - 47.

5. Щуров Н.И. Теоретические основы преобразования энергии рекуперации при торможении электроподвижного состава // Научный вестник НГТУ.-Новосибирск: НГТУ. - 2002. - № 1(12). - С. 121 - 129.

6. Щуров Н.И. Вопросы энергосбережения в импульсных системах следящего рекуперативно-реостатного торможения электроподвижного состава // Научный вестник НГТУ. - Новосибирск: НГТУ. - 2000. - № 2(9). - С. 132 - 146.

7. Щуров Н.И. Совершенствование принципа преобразования энергии рекуперации на электроподвижном составе // Вестник Красноярского гос. техн. ун-та: Транспорт / Отв. Ред. В.Н. Катаргин. - Красноярск: КГТУ. - 2001. - Вып. 25.-С. 119-125.

8. Щуров Н.И. Энергосберегающий принцип рекуперации поезда и анализ электромагнитных процессов // Сб. научн. тр. НГТУ. - Новосибирск: НГТУ. - 2001. - № 2(24). - С. 95 - 102.

9. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И. Многопульсовые выпрямители с трансформаторным!? преобразователями числа фаз // Электрика. - 2001. - №9. -С. 25-28.

10.Щуров Н.И. Методы повышения эффективности использования электрической энергии в субподсистеме электрического транспорта // Вестник Красноярского гос. техн. ун-та: Транспорт / Отв. Ред. В.Н. Катаргин. - Красноярск: КГТУ. -2002,- Вып. 30.-С. 85-91.

П.Сопов В.И., Щуров Н.И. Эффективность использования энергии рекуперации при торможении подвижного состава // Совершенствование технических средств электрического транспорта. - Новосибирск: НГТУ. - 2001. - Вып. 2. -С. 126- 137.

12.Щуров Н.И., Головин А.М. Система бортового электроснабжения вагона на основе единичных преобразовательных модулей // Пути экономии и повышения эффективности использования электроэнергии в системах электроснабжения промышленности и транспорта: Тезисы докладов II Всесоюзной научной конференции. - М.: МЭИ. 1987. - С. 102 - 103.

П.Сопов В.И., Щуров Н.И., Топчиева Е.О. Моделирование пропускной способности тяговой сети и оценка перспективы применения систем электроснабжения двойного питания // Совершенствование технических средств электрического транспорта. - Новосибирск: НГТУ. - 2001. - Вып. 2. - С. 185 - 192.

14.Щуров Н.И. Проблемы осуществления процесса рекуперативного торможения на ГЭТ // Труды IV Международной конференции по физико-техническим проблемам электротехнических материалов и компонентов.- М.: Издательство ин-та электротехники МЭИ(ТУ) - 2001. - С. 233 - 235.

15.Щуров Н.И. Энергосберегающие технологии в системах рекуперативно-реостатного торможения // Совершенствование технических средств электрического транспорта. - Новосибирск: НГТУ. - 2001. - Вып. 2. - С .5 - 16.

16.Щуров Н.И., Сопов В.И., Калугин М.В., Никулин М.Ю., Храмченко В.А. Исследование процессов в субподсистеме электрического транспорта // Совершенствование технических средств электрического транспорта. - Новосибирск: НГТУ. - 2001. - Вып. 2. - С. 36 - 50.

17.Щуров Н.И., Прокушев Ю.А. Энергосберегающие технологии преобразования энергии рекуперации на электрическом транспорте II Электромеханические преобразователи энергии: Материалы международной научно-технической конф. - Томск: ТПУ. - 2001. - С. 38 - 39.

18.Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И. Установление соотношений токов в трансформаторном преобразователе трехфазной системы напряжений в пя-тифазную на основе двух однофазных трансформаторов // Сб. научн. тр. НГТУ,- Новосибирск: НГТУ. - 2000. - №3(20). - С. 69 - 74.

19.Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И. Двадцатичетырехпульсовое выпрямление с формированием веерной системы напряжений на специальных трансформаторах // Вестник Красноярского гос. техн. ун-та: Транспорт / Отв. ред. В.Н. Катаргин. - Красноярск: КГТУ. - 2001. - Вып. 25. - С. 119 - 125.

20.Щуров Н.И. Система тиристорного управления смешанным торможением электроподвижного состава постоянного тока // Автоматизированные электромеханические системы: Межвузовский сб. научн. тр. / Под ред. Г.П. Лы-щинского. - Новосибирск: НЭТИ. 1979. - С. 205 - 214.

21.Анализ схемных решений многопульсовых выпрямителей с трансформаторными преобразователями числа фаз / Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И., Циулина И.А. // Потенциал железнодорожного образования и науки на рубеже XXI века - «ТранСибВуз-2000»;Сб. трудов конференции. — Омск: ОмГУПС. - 2000. - С. 203 - 205.

22.Установленные мощности трансформаторных преобразователей числа фаз / Мятеж C.B., Ворфоломеев Г.Н., Щуров Н.И., Евдокимов С.А., Циулина И.А. // Материалы VI международной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения - АПЭП-2002", в 7 томах: - Новосибирск, 2002. -Том 6.-С. 118-124.

23.Оптимизация схемных решений трансформаторных преобразователей числа фаз для достижения их электромагнитной совместимости с питающей трехфазной сетью / Мятеж C.B., Ворфоломеев Г.Н., Щуров Н.И., Циулина И.А. // Научный вестник НГТУ.-2002.-№1(12).-С. 101 - 108.

24.1Цуров Н.И. Методы повышения эффективности преобразования энергии рекуперативного торможения // Материалы юбилейной научно-технической конф. ППС и инж.-техн. работников реч. тр-та и др. отраслей. Часть II. - Новосибирск: НГАВТ. 2001. - С. 45 - 46.

25.Кузнецов С.М., Щуров Н.И. Особенности разработки преобразователей для транспортных средств // Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП: Труды третьей междунар. научно-техн. конф. Силовая электроника. - Новосибирск: НГТУ. - 1996. - Том. 8. - С. 15 - 17.

26.Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И. Симметричные составляющие несимметричных многфазных электрических систем // Электроснабжение, энергосбережение, электрификация и автоматика предприятий и реч-

ных судов / Под ред. В. П. Горелова. - Новосибирск: НГАВТ. - 2001. -С. 122- 128.

27.Электромагнитные процессы в трансформаторном преобразователе трехфазной системы токов в пятнадцатифазнуго на основе двух однофазных трансформаторов / Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Циулина И.А., Щуров Н.И. // Электроснабжение, энергосбережение, электрификация и автоматика предприятий и речных судов: Под ред. В.П. Горелова. - Новосибирск: НГАВТ.-2001.-С. 152 - 158.

28.Двенадцатипульсовое выпрямление с преобразованием числа фаз на трансформаторах Скотта / Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Циулина И.А., Щуров Н.И. // Сб. научн. тр. НГТУ. -Новосибирск: НГТУ. - 2001,- №3(25).-С. 121 - 126.

29.Преобразование числа фаз на трансформаторах для многопульсовых выпрямителей / Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И., Циулина И.А. // Электромеханические преобразователи энергии: Материалы междунар. на-учно-технич. конф. - Томск: ТПУ. - 2001. - С. 38 - 39.

30.Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И. Пятифазный мостовой выпрямительный агрегат на основе схемы Скотта // Совершенствование технических средств электрического транспорта. Сб. научн, трудов - Новосибирск: НГТУ. -2001.-Вып. 2.-С. 29 -35.

31 .Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И. Многопульсовые выпрямители с трансформаторными преобразователями числа фаз // Электрификация металлургических предприятий Сибири. Томск: ТГУ,- 2000. Вып.9. -С. 163 - 172.

I 32.Головин A.M., Щуров Н.И. Применение современной базы силовой электро-

ники в энергетическом оборудовании электротранспорта // Совершенствование технических средств электрического транспорта. Сб. научн. трудов -Новосибирск: НГТУ. - 1999. - С. 54 - 63.

33.Косарев Г.А., Щуров Н.И. Исследование влияния режимов движения поезда на расход электроэнергии // Исследование работы электротехнических устройств скоростного пассажирского транспорта на магнитной подвеске с линейным тяговым приводом: Сб. научн. трудов ВНИИПИ гидротрубопровод. - М.: 1988. - С. 99 - 102.

34.Щуров Н.И, Головин A.M. Преобразователь напряжения для вагона метро на основе единичных модулей // Энергетическая электроника на транспорте: Тезисы докладов конференции. - Севастополь: СПИ. - 1990. - С. 82 - 83.

35.Щуров Н.И. Проблемы развития электрического транспорта // Проблемы и методы управления городским транспортом: Тезисы докладов научно-техн. семинара совещания Ассоциации Сибирско-Дальневосточных Городов (АСДГ). - Новосибирск: Из-во Мэрии. - 1996. - С. 95 - 97.

36.А.с. 1275725 СССР, МКИ Н02р5/06. Устройство для импульсного регулирования электродвигателя постоянного тока I A.M. Головин, Н.И. Щуров, В.В. Бирюков, С.М. Кузнецов. - № 3840700/24-07; Заявл. 11.01.85.; Опубл. 07.12.86. Бюл. № 45. - 4с.

37.А.С. 13435^18 СССР, МКИ Н02мЗ/10. Цифровое устройство для управления ти-ристорным преобразователем / А.М.Головин, Н.И. Щуров, С.М. Кузнецов,

А.Г. Галкин. - № 3892944/24 - 07; Заявл.07.05.85.; Опубл. 07.10.87. Бюл. №37.-4с.

38.А.С. 1410252 СССР, МКИ Н02р5/06. Способ управления электродвигателем / A.M. Головин, Н.И. Щуров, В.В. Бирюков,С.М. Кузнецов,- № 3875876/24 -07; Заявл. 01.04.83.; Опубл. 15.07.88. Бюл. № 26.- 4с.

39.Кузнецов С.М., Щуров Н.И., Головин A.M., Гущина A.M. Система бортового электроснабжения вагона на магнитной подвеске // Промышленный транспорт. - 1987. - № 11. - С. 9-11.

40.Байбаков С.Н., Галактионов Г.С., Кузнецов С.М., Щуров Н.И. Электроснабжение скоростной транспортной системы // Промышленный транспорт. -1980,-№9.-С. 22-23.

41. Schurov N.I. Estimation of consumption efficiency of recuperation energy in power net // Proc: The 1-st Russian Korean International Symposium on Applied Mechanics (RUSKO-AM - 2001) / Novosibirsk, Russia, 2001. - P. 177 - 179.

42.1nstalled power of a transformer-based phase converter/Myatezh S.V., Vorfolomeyev G.N., Schurov N.I., Evdokimov S.A., I.A. Tsiulina // Proc.: 2002 6th International conference on actual problems of electronic instrument engineering proceeding, APEIE-2002; in 7 Volume, Novosibirsk, 2002, Vol. 1. - P. 266 - 272.

43. 12-FIuctuation rectifying with transformation of number of phases on the basic of three single phase transformers / G.N. Vorfolomeev, S.V. Myatezh, N.I. Schurov, I.A. Tsiulina // Proc: The 1-st Russian Korean International Symposium on Applied Mechanics (RUSKO-AM - 2001). Novosibirsk, Russia, 2000,- P. 180 - 183.

44.Schurov N.I., Parakhnevich A.A. Board electrical power supply system on dis-cretic transforming modules //Abstr.: The Third Russian-Korean Intern. Simp, on Science and Technology (KORUS'99). Novosibirsk, Russia, 1999. - Vol.2. - P.726.

45.The Electro-magnetic thyristor converter of the numbers of phases and of frequency for a supply of the powerful single -phase electro -consumers / G.N. Vorfolomeev, S.V. Myatezh, S.S. Chemodanov, N.I. Schurov // Proc.: The 4-th Rorea -Russia Intern. Symp. On Science and Technology (KORUS"2000). Ulsan, Korea, 2000. - Vol.2. - P. 295 - 299.

46.Vorfolomeev G.N., Myatezh S.V., Schurov N.I. Eighteen - pulse rectifiers with a transformer converter of number of phases II Proc.: The 5-th International conference on actual problems of electronic instrument engineering proceedings (APEIE -2000). Novosibirsk, Russia, 2000. - Vol.4. - P. 101 - 103.

47.Power - Saving Multi -Pulse Rectifiers with the Transform Converters of the Phases Number / G.N. Vorfolomeev, S.V. Myatezh, N.I. Schurov, LA. Tsiulina // Proc.: The 5-th Korea-Russia Intern. Symp. On Science and Technology (KORUS'2001). Tomsk, Russia, 2001. - Vol.1. - P. 172 - 173.

48.Conversion of a 3- Phase AC Voltage to DC Voltage by a 90-Pulses Rectifier Unit / Vorfolomeev G.N., Shalnev V.G., Schurov N.I., Evdokimov S.A., Kilina E.S., Philipp V.B. H Proc.: The 6-th Russian-Korean Intern. Symp. on Science and Technology (KORUS'2002). Novosibirsk, Russia. 2002. - 7 - 400.

Подписано в печать 10.03.03. Формат 84x60x1/16 Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Печ.л. 2. _Заказ № /30_

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К.Маркса,20

» -5 76 7

ВВЕДЕНИЕ.

1. НОВЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕК -ВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ.

1.1. Энергетика процесса торможения транспортного средства.

1.2. Особенности импульсного регулирования процесса торможения электроподвижного состава

1.3. Новые методы и средства повышающие эффективность использования энергии рекуперации в импульсных системах торможения

2. РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ

2.1. Основные положения рассматриваемых квазистационарных электромагнитных процессов. 2.2 Анализ электромагнитных процессов в импульсной системе при релейном способе управления режимом следящего рекуператив-но-реостатного торможения.

2.3. Электромагнитные процессы при импульсном фазовом способе управления процессом следящего рекуперативно-реостатного торможения.

2.4. Компьютерная реализация математических моделей расчёта энергетических характеристик рекуперативного торможения.

3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ ПРОЦЕСОВ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА.

3.1. Анализ функциональных связей в подсистемах электрического транспорта.

3.2. Методы математического описания процессов функционирования транспортных средств.

3.2.1. Постановка задачи.

3.2.2. Методы описания размеров движения поездов детерминированными зависимостями.

3.2.3. Описание размеров движения поездов случайными величинами.

3.2.4. Движение поездов как случайный процесс.

3.3. Моделирование вероятностных графиков движения электроподвижного состава.

9 4. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО 161 ТРАНСПОРТА.

4.1.Эффективность использования энергии рекуперации при торможении электроподвижного состава.

4.2. Расчёты электрических величин в тяговой сети электрического транспорта при случайном характере изменения чисел поездов на линии.

4.3. Методы и средства снижения потерь электроэнергии в субподсистеме электрического транспорта.

4.4. Повышение эффективности использования энергии рекуперативного торможения.

5. ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧИСЛА ФАЗ

НА ОСНОВЕ СХЕМЫ СКОТТА. 5.1. Анализ схемных решений трансформаторных преобразователей числа фаз для многопульсовых тяговых выпрямителей и постановка задачи исследования.

5.2.0сновные принципы преобразования числа фаз по схеме Скотта

5.3. Пятифазный трансформаторный преобразователь на основе схемы Скотта.

5.4. Шестифазный трансформаторный преобразователь на основе схемы Скотта.

5.5. Девятифазный трансформаторный преобразователь на основе схемы Скотта.

5.6. Пятнадцатифазный трансформаторный преобразователь на основе схемы Скотта.

5.7. Расчёт установленной мощности трансформаторных преобразователей числа фаз. 6. МНОГОПУЛЬСОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА С УЛУЧШЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯ- 244 МИ ДЛЯ ПИТАНИЯ ТЯГОВОЙ НАГРУЗКИ.

6.1. Источник постоянного напряжения с двенадцатикратной частотой пульсации .~.

6.1.1. Постановка задачи.

6.1.2. Принципиальная электрическая схема и векторные диаграммы.

Ф 6.1.3. Анализ электромагнитных процессов.

6.1.4. Гармонический анализ.

6.2. Источник постоянного напряжения с шестнадцатикратной частотой пульсации.

6.2.1. Принципиальная электрическая схема и векторные диаграммы.

6.2.2. Анализ электромагнитных процессов.

6.2.3. Гармонический анализ.

6.3. Источник выпрямленного напряжения с двадцатичетырёх -кратной частотой пульсации.

6.3.1. Принципиальная электрическая схема и векторные диаграммы.

6.3.2. Электромагнитные процессы.

6.3.3. Гармонический анализ.

6.4. Оценка энергетических параметров многопульсовых выпрямительных агрегатов для тяговой нагрузки.

Актуальность проблемы. В связи с глобальной либерализацией энергорынка, энергетическая стратегия России предполагает, что цены на энергоносители будут расти всё обозримое время, как показывают прогнозы, с темпом 10 . 15 % в год, что вызовет рост энергетической составляющей затрат в энергоёмких отраслях промышленности и на электрическом транспорте в пределах 6 . 8 % ежегодно. В целом такая стратегия ориентирована на рост цен энергоресурсов и, в частности, электроэнергии до двух раз к 2010 году по сравнению с существующим уровнем. Это в значительной мере актуализирует необходимость критического рассмотрения принципов энергосбережения, как основного инструмента, в сфере деятельности электрического транспорта, который, по сути своей, является одним из энергоёмких и масштабных потребителей, а энергетическая составляющая затрат которого достигла критического уровня и составляет от 40 до 50-ти процентов.

В этих условиях перспективными направлениями повышения эффективности электрического транспорта (ЭТ) являются создание и внедрение новых современных технологий в области электроподвижного состава (ЭПС) и систем тягового электроснабжения, способствующих, в частности, снижению расхода электроэнергии, затрачиваемой на движение транспортных средств (ТС), внедрению энергосберегающих технологий, направленных на эффективное использование энергии рекуперативного торможения, полному использованию тяговых и тормозных свойств, заложенных при проектировании и создании ЭПС, а также широкое их внедрение в практику эксплуатации систем электроснабжения, обеспечивающих приём избыточной энергии рекуперации.

Разрабатывая новые и совершенствуя уже созданные системы и устройства электрифицированного транспортного комплекса необходимо и очень важно учитывать и анализировать взаимные связи происходящих в этих устройствах электрических и электромагнитных процессов.

В такой сложной технической системе, которую представляет электрический транспорт и которая состоит, в свою очередь, из ряда подсистем и субподсистем, попытка решить вопросы повышения эффективности устройств электрической тяги путем оптимизации работы каждого устройства в отдельности по независимым критериям, пренебрегая взаимными зависимостями режимов работы этих устройств, приводит к тому, что такая оптимизация не может дать наилучший результат как для отдельных подсистем так и системы электрической тяги в целом.

Адекватные решения можно получить, если исходить не из идеализированных процессов, происходящих под действием постоянных во времени нагрузок при данном режиме, а из реальных процессов с учетом как неизменных, так и случайных факторов, которые позволяют определить имеющиеся, но ещё не раскрытые резервы электрической тяги, использование которых значительно повысит её эффективность. Детерминированные методы решения, однозначно определяющие процесс по исходным данным должны быть дополнены при решении таких задач вероятностными и статистическими методами, позволяющими учесть влияние случайных факторов на ход процесса и его конечный результат, в частности для электрического транспорта, на использование электротяговых и тормозных свойств электроподвижного состава и на расход электроэнергии, затрачиваемой на движение транспортных средств.

К настоящему времени накоплен большой опыт по исследованию процессов преобразования энергии на электрическом транспорте. Вопросам разработки и совершенствования систем управления ЭПС, направленных на повышение эффективности использования электрической энергии и снижения её потерь в режимах тяги и электрического торможения посвящено большое количество работ. Значительный вклад в решение проблемы энергосбережения внесли ученые: Андерс В.И., Бирзниекс Л.В., Ефремов И.С., Иньков Ю.М, Исаев И.П., Калинин В.К., Некрасов В.И., Плакс А.В., Розенфельд В.Е., Тихменев Б.Н., Трахтман Л.М, Тулупов В.Д., Феоктистов В.П., Хвостов B.C., ШевченкоВ.В. и др.[10, 13, 22, 98-102, 116, 199, 208, 209, 232-235, 248-252, 256, 257, 266, 287]. Вопросам теории и разработки устройств преобразования энергии, вообще, и повышению эффективности преобразовательного процесса в системах тягового электроснабжения, в частности, посвящены работы авторов: Аввакумова В.Г., Буркова А.Т., Ворфоломеева Г.Н., Грабовецкого Г.В., Железко Ю.С., Загайнова Н.А, Зиновьева Г.С., Кучумова Л.А, Магая Г.С., Марквардта К.Г., Марквардта Г.Г., Мамошина P.P., Мирошниченко Р.И., Соколова С.Д., Харитонова С.А., Черемисина В.Т., Шалимова М.Г. и многих других авторов [1,40-48, 75, 82, 83, 106-108, 110, 111, 140, 151-153, 161, 171, 172, 185, 186, 189, 198, 205, 213, 221-223, 240, 259, 260-262].

Известные работы, выполненные в различное время, в разных научных школах в основном содержат решения отдельных невзаимосвязанных вопросов. Отсутствие комплексных исследований повышения эффективности преобразования энергии рекуперации и эффективного её использования в тяговой сети с учетом как неизменных, так и случайных факторов, не позволяют адекватно оценить происходящие процессы на электрическом транспорте в целом, раскрыть неиспользованные резервы электрической тяги и повысить её эффективность.

Рассмотренный в диссертационной работе комплекс задач сформулирован в контексте проблемы совершенствования методов и средств преобразования энергии в системе электрического транспорта, в основу стратегии которых заложены энергосберегающие структурные преобразования, отражающие отказ от энергоёмких и неэффективных производственных процессов к менее затратным технологиям в исследуемой технической системе ЭТ.

А подкрепляются проводимые разработки комплексными и широкомасштабными исследованиями по энергосбережению рекуперируемой энергии ЭПС и эффективности её использования в тяговой сети, а также снижению технологических потерь в процессе преобразования энергии, потребляемой электротранспортным комплексом.

Цель работы и задачи исследования. Цель диссертационной работы состоит в разработке и создании научно обоснованных методов и средств, направленных на решение комплексной проблемы экономии и повышения эффективности использования рекуперируемой энергии, снижения технологических потерь при преобразовании энергии в различных звеньях динамической системы электрического транспорта с учётом их взаимных связей и случайных факторов.

Для достижения цели поставлены следующие основные задачи:

1. Провести анализ теоретических положений и методов преобразования энергии рекуперативного торможения, синтезировать и сформировать структуру преобразования, потребления и распределения рекуперируемой энергии электрифицированного транспортного средства в режиме торможения.

2. Разработать концепции и принципы, существенно повышающие эффективность осуществления процесса следящего рекуперативно-реостатного торможения(СРРТ) и обеспечивающие высокие динамические и энергетические характеристики электроподвижного состава.

3. Разработать теоретические основы и создать методы анализа и расчета электромагнитных процессов в импульсной системе следящего рекуперативно-реостатного торможения на базе использования новых принципов управления рекуперативным процессом и современных инструментальных средств исследования.

4. Выполнить математическое описание процессов движения электрифицированных транспортных средств при помощи потоков событий, разработать и создать моделирующий алгоритм, позволяющий рассчитывать и строить любые вероятностные графики движения, прогнозировать характер распределения энергии рекуперации, оценивать эффективность её использования, определять потери электроэнергии в целом в тяговой сети и вырабатывать рекомендации по их снижению.

5. Выполнить комплексную оценку процессов функционирования сложной динамической системы электрического транспорта и установить функциональные связи взаимодействия в трехранговой субподсистеме "электроподвижной состав - организация и управление движением - электроснабжение", определяющие эффективность использования энергии рекуперации и потери электроэнергии в тяговой сети.

6. Разработать методы расчета энергии рекуперации и повышения эффективности использования электрической энергии рекуперативного торможения в тяговой сети и создать методы оценки её потребления другими электроподвижными единицами.

7. Развить некоторые положения теории схемы Скотта и создать на её основе преобразовательные устройства, позволяющие преобразовывать симметричную трехфазную систему напряжений в постоянное напряжение с многократной частотой пульсации и обеспечивающие более высокие энергетические показатели в сравнении с существующими многопульсовыми выпрямительными агрегатами.

8. Провести теоретические и экспериментальные исследования электромаг-Ф нитных процессов в преобразователях трехфазного напряжения в постоянное с многократной частотой пульсации, созданных на основе схемы Скотта, и выполнить оценку их энергетических параметров в сравнении с существующими многопульсовыми выпрямительными агрегатами для тяговой нагрузки.

Методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены на базе фундаментальных законов и уравнений электродинамики и теории электрических цепей. Использованы аналитические и численные методы решения дифференциальных уравнений; теория случайных процессов; методы математического моделирования; методы векторных диаграмм и гармонического анализа; метод симметричных составляющих.

Достоверность полученных результатов исследований определяется корректностью поставленных задач, обоснованностью принятых допущений и адекватностью используемых при исследовании математических моделей и методов, сравнением результатов решения путем параллельного расчета различными методами, а также подтверждается физическими и математическими экспериментами, исследованиями макетных образцов и практическими испытаниями в реальных условиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методологическая основа анализа электромагнитных процессов в импульсной системе следящего рекуперативно-реостатного торможения для разработанных принципов управления процессом рекуперации в произвольных квазиустановившихся режимах, основанная на использовании аналитических и численных методах решения дифференциальных и трансцендентных уравнений.

2. Математическое описание процессов движения электрифицированных транспортных средств на основе теории случайных процессов с моделированием любых вероятностных графиков движения, позволяющих прогнозировать характер распределения энергии рекуперации, оценивать эффективность её использования, производить комплексное определение потерь электроэнергии в технической системе электрического транспорта в целом.

3. Результаты многофункционального анализа параметров субподсистемы "электроподвижной состав — управление движением - электроснабжение", определяющие границы рационального и конструктивного использования технических решений, позволяющие как на стадии проектирования, так и эксплуатационной практике, достаточно точно оценить целесообразность их использования по критерию минимизации потерь электроэнергии в рассматриваемой системе электрического транспорта.

4. Комплекс расчетно-теоретических и экспериментальных моделей, предлагаемых схемных решений преобразующих устройств с исследованием электромагнитных процессов в преобразователях трехфазного симметричного напряжения в постоянное с многократной частотой пульсации для питания тяговой нагрузки, выполненных на основе модифициирован-ной схемы Скотта и обеспечивающих более высокие энергетические показатели в сравнении с существующими многопульсовыми выпрямительными агрегатами.

Научная значимость и новизна работы. В диссертационной работе впервые комплексно решен ряд важных задач, позволяющих математически адекватно описывать функциональные действия электрифицированных транспортных средств и значительно повысить энергетические и технико-экономические показатели электротехнической системы, содержащей постоянно изменяющуюся во времени и в пространстве тяговую нагрузку путем радикального совершенствования принципа следящего рекуперативно-реостатного торможения, повышения эффективности использования рекуперируемой энергии и снижения потерь электроэнергии в тяговой сети, в целом, за счет использования более экономичных преобразовательных устройств, созданных на новых технологических принципах. При этом решены следующие задачи:

1. Разработаны новые концепции, принципы построения и схемные решения импульсной системы следящей рекуперации, позволяющей обеспечить высокие энергетические и динамические показатели электроподвижного состава в режиме электродинамического торможения.

2. Разработаны теоретические основы и созданы новые методы анализа и расчета электромагнитных процессов в импульсной системе, использующей разработанные принципы следящей рекуперации, получены математические модели с компьютерной реализацией алгоритма расчета рекуперируемой энергии в динамическом процессе торможения при варьировании любых параметров системы.

3. Проведены комплексные теоретические исследования, разработано и создано математическое описание процессов на основе потоков случайных событий, адекватно отражающих функционирование технической системы электрического транспорта.

4. Разработан и создан с использованием современных инструментальных средств моделирующий алгоритм, позволяющий моделировать любой процесс функционирования электротехнического транспортного комплекса, рассчитывать и строить любые вероятностные графики движения и на их основе рассчитывать энергетические параметры отдельных подсистем.

5. Установлены функциональные связи и выявлены факторы влияния изменяющихся параметров взаимодействующих подсистем на энергетические режимы работы системы электрического транспорта в целом.

6. Разработан метод расчета, позволяющий оценивать эффективность использования энергии рекуперации в тяговой сети, определены условия рационального её использования и предложены мероприятия по снижению технологических потерь электроэнергии в контактной сети.

7. (Впервые разработаны концепции построения преобразовательных устройств на основе модифицированной схемы Скотта для питания тяговой нагрузки и предложены принципиальные схемные решения таких преобразователей, позволяющих преобразовывать симметричную систему напряжений в постоянное напряжение с многократной частотой пульсации, которые обеспечивают более высокие технико-экономические показатели в сравнении с существующими.

8. Разработана теория и методы расчета электромагнитных процессов для предложенных преобразовательных устройств трехфазного напряжения в постоянное с многократной частотой пульсации, что позволяет определять их энергетические параметры и выполнять сравнительный анализ.

Практическая ценность работы заключается в решении комплексной научно-технической проблемы создания новых эффективных способов управления процессом рекуперативного торможения, средств их реализации, повышении эффективности использования рекуперируемой энергии в подсистеме тягового электроснабжения и создании новых преобразовательных устройств, направленных на снижение потерь энергии в технологическом цикле её преобразования. Совокупность полученных теоретических и практических результатов создает объективные предпосылки для расширения области применения и внедрения в практику электрического транспорта разработанных методов и устройств с целью сбережения энергетических затрат на осуществление производственного процесса.

Использование моделирующих алгоритмов и программных комплексов при проектировании систем ЭТ сокращает сроки опытно-конструкторских работ и повышает точность расчетов, а в эксплуатационной практике позволяет адекватно реальным условиям отражать процессы функционирования и определять параметры подсистем электрического транспорта, что в конечном счете обеспечивает энерго- и ресурсосбережение.

Реализация результатов работы. Основные результаты работы получены и использованы при выполнении госбюджетных НИР, проводимых в НГТУ (тема:"Энергосбережение Минобразования России", утвержденной приказом Министерства образования РФ № 575 от 05.03.99г. в соответствии с Федеральным законом № 28-ФЗ от 03.04.96г.) и хоздоговорных НИР, выполняемых по заказам предприятий и организаций, связанных с разработкой новых систем мониторинга энергии, потребляемой различными подсистемами ЭТ, энергосберегающих технологий и различного рода преобразовательных устройств с высокими энергетическими показателями.

Предложенные способы и средства и разработанные методы расчета электромагнитных процессов, включая принципы синтеза схем замещения и определения параметров, обусловили их востребованность в исследованиях и разработках электроприводов постоянного тока при создании тяговых электроприводов рельсового транспорта и гусеничных машин, выполняемых ОАО "Новосибирский научно-исследовательский институт электропривода" и ФГУП "Сибирский филиал Всероссийского научно-исследовательского и конструкторско-технологического института подвижного состава" МПС РФ.

Результаты проводимых под руководством автора НИР в рамках исследовательских хозяйственных договоров, и связанные с разработкой энергосберегающих технологий и систем мониторинга энергии, потребляемой в различных устройствах и подсистемах электрического транспорта, нашли внедрение на ряде предприятий городского электрического транспорта в городах Барнауле, Красноярске и Новосибирске.

Комплекс организационно-технических мероприятий, моделирующий алгоритм и компьютерные программы, отображающие и описывающие процесс функционирования транспортных средств во взаимодействии с другими подсистемами ЭТ, использованы Управлением пассажирских перевозок при организационном структурировании перевозочного процесса в г. Новосибирске.

Материалы диссертации, касающиеся анализа и расчета электромагнитных процессов в импульсных системах следящего рекуперативно-реостатного торможения, построения и описания математических моделей, используются в учебных дисциплинах для студентов направления 551300 и 654500 "Электротехника, электромеханика и электротехнологии" Новосибирского государственного технического университета.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на IV Международной конференции "Электротехника, электромеханика и электротехнологии" — МКЭЭ 2000 (IV International Conference on Electrotechnics, Electromechanics and Electrotechnology. ICEE -2000, Россия, Клязьма, 2000); Международной научно-технической конференции "Электромеханические преобразователи энергии" (Россия, Томск, 2001); 1-ом Российско-Корейском международном симпозиуме "Проблемы механотроники" (The 1-st Russian Korean International Symposium on Applied Mechanics, RUSKO-AM-2001, Россия, Новосибирск, 2001); III-ем, IV-ом, V-ом, VI-ом Российско-Корейских международных симпозиумах "Наука и технологии" (The 3-td, the 4-th, the 5-th, 6-th Russia-Korea Inter. Simp, on Science and Technology - KORUS' 99, Россия, Новосибирск, 1999; KORUS' 2000, Republic of Korea, Ulsan, 2000; KORUS' 2001, Россия, Томск, 2001; KORUS' 2002, Россия, Новосибирск, 2002); третьей международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" АПЭП-96 (Third International scientific - technical conference "Actual Problems of electronic instrument engineering" APEIE-96, Россия, Новосибирск, 1996); V-ой, VI-ой международных конференциях "Актуальные проблемы электронного приборостроения" АПЭП-2000; АПЭП-2002 (the 5-, 6- International scientific - technical conference "Actual Problems of electronic instrument engineering" APEIE-2000, Россия, Новосибирск, 2000; APEIE-2002, Россия, Новосибирск, 2002); И-ой Всесоюзной научно-технической конференции "Пути экономии и повышения эффективности использования электроэнергии в системах электроснабжения промышленности и транспорта" (Смоленск, 1987); научно-технической конференции "Энергетическая электроника на транспорте" (Севастополь, 1990); международной научно-практической конференции "Практика внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий на подвижном составе ГЭТ" (Уфа, 2002); Всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Электрификация-2000" (Красноярск, 2000); научно-технической конференции "Потенциал железнодорожного образования и науки на рубеже XXI века - ТрансСибВуз - 2000" (Омск, 2000); Всесоюзной научно-технической конференции "Современное состояние и перспективы развития новых специализированных видов транспорта, СПЕЦТРАНС-85" (Москва, 1985).

Основной материал диссертации изложен в шести главах.

Во введении показана преемственность исследований с фундаментальными результатами по проблемам рекуперации энергии, повышения эффективности ее использования для питания тяговой нагрузки постоянного тока, полученных в научных школах МЭИ(ТУ), МГУПС (МИИТ), СПб.ГУПС (ЛИИЖТ), Ом.ГУПС (ОМИИТ) и ряде других. Отражена научная проблема, актуальность темы , сформулированы цель и задачи работы, описаны методы исследований. Приведены основные положения, выносимые на защиту, изложены сведения о научной значимости и практической ценности, реализации и апробации работы.

В первой главе рассмотрены аспекты развития концепций импульсных систем следящего рекуперативно-реостатного торможения, энергетика этого процесса и предложены методы и средства повышения эффективности процесса преобразования энергии рекуперативного торможения. Глава содержит аналитическую характеристику основных принципов осуществления рекуперативного торможения, их схемных реализаций, специфических признаков влияния ряда факторов на характер преобразования и использования энергии рекуперации. Показано, что с актуальной проблемой энерго- и ресурсосбережения связаны вопросы энергетической эффективности технологических процессов всей системы электрического транспорта, однако, в первую очередь, это относится к электроподвижному составу, где происходит непосредственное электромеханическое преобразование кинетической энергии транспортного средства в электрическую энергию при рекуперативном торможении, основная доля которой должна быть возвращена в тяговую сеть другим потребителям электрической энергии.

Вторая глава посвящена исследованию электромагнитных процессов для разработанных в работе релейного и фазового способов управления процессом следящего рекуперативно-реостатного торможения. Глава содержит математические методы исследования электромагнитных процессов, направленных, в первую очередь, на дальнейшее развитие и совершенствование теоретических принципов анализа и синтеза процессов рекуперации с учетом таких факторов, как пульсация тока тяговых электродвигателей и длительность перезарядного цикла коммутирующего конденсатора.

Разработана компьютерная реализация математических моделей расчета электромагнитных процессов, позволяющая с высокой степенью точности рассчитывать энергетику всего процесса рекуперации и доказывающая высокую эффективность разработанных методов рекуперации. Представлены практические результаты расчетов и выполнен сравнительный анализ с известным методом, которые подтверждают необходимость создания энергосберегающих технологий на электроподвижном составе.

В третьей главе электрический транспорт рассматривается как сложная техническая система, функционально состоящая из ряда подсистем и субподсистем и дается математическое описание процессов функционирования образующих систему звеньев с учетом их взаимного воздействия и влияния случайных факторов. Описание процессов движения транспортных средств выполнено для трехранговой субподсистемы " электроподвижной состав - организация и управление движением - электроснабжение" в виде развернутой математической модели, позволяющей создать моделирующий алгоритм, с помощью которого можно рассчитывать любые вероятностные графики движения, определять плотность поездов на линии, токовые нагрузки фидеров, потери мощности, а также прогнозировать эффективность использования энергии рекуперации в тяговой сети.

В четвертой главе на основе разработанного математического описания функциональных действий системы электрического транспорта с помощью потоков случайных событий и моделирования вероятностных графиков движения ЭПС, решается задача повышения эффективности использования энергии рекуперативных торможений и рассматриваются методы и средства, направленные по снижение потерь энергии в тяговой сети.

Разработанное описание процессов функционирования ЭТ и моделирование вероятных графиков движения позволяет решать задачи оценки степени использования рекуперируемой энергии для целей тяги. Методы расчетов и полученные новые соотношения могут использоваться в инженерной практике при анализе режимов в тяговой сети и при разработке систем рекуперативного торможения на электроподвижном составе.

В пятой главе представлено дальнейшее развитие теории схемы Скотта применительно к многопульсовым выпрямительным устройствам для питания тяговой нагрузки постоянного тока. Разработан ряд схемных решений ТПЧФ при различных пульсациях ш=10,12,18,30 выпрямленного напряжения. Выполнен анализ электромагнитных процессов и дана оценка эффективности работы ТПЧФ, рационального использования мощностей всех об-• моток , имеющихся в устройстве, и потерь электроэнергии в процессе ее преобразования. Приводится методика определения значений установленных мощностей трансформаторов, используемых в фазопреобразующих устройствах. С помощью приведенной методики выполнено сопоставление показателей установленных мощностей обмоток трансформаторов, соединенных в разомкнутые и замкнутые схемы.

Шестая глава посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям многопульсовых преобразовательных устройств с улучшенными энергетическими показателями для питания тяговой нагрузки постоянного тока. Разработаны и исследованы схемы многопульсовых выпрямительных агрегатов с двенадцати-, шестнадцати- и двадцатичетырехкратной частотой «I пульсации, выполненных на ТПЧФ по модифицированной схеме Скотта. Показано, что помимо установленной мощности, не менее значимым показателем является мощность потерь в выпрямительном агрегате. Эти потери являются существенными сами по себе, ввиду того, что составляют основную часть годовых эксплуатационных расходов, зависящую непосредственно от типа применяемых трансформаторов и выпрямителей и, тем самым, в значительной степени определяют итоговый экономический показатель. Установлено ,что применение многопульсовых схем выпрямления, использующих в качестве ТПЧФ трансформаторы Скотта, позволяет повысить коэффициент мощности и энергетический КПД выпрямительного агрегата в целом и дает значительную экономию электроэнергии в процессе ее преобразования для питания тяговой нагрузки постоянного тока.

Заключение содержит характеристику основных результатов по теоретической и практической разработке проблемы, связанной с актуальностью энергосбережения, методов и средств повышения эффективности процесса электромеханического преобразования энергии рекуперативного торможения ЭПС с импульсной системой управления. Содержит характеристику разработанных многопульсовых преобразовательных устройств с улучшенными энергетическими показателями, питающих тяговую нагрузку, а также характеристику не входящих в диссертационную работу важных вопросов, изучение и решение которых открывает дополнительные пути расширения и углубления исследований в области теории преобразования и сбережения энергии на электрическом транспорте.

Настоящая диссертационная работа выполнена в Новосибирском государственном техническом университете и частично содержит результаты исследований, полученных при непосредственном участии автора и проводимых в соответствии с НИР НГТУ в рамках единого заказ - наряда по те-ме:"Энергосбережение Минобразования России". Результаты работы внедрены в научно — исследовательских институтах и на ряде предприятий городского электрического транспорта в нескольких городах России.

В соответствии с основами политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу, работа соответствует Приоритетным направлениям науки и техники ( раздел "Энергосберегающие технологии") и Критическим технологиям федерального уровня ( разделы "Экологически чистый и высокоскоростной наземный транспорт" и "Энергосбережение").

Основные результаты по теоретической и практической разработке проблемы, связанной с актуальностью энергосбережения и методов повышения эффективности процесса преобразования энергии в динамической системе городского электрического транспорта состоят в следующем:

1. Предложена и развита концепция методов преобразования энергии рекуперативного торможения, синтезирована и сформирована структура преобразования, распределения и потребления рекуперируемой электроподвижным составом энергии. В рамках этой концепции разработаны принципы, существенно повыщающие эффективность процесса следящего рекуператив-но-реостатного торможения и обеспечивающие высокие динамические и энергетические показатели электроподвижного состава.

2. Решен комплекс мер и разработаны методы электромагнитных расчётов в импульсной системе следящего рекуперативно-реостатного торможения, направленные на дальнейшее развитие и совершенствование теоретических принципов анализа и синтеза происходящих при рекуперации процессов с учётом влияния таких факторов, как пульсация тока ТЭД и динамика процесса перезарядки коммутирующего конденсатора, пренебрежение которыми является некорректным и приводит к большой погрешности при расчётах.

3. Создана математическая модель аналитического исследования энергетических характеристик рекуперативного торможения, компьютерная реализация которой позволяет оценивать с высокой степенью точности эффективность всего процесса рекуперации. Показано практическое значение рассмотренных в работе методов осуществления процесса рекуперации, при которых более чем на 50% возрастает количество электроэнергии рекуперируемой в тяговую сеть и повышается динамика процесса торможения электроподвижного состава.

4. Проведены комплексные теоретические исследования, разработана и создана математическая модель, описывающая процессы функционирования трёхранговой субподсистемы городского электрического транспорта на основе теории случайных процессов и с учётом функциональных связей, образующих субподсистему звеньев. Установлены и выявлены факторы, влияющие на изменение энергетических режимов работы как отдельных звеньев, так и всей субподсистемы.

5. Разработан и создан с использованием современных инструментальных средств моделирующий алгоритм, позволяющий с учётом многочисленных случайных факторов моделировать различные процессы функционирования электротехнического комплекса ГЭТ, рассчитывать и строить различные вероятные графики движения транспортных средств и на их основе определять энергетические характеристики электроподвижного соства, тяговой сети и тяговых подстанций, что позволяет более адекватно оценивать режимы их работы.

6. Обоснован и разработан комплекс мер и технических средств для городского электрического транспорта, направленных на снижение потерь энергии при рекуперации и передаче ее к подвижной единице и уменьшающих технологические потери мощности в тяговой сети, что позволяет повысить её КПД на 1,5-2 процента.

7. Разработаны концепции построения многопульсовых выпрямительных агрегатов для питания тяговой нагрузки постоянного тока и реализованы их принципиальные схемные решения на основе использования модифицированной схемы Скотта. Разрабтана теория и методы расчёта электромагнитных процессов для созданных преобразовательных устройств; получены основные расчётные соотношения, связывающие токи и напряжения питающей трёхфазной сети и цепей нагрузки. Получила дальнейшее развитие теория схемы Скотта применительно к многопульсовым выпрямительным агрегатом.

8. Проведённые комплексные исследования и сравнительная оценка энергетических показателей разработанных многопульсовых схем выпрямления показали, что суммарные потери мощности для выпрямительных агрегатов, выполненных на основе трансформаторов Скотта, получаются ниже при пульсности m > 12, чем в аналогичных устройствах с использованием трёхфазных трансформаторов. При пульсности m = 24 суммарные потери мощности снижаются на 11.2%, а значение энергетического КПД возрастает на 0.91.0% по сравнению с известной двадцатичетырёхпульсовой схемой выпрямления, выполненной на трёхфазном трансформаторе с последовательным соединением четырёх трёхфазных выпрямительных мостов в цепи нагрузки.

9. Материалы диссертации внедрены в ходе выполнения госбюджетных и хоздоговорных НИР по заказам предприятий и организаций, связанных с разработкой и модернизацией импульсных тяговых электроприводов. Внедрение на городском электрическом транспорте новых способов управления рекуперативным торможением способствует дальнейшему совершенствованию технологических процессов и энергосбережению. С помощью методов и алгоритмов, моделирующих функциональные действия транспортных средств, созданы системы мониторинга энергопотребления в отдельных звеньях транспортной системы. Всё это в совокупности является решением комплексной и актуальной научно-технической проблемы, обеспечивающей высокоэффективное использование электрической энергии в системе городского электрического транспорта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Аввакумов В.Г., Незевак В.Л. Научно-организационные принципы энергосбережения // Железнодорожный транспорт. 2000. №10. - С.50-51.

2. Авилов В.Д. Энергетическое обследование и паспортизация предприятий // Железнодорожный транспорт. 2000. №10. - С.51-52.

3. Автоматизация электрического подвижного состава: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. Изд. 2-е, доп. и перераб. / Под ред. Д.Д. Захарченко. — М.: Транспорт. 1978. 280 с.

4. Аксенов В.Н. Выпрямители и трансформаторные подстанции. — М.: Связьиздат. 1961.-440 с.

5. Алексеев А.Е. Тяговые электрические машины и преобразователи. Л.: Энергия. 1967.-432 с.

6. Алиевский Б.Л., Мизюрин С.Р. Процессы заряда электромеханического накопителя энергии в автономной системе генерирования постоянного тока // Электричество. 1997. № 10.-С.60-65.

7. Аль-Салех И.Г., Слепцов М.А. Электрический расчёт внутреннего электроснабжения при рекуперации на линии между городами Амман и Зарка // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Седьмая междунар.научн.-техн.конф.Т.2,- М.: МЭИ (ТУ).2001. С. 159-160.

8. Арзамасцев Д.А., Бартоломей П.И., Холян A.M. Автоматизированные системы управления и оптимизация режимов энергосистем. М.: Высшая школа. 1983.-271 с.

9. Афанасьев А.С., Долаберидзе Г.П., Шевченко В.В. Контактные и кабельные сети трамвая и троллейбуса. М.: Транспорт. 1979. — 333 с.

10. Байбаков С.Н., Галактионов Г.С., Кузнецов С.М., Щуров Н.И. Электроснабжение скоростной транспортной системы // Промышленный транспорт. 1980. № 9. -С.22-23.

11. Байрыева Л.С., Прокопович А.В. Тяговые расчеты подвижного состава / Под ред. И.К. Никольского. М.: Изд-во МЭИ. 1997. -87 с.

12. Байрыева Л.С., Шевченко В.В. Электрическая тяга: Городской наземный транспорт. М.: Транспорт. 1986. -206 с.

13. Бакланов А.А. Расход электроэнергии на тягу поездов и его измерение // Локомотив Электрическая и тепловозная тяга ]. 1996. № 4. С.ЗЗ — 34.

14. Балычева Н.А. Энергосбережение на железнодорожном и автомобильном транспорте // Транспорт: Наука, техника, управление / ВИНИТИ. 1991. № 11.-С.36-41.

15. Бамдас A.M., Кулинич В.А., Шапиро С.В. Статические электромагнитные преобразователи частоты и числа фаз. — М.: Госэнергоиздат. 1961.-183 с.

16. Барковский Б.С., Салита Е.Ю. Обобщение теории мостовых схем выпрямления и выбор оптимальной // Повышение качества электрической энергии на тяговых подстанциях: Межвуз. темат. тб. научн. тр. Омск: Омский институт инж. ж.-д. трансп. 1983. - С. 15-21.

17. Башарин А.В., Новиков В А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. Л.: Энергоиздат. 1982. -392 с.

18. Бек Х.П. Импульсный инвертор на запираемых тиристорах // Железные дороги мира. 1990. № 2. С. 81.

19. Берс Л. Математический анализ. Т.И / Перевод с англ. Л.И. Головиной. Под ред. И.М. Яглома. Учебное пособие для втузов. — М.: Высшая школа. 1975.-544 с.

20. Бирзниекс Л.В. Импульсные преобразователи постоянного тока. М.: Энергия. 1974.-255 с.

21. Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников Е.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. М.: Транспорт. 1986. - 307 с.

22. Большаков А.Н., Верхотуров В.К., Коростылев А.Г. Резервы энергосбережения // Локомотив. 2001. № 2. — С.22-26.

23. Болынев А.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики.-М.: Наука. 1965.-216 с.

24. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. — М.: Наука. 1978. -399 с.

25. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения / Пер. с англ. М.: Конкорд. 1992. - 297 с.

26. Вагнер К.Ф., Эванс Р.Д. Метод симметричных составляющих и его применение к расчёту аварийных токов.- М.-Л.: Энергоиздат. 1933. 120 с.

27. Варенцов В.М., Вормин B.C., Прошин Ю.М. Напряжение в контактной сети и расход электроэнергии // Ж.-д. транспорт. 1988. № 8. С. 43 - 44.

28. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа. 1998. -576 с.

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

30. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1991. - 384 с.

31. Виноградов Ю.К. Общие зависимости, определяющие параметры трансформаторов многофазных преобразователей // Электричество. 1986. №2. С.38-42.

32. Владимирова Е.С. Реализация фази-управления для позиционных и следящих электроприводов // Тезисы докладов IV Международной конференции «Электротехника, электромеханика, электротехнологии». МКЭЭ — 2000. М.: Изд-во МЭИ (ТУ). 2000.- С.201-203.

33. Вологдин В.П. Выпрямители. М.: ОНТИ. 1932. - 447 с.

34. Володин А.И. Энергосбережение: разработки ученых Сибири // Железнодорожный транспорт. 1999. № 8. — С.31-37.

35. Ворфоломеев Г.Н. Взаимное преобразование трехфазного напряжения в двухфазное с помощью двух однофазных трансформаторов // Техника и электрофизика высоких напряжений: Межвуз.сб.науч.тр. — Новосибирск: НГТУ.1993.- С.89-95.

36. Ворфоломеев Г.Н. Методы и средства преобразования числа фаз для улучшения электромагнитной совместимости в электрических системах: Ав-тореф. дис. д-ра техн. наук. Новосибирск: НГТУ. 1998. — 41 с.

37. Ворфоломеев Г.Н. Методы и средства преобразования числа фаз для улучшения электромагнитной совместимости в электрических системах: Дис.докт.техн.наук.- Новосибирск: НГТУ. 1998.-247 с.

38. Ворфоломеев Г.Н. Преобразование числа фаз в электроэнергетике: Учебное пособие. Новосибирск: НГТУ. 1996. - 96 с.

39. Ворфоломеев Г.Н. Преобразование числа фаз на основе двух однофазных трансформаторов (к столетию создания схемы Скотта) // Промышленная энергетика. 1995. № 2. С.29 - 33.

40. Ворфоломеев Г.Н. Схема Скотта: История и перспективы совершенствования (к столетию создания) // Электричество. 1994. №10. - С.74 — 77.

41. Ворфоломеев Г.Н. Трансформаторный преобразователь трехфазного тока в двухфазный // Материалы научн. конф. с междун. участием. "Проблемы электротехники" Новосибирск: НГТУ. 1993.- С.74-78.

42. Ворфоломеев Г.Н. Трансформаторный преобразователь числа фаз для питания двухфазных потребителей энергии И Промышленная энергетика. 1994. № 6.- С.22-23.

43. Ворфоломеев Г.Н., Манусов В.З., Шальнев В.Г. Трансформаторные преобразователи числа фаз для питания двухфазных электропотребителей. — Новосибирск: НГТУ. 1996. 49 с.

44. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Циулина И.А., Щуров Н.И. Двенадцатипульсовое выпрямление с преобразованием числа фаз на трансформаторах Скотта // Сб. научн. тр. НГТУ. Новосибирск: НГТУ. 2001. -№3(25). - С.121-126.

45. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров В.И. Преобразование трехфазной системы токов в девятифазную на основе двух однофазных трансформаторов //Промышленная энергетика. 2001. № 5. - С.45-47.

46. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров Н.И. Многопульсовые выпрямители с трансформаторными преобразователями числа фаз // Электрика. 2001. № 9. - С.25-28.

47. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров Н.И. Многопульсовые выпрямители с трансформаторными преобразователями числа фаз // Электрификация металлургических предприятий Сибири. Томск: ТГУ. 2000. Вып. 9. -С.163 -172.

48. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров Н.И. Пятифазный мостовой выпрямительный агрегат на основе схемы Скотта // Совершенствование технических средств электрического транспорта. Сб. научн. трудов -Новосибирск: НГТУ. 2001. Вып.2. С.29 - 35.

49. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров Н.И. Теоретические основы преобразования трехфазной системы токов в девятифазную // Электротехника. 2000. № 11. - С.41 -43.

50. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров Н.И. Трехфазно-шестифазные электрические системы на двух однофазных трансформаторах // Автоматизированные электромеханические системы: Сб. научн. трудов /Отв. ред. В.Н. Аносов. Новосибирск: НГТУ. 2001. - С. 179-182.

51. Ворфоломеев Г.Н., Шальнев В.Г., Новикова В.В., Щапина Е.В. Преобразование трехфазной системы напряжений в двухфазную с помощью двух однофазных трансформаторов // Труды второй междунар.науч.техн.конф. АПЭП-94.- Новосибирск: НГТУ.1994.- С.73-75.

52. Востриков А.С., Французова Г.А. Теория автоматического управления. Линейные системы. Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ. — 1997.-123с.

53. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука. 1966.-872 с.

54. Высокочастотные транзисторные преобразователи / Ромаш Э.М., Дра-бович Ю.И., Юрченко Н.Н., Шевченко П.Н. -М.: Радио и связь. 1988. -288 с.

55. Гаврилов Я.И., Мнацаканов В.А. Вагоны метрополитена с импульсными преобразователями. М.: Транспорт. 1986. — 229 с.

56. Герман-Галкин С.Г.Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие.-СПб.: КОРОНА принт. 2001. -320 с.

57. Гинзбург С.Г. Методы решения задач по переходным процессам в электрических цепях. — М.: Высшая школа. 1967. — 387 с.

58. Глинтерник С.Р. Электромагнитная совместимость мощных преобразователей и электрических сетей Н Электричество. 1991. № 5. С. 1 - 4.

59. Глинтерник С.Р. Электромагнитные процессы и режимы мощных статических преобразователей. -JI.: Энергия. 1970. —308 с.

60. Гнездимов В.В. Новый транспортный электроподвижной состав // Электрическая и тепловозная тяга. 1987. № 11. — С. 45 — 48.

61. Гулиа Н.М. Накопители энергии. М.: Наука. 1980.- 152 с.

62. Гомола Г.Г., Корольков В.А. Централизованное электроснабжение пассажирских поездов: Современное состояние и перспективы развития // Вестник ВНИИЖТ. 1997. № 2. С.41 - 47.

63. Грабовецкий Г.В., Куклин О.Г., Харитонов С.А. Непосредственные преобразователи частоты с естественной коммутацией для электромеханических систем. Ч.1.- Новосибирск: Изд-во НГТУ. 1997.- 60 с.

64. ГОСТ 13109-97. Межгосударственный стандарт: Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная / Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Изд-во стандартов. 1998.

65. ГОСТ 21128-95. Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Изд-во стандартов. 1995.

66. ГОСТ 6962-85. Транспорт электрифицированный с питанием от контактной сети. Изд-во стандартов. 1986.

67. ГОСТ Р 50397-92. Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения. Изд-во стандартов. 1996.

68. Гусева Е.Е., Сопов В.И. Исследование режимов регенерации энергии торможения поездов // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Седьмая научн.-тех. конф. М.: МЭИ(ТУ). 2001. Т.2. - С. 163-164.

69. Гуткин J1.B., Горин Н.Н. Эксплуатационные и технические параметры тягового электрооборудования высокоскоростного электропоезда // Труды ВНИИЖТ.-М.: Транспорт. 1989.-С 28-41.

70. Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций / Б.С. Барковский, Г.С.Магай, В.П. Маценко, М.Г. Шалимов / Под ред. М.Г. Шалимова. М.: Транспорт. 1990. -127 с.

71. Двеннадцатипульсовые выпрямительные агрегаты на тяговых подстанциях городского электрического транспорта / Рощупкин Б.П., Магай Г.С., Салита Е.Ю., Шалимов М.Г. — Омск: Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. 1986.-8 с.

72. Дедков В.К., Северцев Н.А. Основные вопросы эксплуатации сложных систем. -М.: Высшая школа. 1976. — 406 с.

73. Деев В.В., Ильин Г.А., Афонин Г.С. Тяга поездов / Под ред. Деева В.В. М.: Транспорт. 1987. — 264 с.

74. Деч Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа и Z-преобразования. — М.: Наука. 1971. — 286 с.

75. Дмитриевский Г.В., Овласюк В.Я., Сухопрудский Н.Д. Автоматика и телемеханика электроснабжающих устройств. М.: Транспорт. 1982,- 402 с.

76. Долин В.М., Алексеев Е.Н., Выходцев JI.B. Применение накопителей энергии в системах электропитания // Локомотив. 1999. № 12. — С. 40-41.

77. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. Учебное пособие для вузов. — М.: Энергоатомиздат.1984. 448 с.

78. Доманский В.Т. и др. Управление тяговым электроснабжением при электрификации новых линий. М.: Транспорт. 1996. — 309 с.

79. Дробкин Б.З., Чернов С.С. Тягово-энергетические расчеты для электропоезда 3 кВ с электроприводом постоянного тока // Тезисы докладов: 2-ая Евроазиатская конференция по транспорту 12-15 сентября 2000г. — С-Пб.: ЦНИИТ СЭТ. 2000. С. 112 - 114.

80. Дьяконов В .П. MATHCAD 8/2000: специальный справочник. С-Пб.: Питер. 2000. -592 с.

81. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке БЕЙСИК для персональных ЭВМ. М.: Наука. 1987. - 240 с.

82. Ермоленко Д.В., Павлов И.В. Улучшение электромагнитного взаимодействия тиристорного электроподвижного состава и системы тягового электроснабжения // Вестник ВНИИЖТ. 1989. № 8. С.25 - 30.

83. Ермолин Н.П. Переходные процессы в машинах постоянного тока. — М.: Госэнергоиздат. 1951. 190 с.

84. Ермолин Н.П., Жерихин И.П. Надежность электрических машин. JL: Энергия. 1976.-248 с.

85. Ефимов П.В., Ситник Н.Х. Пути развития поездов метрополитена // Транспорт : Наука, техника, управление / ВИНИТИ. 1991. № 11.- С.27 33.

86. Ефремов И.С., Ершов Н.Е., Щуров Н.И. Методы расчета тормозного реостата в импульсной системе следящего электрического торможения // Электричество. 1976. № 8. - С.46-50.

87. Ефремов И.С., Калиниченко А.Я. Цифровое управление тиристорными импульсными преобразователями постоянного тока // Электричество. 1981. № 7. — С.38 —43.

88. Ефремов И.С., Калиниченко А.Я., Феоктистов В.П. Цифровые системы управления электрическим подвижным составом с тиристорными импульсными регуляторами. М.: Транспорт. 1988. - 253 с.

89. Ефремов И.С., Кобозев В.М., Шевченко В.В. Технические средства городского электрического транспорта. М.: Высшая школа. 1985. - 391 с.

90. Ефремов И.С., Косарев Г.В. Теория и расчет электрооборудования подвижного состава городского транспорта. М.: Высшая школа. 1976. — 473с.

91. Железко Ю.С. Стандартизация параметров электромагнитной совместимости в международной и отечественной практике // Электричество. 1996. № 1.-С.2-7.

92. Железко Ю.С. Стратегия снижения потерь и повышения качества электроэнергии в электрических сетях // Электричество. 1992. № 5. —1. С. 11-15.

93. Жиц М.З. Переходные процессы в машинах постоянного тока. М.: Энергия. 1974.-112 с.

94. Загайнов Н.А. Тяговые подстанции городского электрического транспорта. -М.: Транспорт. 1970. -350 с.

95. Загайнов Н.А. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. — М.: Транспорт. 1978.-335 с.

96. Загайнов Н.А., Финкельштейн Б.С., Кривов Л. Л. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. — М.: Транспорт. 1988. — 327 с.

97. Захарченко Д.Д., Ротанов Н.А., Горчаков Е.В. Тяговые электрические машины и трансформаторы: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Под ред. Д.Д. Захарченко. М.: Транспорт. 1979. - 303 с.

98. Зиновьев Г.С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей. Новосибирск: Изд-во НЭТИ. 1990.- 220 с.

99. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники. — Новосибирск: Изд-во НГТУ. 1999. 4.1-199 с.

100. Изъюрова Г.И., Кауфман М.С. Приборы и устройства промышленной электроники. — М.: Высшая школа. 1967. 397 с.

101. Иоффе А.Б. Тяговые электрические машины. JL: Энергия. 1965. — 232 с.

102. Исследования нового оборудования тяговых подстанций и способы повышения электробезопасности: Труды ЦНИИ МПС. Вып.420 / Под ред. Б.Я. Гохштейна.-М.: Транспорт. 1970.-133с.

103. Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи. Цепи питания и управления ионных приборов. M.-JL: Энергоиздат.1956. 528 с.

104. Калинин В.К. Электровозы и электропоезда. М.: Транспорт. 1991. — 480 с.

105. Калиниченко А .Я. Развитие принципов управления многофазными тиристорными широтно-импульсными преобразователями // Электричество. 1982. № 9. С.27 - 32.

106. Кантор Б.З. Защита ГЭТ от электрического влияния высоковольтных линий // Тр. АКХ. 1989. Вып.93. - С.34-39.

107. Карпов И.В. Высшие гармоники в трехфазных цепях // Электричество. 1992. № 11.- С.53-54

108. Кене Ю.А., Жураховский А.В. Высшие гармоники в электрических сетях // Электричество. 1995. № 5. -С.68-74.

109. Климов К.С. Пути создания многофазных трансформаторов и генератор-трансформаторов // Электричество. 1958. № 8. - С. 17 - 24.

110. Ковалева Т.В. Работа т — пульсовых выпрямителей при несинусоидальных напряжениях переменного тока. Омск: Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. 1990. — 16 с.

111. Комякова Т.В. Многопульсовые выпрямители тяговых подстанций электрического транспорта: Дис.канд.техн.наук.- Омск: Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. 1999.-281с.

112. Копыленко В.А. Экономия энергозатрат и эксплуатационных расходов на высокоскоростных линиях // Железнодорожный транспорт. 2000. -№1.-С. 58-60.

113. Корякина Е.Е., Коськин О.А. Электрооборудование трамваев и троллейбусов. М.: Транспорт. 1982. — 296 с.

114. Корякин Р.Н. Тяговые сети переменного тока.- М.: Транспорт. 1987.280 с.

115. Костенко М.П., Нейман JI.P. Электромагнитные процессы в мощных выпрямителях и их связь с параметрами энергосберегающей системы // Электричество. 1947. № 1. С. 16-19.

116. Костенко М.П., Нейман Л.Р., Блавдзевич Г.Н Электромагнитные процессы в системах с мощными выпрямительными установками. — М.: ОНТИ. 1946.-106 с.

117. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Изд. 2-е. Учебник для вузов. М.-Л.: Энергия, 4.1. 1964. - 544 с. Ч.И. 1965. - 704 с.

118. Костылев А.В. Оценка энергии пусковых процессов в системе ТИН — АД // Вопросы совершенствования электротехнического оборудования иэлектротехнологий: Вестник Уральского гос. техн. ун-та.- Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 2000. Вып. 8.-С.164-167.

119. Котельников А.В. Технико-эксплуатационные показатели электрифицированных железных дорог России // Электрическая тяга на рубеже веков: Сб. научн. тр. / Под ред. A.JI. Лисицына. М.: Интекст. 2000. - С. 81 - 87.

120. Крайчик Ю.С. Классификация гармоник напряжения и тока в цепях с вентильными преобразователями // Электричество. 1980. № 7. С.19-22.

121. Круг К.А. Основы электротехники. М.-Л.: ОНТИ. 1936. -887 с.

122. Кудрин Б.И. Стратегия электроэнергетики до 2020г. и реструктуризация промышленности // Электрификация металлургических предприятий Сибири. -Томск: Изд-во Томск, ун-та. 2000. Вып. 9. С.9-16.

123. Кузнецов С.М., Щуров Н.И., Головин A.M., Гущина A.M. Система бортового электроснабжения вагона на магнитной подвеске // Промышленный транспорт. 1987. № 11. — С.9-11.

124. Курочка А.Л., Суровиков А.А., Янов В.П. Исследование высоковольтных электрических машин постоянного и пульсирующего тока. — М.: Энергия. 1975.- 191 с.

125. Лабунский А. Городской автобус будет экономичнее, а воздух чище // Техника молодежи. 2000. № 7. - С.34 - 35.

126. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: Учебное пособие. Ростов н/Д;Изд-во «Феникс». 2000.-448 с.

127. Лебедев В.М. Энергосбережение как стратегия развития // Железнодорожный транспорт. 2000. № 10. С.53-54.

128. Ловецкий С.Е., Меламед И.И., Плотинский Ю.М. Модели и методы решения задач маршрутизации на транспортной сети // Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Серия организ. управл. транспортом. 1982. № 3. С.55 - 112.

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

130. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. — М.: Радио и связь. 1988. 146 с.

131. Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. Л.: Энергоатомиздат. 1991.-480 с.

132. Манойлов В.Е. Электричество и человек. — Л.: Энергоиздат. 1982. — 152с.

133. Маринкин Н.Н. Организация движения с учетом энергетических затрат // Железнодорожный транспорт. 1999. - № 2. - С.23-26.

134. Марквардт Г.Г. Применение теории вероятностей и вычислительной техники в системах энергоснабжения. М.: Транспорт. 1987. - 224 с.

135. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт. 1982. - 528 с.

136. Марквардт К.Г., Власов И.И. Контактная сеть. М.: Транспорт. 1977. — 271с.

137. Мартынов Б.А. Энергосбережение — основа устойчивого развития Российской экономики И Электрификация металлургических предприятий Сибири. Томск: Изд-во Томск, ун-та. 2000. Вып. 9. — С. 16-24.

138. Математическое моделирование электропотребления пассажирских поездов // Ж. д. мира. 2000. № 3. С.54 - 59.

139. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи: Учебн. для электротехн. и радиотех. спец. вузов. — М.: Высшая школа. 1990.-400 с.

140. Миловзоров В.П., Мусолин А.К. Дискретные стабилизаторы и формирователи напряжения. М.: Энергоатомиздат. 1986. - 248 с.

141. Миронов Л.М., Постников С.Г. Исследование электропривода постоянного тока на имитационной модели // Тезисы докладов IV Международной конференции «Электротехника, электромеханика, электротехнологии». МКЭЭ -2000. М.: Изд-во МЭИ (ТУ). 2000.- С.205-206.

142. Мирошниченко Р.И. Режимы работы электрифицированных участков. М.: Транспорт. 1982. - 218 с.

143. Мосин М.Ф., Фролов В.А. Компьютерные технологии в решении электромеханических задач // Электрификация металлургических предприятий Сибири. Томск: Изд-во Томск, ун-та. 2000. Вып. 9. — С.222 - 231.

144. Мугинштейн Л.А., Панферов В.И. Потенциал энергосбережения // Железнодорожный транспорт. 2000. № 6. - С.20 - 24.

145. Накопители энергии / Бут Д.А., Алиевский Б.Л., Мизюрин С.Р. и др. // Под ред. Д.А. Бута. М.: Энергоатомиздат. 1991. - 258 с.

146. Новая система IGBT: V-14-новое электрооборудование, используемое при модернизации трамваев типов ТЗ, Т4 и КТ4, производимых фирмой 4KD ТАТРА / Рекламный проспект. Прага; Завод 4KD. 1996. - 27 с.

147. Нормы и правила проектирования систем электроснабжения трамваев и троллейбусов. М.: МЖКХ РСФСР, ОНТИ АКХ. 1983. - 56 с.

148. Об эффективности рекуперируемого торможения на электропоездах ЭР2Р, ЭР2Т / Филиппов O.K., Хомяков Б.И., Белокрылин А.Ю. и др. // Локомотив. 1993. №6.-С.18-19.

149. Оголюк А.И., Терешонков В.А., Тимофеев А.В. Тяговое электромашиностроение // Тезисы докладов: 2-ая Евроазиатская конференция по транспорту 12-15 сентября 2000г. С-Пб.: ЦНИИТ СЭТ. 2000. - С.108 - 109.

150. Основные показатели работы транспортного комплекса России (по материалам расширенной коллегии Министерства транспорта) // Вестник городского электрического транспорта России. 2002. №2(47).-С.2-10.

151. Определение мощности, потребляемой в пассажирских перевозках // Ж. д. мира. 1996. № 3. С.40 - 44.

152. Осадчий Г.Б. Энергоснабжение малых объектов // Ж. д. транспорт. 1999. №11. — С.73 76.

153. Павлов А.Н., Иващенко В.О. Применение ПЭВМ для выбора энергооптимальных режимов ведения магистрального и пригородного ЭПС // Соврем. пробл. электрифик. ж. д.: Посвящ. 70-летию пл. ГОЭЛРО / Пет. ГТУПС -С-Пб. 1998. — С.71 —73.

154. Пагурова В.И. Таблицы неполной гамма функции. - М.: ВЦ АН СССР. 1963.-236 с.

155. Панков Ю.Н., Крупельницкая Т.Н. Программу ресурсосбережения под особый контроль // Железнодорожный транспорт. 1999. № 3. - С.10-12.

156. Пантелеев В.И., Кунгс Я.А. Энергосбережение в энергоустановках городского хозяйства г. Красноярска // Электрификация металлургических предприятий Сибири. Томск: Изд-во Томск, ун-та. 2000. Вып.9. - С.203-208.

157. Патент № 2121727,-Конденсатор высокой удельной энергоемкости / Павлов Н.Н., Батурова Л.П. и др., Россия. Опубл. 10.11.98.

158. Пахомов В.Я. Проблемы экономии электрической энергии на метрополитенах // Метро. 1997. №1-2. С.71-73.

159. Певзнер В.О. выбор рациональных скоростей движения // Ж. д. транспорт. 2000. № 3. С.47 - 53.

160. Перцовский M.JI. Расчет потерь энергии на электроподвижном составе методом компьютерного моделирования // Электрическая тяга на рубеже веков: Сб. научн. тр. / Под ред. A.JI. Лисицына. М.: Интекст. 2000. -С.210 -215.

161. Петрушин А.Д. Энергосберегающие вентильно-индукторные и асинхронные электроприводы для электроподвижного состава. — Ростов н/Д.: Изд-во Северо-Кавказского научного центра высшей школы. 1999. 72 с.

162. Петрушин А.Д., Смачный Ю.П. Тяговый вентильно-индукторный привод // Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта ироль молодых ученых в их решении: материалы отраслевой научн. — техн. конф. Ростов н/Д.: РГУПС. 1998. - С.69-70.

163. Пинчук А.Г. Устройство для преобразования m-фазной системы напряжений в n-фазную. Авторское свидетельство. № 74303. 1949.

164. Повышение надежности и эффективности полупроводниковых преобразователей в устройствах электрических железных дорог: Сб. научн. тр. / Под ред. А.Т. Буркова. С.- Пб.: Петербургский гос. универ. путей сообщения. 1995.-88 с.

165. Показатели качества электроэнергии на токоприемнике и взаимодей-^ ствие ЭПС с системой тягового электроснабжения переменного тока / Кучумов В.А., Ермоленко Д.В., Молин Н.И. и др. // Вестник ВНИИЖТ. 1997. № 2. -С.11-16.

166. Покровский С.В. Показатели среднеэксплуатационной энергетической эффективности электровозов // Вестник ВНИИЖТ. 1997. № 2. — С.23-27.

167. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций / С. Д. Соколов, Ю.М. Бей, Я. Д. Гуральник, О.Г. Чау сов. М.: Транспорт. 1979.-264 с.

168. Поссе А.В., Севрюгов А.В. Методы расчета схем выпрямителей и инверторов большой мощности // Изв. Вузов. Электромеханика, 1973. № 3. —в С. 259-273.

169. Постановление Правительства Российской Федерации «О ценообразовании в отношении к электрической энергии, потребляемой железнодорожным транспортом (электрическая тяга)» —№ 1498 от 01.12.97г.

170. Постановление Правительства Российской Федерации «Об основах ценообразования и порядке государственного регулирования и применения тарифов на электрическую и тепловую энергию». -№ 121 от 04.02.97г.

171. Потребич А.А. Моделирование нагрузок для расчета потерь энергии в электрических сетях энергосистем // Электричество. 1997. № 3. С.7 - 12.

172. Почаевец Э.С. Эффективность рекуперации на участках равнинно-холмистого профиля // Вестник ВНИИЖТ. 2000. № 2. С.35 - 38.

173. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт. 1985.-287 с.

174. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР.- 6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат. 1986. - 648 с.

175. Преобразование числа фаз на трансформаторах для многопульсовых выпрямителей / Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров Н.И., Циулина И.А. // Электромеханические преобразователи энергии: Материалы междунар. научно-технич. конф. -Томск: ТПУ. -2001. С.38-39.

176. Преобразовательные полупроводниковые устройства подвижного состава / Под ред. Ю.М. Инькова. М.: Транспорт. 1982. — 262 с.

177. Прогнозирование расхода электроэнергии на тягу поездов на основе статистических закономерностей / Белоконь Н.А., Козубенко В.Г., Лябах Н.Н., Тимошек И.Н. // Известия вузов Сев.-Кавк. регион, техн. ун-та. 1996. №2.-С. 108-114.

178. Размадзе Ш.М. Преобразовательные схемы и системы. М.: Высшая школа. 1967.- 527 с.

179. Ранькис И .Я. Оптиимзация параметров тиристорных систем импульсного регулирования тягового электропривода. Рига: Знание. 1985. - 112 с.

180. Ребрик Б.Н. Рекуперация энергии на электровозах // Технология ресурсосбережения. -М.: Интекст. 2000. — 38 с.

181. Редькин В.И., Ладыгин О.И., Верхотуров В.К. Лубрикация экономит энергию // Локомотив. 1999. - №2. - С. 15-16.

182. Рекомендации по нормированию скоростей сообщения трамвайных вагонов и троллейбусов. М.: ОНТИ АКХ. 1982. - 32 с.

183. Рекомендации по составлению карт вождения трамвайных вагонов и троллейбусов. М.: ОНТИ АКХ. 1982. - 47 с.

184. Розенфельд В.Е., Исаев И.П., Сидоров Н.Н. Теория электрической тяги. М.: Транспорт. 1983. - 328 с.

185. Розенфельд В.Е. Расчёт тяговых сетей.- М.: Гостранстехиздат. 1937.232 с.

186. Руденский В.В. Перспективы повышения надежности системы тягового электроснабжения участков постоянного тока // Развитие систем тягового электроснабжения: Сб. научн. тр. / Под ред. Т.П. Добровольскиса. М.: ВНИИЖТ.1991. — С.8-12.

187. Самородов Г.И. Четырехфазные электропередачи. Изд. Академии наук РФ «Энергетика». 1995. №6. - С.101 - 108.

188. Сборник задач по теории электрических цепей: Учебн. Пособие для вузов / Данилов JI.B., Матханов П.Н., Мерзлютин Ю.Б. и др.; под ред. П.Н. Матханова и JI.B. Данилова М.: Высшая школа. 1980. —224 с.

189. Система тягового электроснабжения постоянного тока для участков обращения электропоездов с рекуперативным торможением // Ж. д. мира. 1997. №4.-С. 43-47.

190. Скоростные железные дороги Японии: Синкансен. Пер. с япон. / Та-тэмацу Тосихико, Кума Сатоен, Исихара Есио и др./ Под ред. Альбрехта В.Г. -М: Транспорт. 1981.- 199 с.

191. Слепцов М.А., Щуров Н.И. Математическое описание процессов движения электрифицированных транспортных средств с учетом случайных факторов // Вестник МЭИ. -М.: МЭИ (ТУ). 2002. № 5. - С.65-70.

192. Слепцов М.А., Щуров Н.И. Методы и средства снижения потерь электроэнергии в субподсистеме электрического транспорта // Вестник МЭИ. -М.: МЭИ (ТУ). 2003. № 1. - С.67 - 73.

193. Соколов С.Д. Выбор мощности преобразовательного агрегата по ми-нимому потерь электроэнергии // Повышение эффективности полупроводниковых преобразовательных агрегатов: Труды ЦНИИ МПС — М.: ЦНИИ МПС. 1976. Вып. 551.-С.4-8.

194. Соколов С.Д. Повышение надежности преобразовательных агрегатов тяговых подстанций: Труды ВНИИЖТа. — М.: Транспорт. 1965. Вып. 290 -184 с.

195. Соколов С.Д., Руденский В.В. Потери электроэнергии в преобразовательных агрегатах // Повышение эффективности тягового электроснабжения: Труды ЦНИИ МПС. М.: ЦНИИ МПС. 1974. Вып. 520. - С.51-60.

196. Сопов В.И., Щуров Н.И. Эффективность использования энергии рекуперации при торможении подвижного состава // Совершенствование технических средств электрического транспорта. Новосибирск: НГТУ. 2001. Вып. 2. — С.126-137.

197. Сопов В.И. Электроснабжение и тяговые сети городского электрического транспорта.-Новосибирск: НЭТИ. 1981. 121 с.

198. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / Под ред. И.Л. Баумштейна, С.А. Бажанова (3-е изд., перераб. и доп.). М.: Энергоатомиздат. 1989. - 768 с.

199. Тарнижевский М.В., Томлянович Д.К. Проектирование устройств электроснабжения трамвая и троллейбуса. — М.: Транспорт. 1986. — 376 с.

200. Теоретические основы электротехники. Учебник для вузов. В трех т. Под. Общ. Ред. К.М. Поливанова. T.l. К.М. Поливанов. Линейные электрические цепи с сосредоточенными постоянными. -М.: Энергия. 1972. -240 с.

201. Тимофеев Д.В. Режимы в электрических системах с тяговыми нагрузками.- М.: Энергия. 1972.- 296 с.

202. Тер-Оганов Э.В. Уменьшение потерь электроэнергии в КС от уравнительных токов // Сбор, научн. трудов УралГАПС.1995. № 3 — С.39 43.

203. Тиристорное управление электрическим подвижным составом постоянного тока / В.Е. Розенфельд, В.В. Шевченко, В.А. Майбога, Г.П. Долабе-ридзе. М.: Транспорт. 1970. - 240 с.

204. Тихменев Б.Н. Электрическая тяга поездов в 2000 году // Электрическая тяга на рубеже веков: Сб. научн. тр. / Под ред. A.JI. Лисицына. — М.: Ин-текст. 2000.-С. 13-23.

205. Тихомиров П.М. Расчёт трансформаторов.- М.: Энергоатомиздат. 1986.- 528 с.

206. Тихменев Б.Н., Трахтман Л.М. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт. 1980. — 470 с.

207. Тревас М.Д. Высшие гармонические выпрямленного напряжения и их снижение на тяговых подстанциях постоянного тока. —М.: Транспорт. 1964. — 145с.

208. Трехфазный преобразователь числа фаз / Ахмеров Р.А., Куликов С.Г. и др. Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе А.С. SU №1072210 А. 1982.

209. Трехфазный преобразователь числа фаз / Ахмеров Р.А., Куликов С.Г. и др. Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе А.С.Пат. СССР № 555523. кл.Н02М5/14. 1973.

210. Троллейбус пассажирский ЗИУ-682. — М.: Транспорт. 1977. -208 с.

211. Тяговые подстанции: Учебник для вузов жел. дор. транспорта / Ю.М. Бей, P.P. Мамошин, В.Н. Пупынин, М.Г. Шалимов. — М.: Транспорт. 1986. — 319с.

212. Угрюмов А.К. Неравномерность движения поездов. — М.: Транспорт. 1988.-117 с.

213. Устройство для преобразования трехфазного напряжения в девяти-фазное / Ахмеров Р.А., Куликов С.Г. и др. Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе А.С. пат. СССР № 1029354. кл. Н02М5/14. 1983.

214. Устройство и ремонт электропоездов метрополитена / Сементовский Э.А. и др. -М.: Транспорт. 1991.-335 с.

215. Фаулер М., Скотт К. UML в кратком изложении: Применение стандартного языка объектного моделирования / под ред. JI.A. Калиниченко. -М.: Мир. 1999.-407 с.

216. Федорова Е.Н. Современное состояние и основные направления сокращения энергопотребления на железнодорожном транспорте США, ФРГ, Франции и Великобритании // Труды ин-та комплексных транспортных проблем при Госплане СССР. 1987. № 121.-С.41 -61.

217. Феоктистов В.М., Павельчик М.П. Повышение тягово-энергетической эффективности транспортных систем при помощи накопителей энергии // Транспорт: наука, техника, управление / ВИНИТИ. 1999. № 12. С.21 — 26.

218. Феоктистов В.П. Классификация структурных схем электроподвижного состава постоянного тока с импульсным регулированием // Электротехническая промышленность / Серия. Тяговое и подъемно-транспортное электрооборудование. 1980. Вып. 6 (72). С.1 — 5.

219. Феоктистов В.П. Структуры систем автоматического регулирования тяговых электроприводов с импульсными преобразователями // Электротехническая промышленность / Преобразовательная техника. 1979. Вып. 11 (118).-С.26 —29.

220. Феоктистов В.П., Петраковский С.С., Сидорова Н.Н. Условные потери электроэнергии в стационарных устройствах электрической тяги на ж. д. транспорте и возможности их снижения // Транспорт: Наука, техника, управление/ВИНИТИ. 1999. № 11.-С.23-38.

221. Феоктистов В.П., Сидорова Н.Н., Погосов В.Ю. Проблема нормирования и экономии энергозатрат в тяге поездов // Транспорт: Наука, техника, управление / ВИНИТИ. 1999. № 12. С.31 - 38.

222. Фильчаков П.Ф. Численные и графические методы прикладной математики. Киев: Наукова думка. 1970. — 798 с.

223. Фишлер Я.Л. и др. Преобразовательные трансформаторы. М.: Энергия. 1974.-224 с.

224. Фролов Ю.Г., Кухаренко Г.А. Технические, технологические и организационные меры по экономии топлива и электроэнергии на сети железных дорог // ЭИ ЦНИИТ ЭИ. МПС. 1986. № 2. 40 с.

225. Хвостов B.C., Гаврилов Я.И. Вагоны метрополитена с импульсным регулированием скорости при пуске и торможении // Электричество. 1972. №9.-С. 19-24.

226. Хвостов B.C., Гаврилов Я.И., Енгус А.Е. Исследование особенностей совмещенного способа импульсного регулирования напряжения и тока возбуждения тяговых двигателей / Под ред. В.А. Винокурова. Тр. МИИТ. 1977, вып. 553. - 130 с.

227. Хомяков Б.И., Гомола Г.Г., Басов Ю.Г., Назаров О.Н., Белокрылин А.Ю. Перспективы улучшения показателей пригородных электропоездов //

228. Электрическая тяга на рубеже веков: Сб. научн. тр. / Под ред. A.J1. Лисицына. -М.: Интекст. 2000.-С. 105 129.

229. Харитонов С.А. Энергетические характеристики нелинейных электрических цепей с вентилями. Геометрические аналогии: Учебное пособие.-Новосибирск: Изд-во НГТУ. 1998.- 168 с.

230. Черемисин В.Т., Дубовик Е.П. Способ расчёта высших гармоник, генерируемых несколькими электротяговыми нагрузками // Динамика электрических машин: Межвуз.тем.сб.науч.тр./Омский политех, ин-т.- Омск: 1985.-С.150- 153.

231. Шалимов М.Г. Мешающие влияния электрических железных дорог на смежные устройства. -Омск: Омская гос. акад. путей сообщения. 1996. —19 с.

232. Шалимов М.Г., БарковскийБ.С., Пономарев А.Г. Коэффициент мощности многопульсовых выпрямителей // Повышение качества электрической энергии на тяговых подстанциях: Межвуз. темат. сб. научн. тр. Омск: Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. 1979. - С.22 - 28.

233. Шевченко В.В., Арзамасцев Н.В., Бодрухина С.С. Электроснабжение наземного городского электрического транспорта. — М.: Транспорт. 1987. — 345 с.

234. Шидловский А.К., Москаленко Г.А. Симметрирующие устройства с трансформаторными фазосдвигающими элементами. — Киев: Наук, думка. 1981.-202 с.

235. Шляпошников Б.М. Игнитронные выпрямители. — М.: Трансжелдор-издат. 1947. 648 с.

236. Шницер JI.M. Трёх-двухфазные трансформаторы // Вестник теоретической и экспериментальной электротехники. № 7.- 1928.- С.260 270.

237. Щуров Н.И, Головин A.M. Преобразователь напряжения для вагона метро на основе единичных модулей // Энергетическая электроника на транспорте: Тезисы докладов конференции. -Севастополь: СПИ. —1990.1. С. 82-83.

238. Щуров Н.И. Вопросы энергосбережения в импульсных системах следящего рекуперативно-реостатного торможения электроподвижного состава // Научный вестник НГТУ. — Новосибирск: НГТУ. 2000. №2(9). — С.132-146.

239. Щуров Н.И. Методы повышения эффективности использования электрической энергии в субподсистеме электрического транспорта // Вестник Красноярского гос. техн. ун-та. Транспорт / Отв. Ред. В.Н. Катаргин. -Красноярск: КГТУ. 2002. Вып. 29.-С.101 105.

240. Щуров Н.И. Методы повышения эффективности преобразования энергии рекуперативного торможения // Материалы юбилейной научно-технической конф. ППС и инж.-техн. работников реч. тр-та и др. отраслей. Часть II. Новосибирск: НГАВТ. 2001. - С.45 - 46.

241. Щуров Н.И. Система тиристорного упраления смешанным торможением электроподвижного состава постоянного тока // Автоматизированные электромеханические системы: Межвузовский сб. научн. тр. / Под ред. Г.П. Лыщинского. Новосибирск: НЭТИ. 1979. — С.205-214.

242. Щуров Н.И. Совершенствование принципа преобразования энергии рекуперации на электроподвижном составе // Вестник Красноярского гос. техн. ун-та. Транспорт / Отв. Ред. В.Н. Катаргин. — Красноярск: КГТУ. — 2001. Вып. 25.-С.119- 125.

243. Щуров Н.И. Теоретические основы преобразования энергии рекуперации при торможении электроподвижного состава // Научный вестник НГТУ. Новсибирск: НГТУ. 2002. - №1(12). - С.121 - 129.

244. Щуров Н.И. Электросберегающий принцип рекуперации энергии поезда и анализ электромагнитных процессов // Сб. научн. тр. НГТУ. — Новосибирск: НГТУ. 2001. №2(24). - С.95 - 102.

245. Щуров Н.И. Энергосберегающие технологии в системах рекуперативно-реостатного торможения // Совершенствование технических средств электрического транспорта. — Новосибирск: НГТУ. 2001. Вып. 2. — С. 5-16.

246. Щуров Н.И., Храмченко В.А., Никулин М.Ю. Устройство непрерывного контроля токов утечки троллейбуса // Совершенствование технических средств электрического транспорта. Новосибирск: Изд-во НГТУ. 1999. -С. 14-24.

247. Щуров Н.И., Никулин М.Ю., Храмченко В.А. Исследование характера тока утечки троллейбуса // Совершенствование технических средств электрического транспорта. — Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2001. Вып. 2.- С.66-73.

248. В.А. Исследование процессов в субподсистеме электрического транспорта //Совершенствование технических средств электрического транспорта. — Новосибирск: Изд-во НГТУ 2001. Вып. 2. С.36 - 50.

249. Щуров Н.И. Исследование режимов работы и определение основных параметров тиристорно-импульсной системы следящего рекуперативно-реостатного торможения электроподвижного состава городского транспорта: Дис.канд.техн.наук-М.: МЭИ. 1976.-194 с.

250. Экспериментальные исследования электромагнитных процессов в двенадцатипульсовом выпрямителе последовательного типа / Комякова Т.В., Магай Г.С., Пономарев А.Г., Салита Е.Ю. Омск: Омский ин-т инж. ж.-д.1. О трансп. 1986. 10 с.

251. Электропоезда постоянного тока с импульсными преобразователями / Под ред. В.Е. Розенфельда. М.: Транспорт. 1981. - 480 с.

252. Электротехнический справочник: В 3-х томах. Т.2. Электротехнические изделия и устройства / Под общ. ред. профессоров МЭИ (Гл. ред. И.Н. Орлов). М.: Энергоатомиздат. 1986. — 712 с.

253. Энергетическая электроника: Справочное пособие. Пер. с нем./ Под ред. В.А. Лабунцова. М.: Энергоатомиздат. 1987. — 464 с.

254. Эффективная схема выпрямленных агрегатов подстанций / Шалимов М.Г., Панфиль Л.С., Барковский Б.С., Маценко В.П. // Железнодорожный транспорт. 1979. № 9. С.47-50.

255. Эффективность и надёжность рекуперации на электрифицированных дорогах постоянного тока: Труды ВНИИЖТа. / Под ред. С.Д. Соколова.- М.: Транспорт. 1965. 142 с.

256. Яценко А.А. Применение схемы «скользящего» треугольника в многофазных преобразователях // Электричество. 1982. № 7. С. 17-23.

257. А.с. 1638779 СССР, МКИ Н02М 7/12. Преобразователь переменного тока в постоянный / Барковский Б.С., Магай Г.С., Маценко В.П., Пономарев А.Г., Салита Е.Ю.

258. А.с. 1046872 СССР, МКИ н02м7/08.Преобразователь переменного напряжения в постоянное / A.M. Репин, В.А. Иванов. №3443056/24-07; Заявл. 27.05.82; Опубл. 07.10.83. Бюл. № 37. - 4 с.

259. А.с. 1066001 СССР, МКИ н02м7/06.Преобразователь переменного напряжения в постоянное / A.M. Репин, С.П. Розиньков. №3480241/24-07; Заявл. 12.08.82; Опубл. 07.01.84. Бюл. № 1. - 4 с.

260. А.с. 1086524 СССР, МКИ н02м7/08.Источник постоянного напряжения с n-кратной частотой пульсаций / A.M. Репин. №3440785/24-07; Заявл. 21.05.82; Опубл. 15.04.84. Бюл. № 14. - 14 с.

261. А.с. 1275725 СССР, МКИ н02р5/06. Устройство для импульсного регулирования электродвигателя постоянного тока / A.M. Головин, Н.И. Щуров, В.В. Бирюков, С.М. Кузнецов. -№3840700/24-07; Заявл. 11.01.85.; Опубл. 07.12.86. Бюл. № 45. 4 с.

262. А.с. 1343518 СССР, МКИ н02мЗ/10. Цифровое устройство для управления тиристорным преобразователем / A.M. Головин, Н.И. Щуров, С.М. Кузнецов, А.Г. Галкин. № 3892944/24-07; Заявл. 07.05.85.; Опубл. 07.10.87. Бюл. №37.-4 с.

263. А.с. 1410252 СССР, МКИ н02р5/06.Способ управления электродвигателем / A.M. Головин, Н.И. Щуров, В.В. Бирюков, С.М. Кузнецов. -№3875876/24-07; Заявл. 01.04.83.; Опубл. 15.07.88. Бюл. 26. 4 с.

264. А.с. 434546 СССР, МКИ н02м5/14.Преобразователь двухфазного напряжения в многофазное / Г.И. Шапкайц, В.Н. Оранский. №1322713/24-07; Заявл. 07.04.69; Опубл. 30.06.74. Бюл. № 24. - 4 с.

265. А.с. 729777 СССР, МКИ н02м7/06. Преобразователь m-фазного переменного напряжения в постоянное / Ю.В. Потапов. №1966796/24-07; Заявл. 25.10.73; Опубл. 25.04.80. Бюл. № 15. - 4 с.

266. Betle G.R. Computer Based Routing and Scheduling in Metropolitan Regions//Journal of Transportation Engineering. 1990.-Vol.116, №6. - P.809-814.

267. Bennel F.T. Current equalizing transformer for current balance in parallel — connected 12-puls converter // IEE Proc. 1988. B.135. № 2 - P.85 - 90.

268. Cascetta Ennio, Cantarella Giulio Erberto. A Day-to-day and Within-day Dynamic Stochastic Assignment Model // Transp. Res. 1991. -A.Vol. 25A, № 5. -P.277-291.

269. Kikuchi Shinya. Scheduling Method for Demand — Responsive Transportation System // Journal of Transportation Engineering. 1989. Vol.115, № 6. — P.63 0-645.

270. Korzycki Eugeniusz Przeksztaltniki diodowe 12-fazowe dla potrzeb trakcji electryczney PKP Zalety oraz wininajace nowe zagadnienia techniczne // Pr. Inst, electr. 1985. № 136.-P.79-94.

271. MATHCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95. -М.: Филинъ. 1997. — 712 с.

272. Onix, Г onduieur des trains demain / Herisse P.// Vie Rail. 1995. -№ 2205. -P.6 - 7.

273. Oonishi Atsushi. DC converter for railways. Мэйдэн дзихо. 1980.- № 155. — P.31-34.

274. Schafer A., Victor D. The Past and Future of Global Mobility // Scientific American. 1997.- 277, № 4, Spec. Jssul. P.36-39.

275. Schurov N.I. Estimation of consumption efficiency of recuperation energy in power net // Proc: The 1-st Russian Korean International Symposium on Applied Mechanics (RUSKO -AM-2001)/ Novosibirsk, Russia. 2001. P. 177-179.

276. Schurov N.I., Parakhnevich A.A. Board electrical power supply system on discretic transforming modules //Abstr.: The Third Russian-Korean Intern. Simp, on Science and Technology (KORUS'99). Novosibirsk, Russia. 1999. Vol.2. -P.726.

277. Scott G. Polyphase Transmission // Electrician .1894. №32. P.640.

278. Toyomi Gondo. DC railway feeding system // Meiden Review International Edition. 1998. № 2. - P. 14-16.