автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Многофункциональный тиристорно-импульсный регулятор для аккумуляторного электротранспорта

На правах рукописи

АРХИПОВ рГБ 0Д

Константин Алексеевич

2 - ДЕК Ш

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ТИРИСТОРНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ АККУМУЛЯТОРНОГО ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА

Специальность 05.09.03 — Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1999

Работа выполнена в Петербургском государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель —

заслуженный работник транспорта РФ доктор технических наук, профессор ПЛАКС Алексей Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ГАВРИЛОВ Геннадий Николаевич;

кандидат технических наук, доцент ВАСИЛЬЕВ Юрий Павлович

Ведущее предприятие — Санкт-Петербургский метрополитен.

в.....................................r___...jHHoro совета

К 114.03.07 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ауд. 5-407. Fax (812) 315-26-21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Университета.

Автореферат разослан «/£?» 999 г.

Ученый секретарь совета К 114.03.07 канд. техн. наук, доцент В. С. СМИРНОВ

Подписано к печати 24.08.99 г. Объем 1,3 п. л. Формат бумаги 60Х84'/1б-

Тираж 100. Зак. 684. 190031. С.-Петербург, Московский пр., 9. РТП ПГУПС.

. 1999 г.

Актуальность работы. Погрузоразгрузочные работы, транспортировка массовых сыпучих и штучных грузов на короткие расстояния - непременный этап в производственном цикле различных видов транспорта и составная часть технологического процесса многих производственных предприятий.

Для выполнения этих задач широко применяется аккумуляторный электротранспорт (АЭТ), который можно подразделить на две наиболее многочисленные категории:

- напольный безрельсовый электротранспорт (погрузчики, штабеле-

ры, тележки, тягачи, электромобили) около 40% от общего числа;

- рудничный электротранспорт. V

Несмотря на расширение конвейеризации, электровозная откатка остается основным видом транспорта по горизонтальным магистральным выработкам угольных шахт. Ею оснащено 80% откаточных выработок (по протяженности), и она обеспечивает около 70% грузоперевозок угля.

Локомотивный парк отрасли имеет более 25 тыс. электровозов: из них контактных около 30% и аккумуляторных около 70%. Другие виды локомотивов почти не применяются.

Аккумуляторная тяга имеет следующие преимущества по сравнению с двигателями внутреннего сгорания:

- отсутствие выхлопных газов.

- простота управления,

- взрывобезопастность,

- высокий к.п.д.,

- пониженный уровень шума.

Основным недостатком аккумуляторного электротранспорта является необходимость периодических зарядов аккумуляторной батареи (АБ) в течение 6-8 часов ежесуточно на специально оборудованных зарядных станциях. Поэтому АЭТ более 25% времени простаивает на зарядных станциях.

Цель работы. Повысить эффективность АЭТ путем

1. снижения расхода энергии за счет импульсного регулирования напряжения и рекуперативного торможения;

2. ускорения заряда никель-железных аккумуляторных батарей током асимметричной формы;

3. повышения безопасности движения за счет применения электрического торможения;

4. использования технологических перерывов в работе для подзаряда аккумуляторной батареи.

Основные задачи работы. —

- разработка многофункционального тирисгорно-импульсного регулятора (ТИР), обеспечивающего режимы пуска, рекуперативного торможения и заряда тяговой АБ, технико-экономическое обоснование эффективности его применения;

- исследование процессов электрического торможения с учетом особенностей АЭТ;

- разработка методики построения частотных характеристик замкнутых систем управления для выбора параметров ТИР;

- исследование заряда никель-железных батарей током асимметричной формы с помощью многофункционального ТИР от сети постоянного и переменного напряжения; ! "

- эксплуатационные испытания аккумуляторного электровоза на строительстве Петербургского метрополитена.

Методика исследований. В работе использованы метода теории электрических цепей, электрических машин, импульсного регулирования, электрической тяги, численные методы решения дифференциальньк уравнений, математическое моделирование. Основные результаты подтверждены экспериментами на полномасштабной макетной установке мощностью 10 кВт (лаборатория электрической тяги ПГУПС), на опытном грузовом V электромобиле (РЭЗ), на опытном контактно-аккумуляторном электровозе '/ (Санкт-Петербургский метрополитен). Научная новизна.

1. Разработаны рекомендации по режимам электрического торможения с учетом низкого питающего напряжения, малой остаточной э.д.с. и незначительной индуктивности тяговых двигателей акку-!/ муляторного электротранспорта;1

2. Предложен метод расчета предельной частоты регулирования двухпозиционных систем с учетом параметров контура коммутации, позволяющий определять ограничения по коэффициентам заполнения.

3. Определены и экспериментально подтверждены особенности пульсации тока в цепи тяговых двигателей (ТД) при различных принципах управления регулятором напряжения.

4. Разработана математическая модель "Тяговый двигатель - ТИР" реализованная на ПЭВМ широкого применения, позволяющая выбирать алгоритм работы ТИР, обеспечивающий стабильные условия коммутации тиристоров при низком питающем напряжении.

Практическое значение. В соответствии с основными целями и задачами разработан и испытан многофункциональный ТИР, обеспечивающий режим тяги, электрического торможения и заряда аккумуляторных батарей

при минимальном количестве дополнительных полупроводниковых приборов и коммутирующих аппаратов.

Даны рекомендации по сокращению времени и повышению к.п.д. заряда никель-железных аккумуляторных батарей.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при создании электрооборудования для электропогрузчиков с импульсным регулированием и опытного электромобиля на производственном объединении "Рижский электромашиностроительный завод". Устройство для заряда АБ асимметричным током по а.с. №503322 внедрено на Свердловской железной дороге. Устройства ТИР по а.с. №888313 и № 420074 внедрены на Ленинградском метрополитене, разработан и испытан контактно-аккумуляторный электровоз (а.с. № 1193737, 1546305, св. № 3845 на полезную модель).

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты доложены и обсуждены на

1. Всесоюзной конференции по тиристорно-импульсному регулированию напряжения на ЭПС. МЭИ, Москва. 1971.

2. ХУЛ научно-технической конференции. УЭМИИТ, Свердловск. 1973.

3. Научно-техническом совещании "Состояние и перспективы развития электромобильного транспорта". Леноблсовет НТО, Ленинград. 1976.

4. Конференции "Энергетическая электроника на транспорте". Севастополь. 1990.

5. Всесоюзной научно-технической конференции. Днепропетровск. 1990.

6. Всероссийской научно-практической конференции. ПГУПС. Совершенствование подвижного состава и его обслуживание. Санкт-Петербург. 1999.

По результатам работы опубликованы 5 статей, тезисы 6 докладов на научно-технических конференциях, получено 10 авторских свидетельств.

Объем работы. Диссертационная работа содержит 186 страниц машинописного текста, 43 страниц рисунков и библиографический список, включающий 148 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В главе I дана классификация: аккумуляторного электротранспорта. Наиболее многочисленными видами АЭТ являются напольный безрельсовый транспорт и рудничные электровозы. ( . :

Электровозная откатка - основной вид транспорта в угольной промышленности, где работают около 25тыс. электровозов. Наиболее тяжелые условия работы таких электровозов имеют место в условиях строительства метрополитенов.

Исследованы режимы движения опытного аккумуляторного электровоза в строящемся участке метрополитена Санкт-Петербурга'. Установлено, что наибольшее количество пусков (65%) происходит при начальной скорости, близкой к нугао, а начальные скорости торможения лежат в диапазоне 0,55 - 1,0 от максимальной скорости, когда эффективность рекуперации наибольшая. Продолжительность пуска и торможения электровоза составляет 53% от общего времени. Эти данные подтверждают целесообразность применения импульсного пуска и рекуперативного торможения для увеличения пробега аккумуляторного электротранспорта между зарядками АБ.

Специфической особенностью АЭТ является необходимость периодического заряда тяговых АБ. Создание стационарных станций для заряда АБ, требует значительных капитальных вложений и не позволяет вести подзаряд батарей во время технологических перерывов в работе. Оборудование электротранспорта бортовым зарядным устройством ограничено трудностями его размещения, усложнением электрооборудования, увеличением стоимости.

Поэтому был разработан многофункциональный тиристорно-импульсный регулятор (рис.1, а.с. № 532542), который обеспечивает

- плавный пуск,

- рекуперативное торможение с отдачей энергии на АБ до скорости 20% от номинальной,

- заряд АБ импульсным током от сети постоянного и переменного напряжения Uc,

- заряд АБ асимметричным током для восстановления емкости АБ,

- подзаряд АБ во время технологических перерывов в работе.

При пуске (замкнуты контакторы ВП, Кц и Км) напряжение на тяговом двигателе Я-ОВ регулируется поочередным отпиранием тиристоров ТР, Тз и Тк- Для запирания тиристора Тр подается сигнал управления на тиристор Тк. Конденсатор Ск перезаряжается после запирания Тр по цепи диодов Дп и Д1, а ток тягового двигателя замыкается по диодам Дщ и Дов-

В режиме рекуперативного торможения замкнуты контакторы НЗ и Кв- При отпирании тиристоров Тр и Т3 происходит заряд Ск, нарастает ток самовозбуждения через диоды Дрек, Дь Др и ток подвозбуждения через резистор Я. После запирания ТР ток двигателя спадает через диоды Дрек, Дш, Дов на АБ.

Для заряда АБ отключаются все контакторы, а поочередным отпираниям тиристоров Т и Тр, Тк, Тр и Т3 регулируется ток заряда импульсный или асимметричной формы. Для улучшения формы импульсного тока заряда АБ и сглаживающий реактор Ьсгл охвачены обратным диодом Дшь

Тиристорно-импульсный регулятор по а.с.№ 1546305 [19] позволяет осуществлять кроме того

пуск электровоза при фазо-импульсной модуляции, подзаряд АБ при движении под контактным проводом после окончания пуска,

автоматическое переключение питания от контактной сети на АБ и обратно.

Для предварительной оценки вариантов систем регулирования и ТИР в работе принят энергетический коэффициент К, равный отношению полезной энергии двигателя ко все/потребленной, т.е. к.п.д. системы в целом. С учетом потерь в двигателе, регуляторе и источнике питания выражения энергетического коэффициента для конгакгорно-реостатной Ккр и импульсной Ким систем регулирования соответственно имеют вид:

Кар =7"V (1)

Ким=Г|прГ|' (2)

где т) - к.п.д при контакторно-реостатном регулировании, г|' - к.п.д. ТД при импульсном регулировании, Кп - коэффициент пуска.

Для сравнения тиристорно-импульсных регуляторов использованы следующие показатели: масса на I кВт установленной мощности (Кд кг/кВт) при заданном коэффициенте пульсации тока (КО и диапазоне регулирования напряжения (Ки); коэффициент использования импульсного регулятора (Кпр), равный отношению номинальной мощности тягового электродвигателя к установленной мощности полупроводниковых приборов.

Установлено, что многофунвдиональный ТИР позволяет увеличить пробег транспортной единицы на 27%, уменьшить начальные капиталовложения на величину стоимости зарядной станции, улучшить использование регулятора и уменьшить эксплуатационные расходы. Применение та-

кого регулятора дает экономический эффект 26890 руб. в год на электровоз, 4311 руб. в год на электромобиль (в ценах 1982 года).

Выбор'Способа регулирования напряжения определяется необходимым; законом изменения тока нагрузки и допустимым диапазоном изменения частоты коммутации тиристоров. Для обоснования выбора способа регулирования необходимо установить зависимость частоты переключения тиристоров от коэффициента заполнения, т.е. частотную характеристику импульсного регулятора.

С этой целью проведено математическое моделирование регулирования напряжения тяговых двигателей тиристорно-импульсными преобразователями с замкнутыми системами управления.

Математическое моделирование систем регулирования напряжения ТД показало, что для однопозиционных систем характерно появление прерывистых токов, изменение частоты переключения тиристоров и величины пульсации тока по мере снижения скорости движения. В связи с тем, что индуктивность обмоток ТД АЭТ мала, доказана целесообразность применения двухпозиционной системы, для которой построены частотные характеристики, методом аппроксимации скоростной характеристики ТД в диапазоне скоростей от 0 до Уп. Период управления для этой системы определяется по выражению:

Т = А1, +М2 = т

-1п-

(К.-1Х1+К,)

О + К.ХК.п + К.-!)

а+к1)(кжп-1)+к.а-к,^

(3)

где Кк

п — ■

— соответственно обратная текущая и прямая

пусковая кратности тока уставки;

Гу - величина установившегося тока двигателя для определенной

скорости; К, =

А1 21™

- коэффициент пульсации;

Д^ и Д12 - интервалы времени открытого и запертого состояний рабочего тиристора.

Параметры контуров коммутации ТИР в системе регулирования определяют их частотные свойства. Предложены решения, исключающие срывы преобразователя, ограничивающие перерегулирование тока ТД и максимальной частоты переключения тиристоров. Экспериментальная частотная характеристика отличается от расчетной не более, чем на 10... 12% (рис.2).

По результатам приведенных исследований сделаны следующие выводы:

1. Аккумуляторный электротранспорт более 50% времени работает на промежуточных позициях контроллера. При этом потери в пусковых реостатах достигают '12%; Пробег между зарядками батареи можно увеличить на 14-20% за счет применения импульсного регулирования напряжения и рекуперативного торможения.

2. Многофункциональные ТИР, предназначенные для пуска^ электрического торможения, заряда и подзаряда батарей от сети постоянного и переменного тока, обеспечивают увеличение пробега между зарядками батарей до 27%, сокращение капитальных вложений на величину стоимости зарядной станции и снижение эксплуатационных расходов до 15%.

3. В однопозидаонных системах регулирования с постоянной частотой управления при пуске и торможении частота переключения тиристоров снижается в 4-5 раз и неизбежен режим прерывистых токов.

Двухпозиционные системы регулирования позволяют избежать режима прерывистых токов во всем диапазоне изменения скорости движения АЭТ.

4. При использовании двухпозиционной системы регулирования максимальная частота управления определяется коэффициентом неравномерности тока нагрузки. Предложенный метод расчета предельной частоты регулирования, учитывающий параметры контура коммутации, позволяет определить ограничения по минимальному и максимальному коэффициентам заполнения. Расчетная частотная характеристика регулятора отличается от экспериментальной не более чем на 10-12%.

В главе 2 приведена математическая модель системы тяговый двигатель - тиристорно-импульсный регуляп-ор.

Цель моделирования в данном случае - определение параметров силовой цепи, позволяющих избежать появления прерывистых токов во всем диапазоне регулирования.

Схема математической модели тягового привода электровоза, приведенная на рис.5 соответствует требованиям, предъявляемым к используемым программным продуктам:

. Выбрана программа PSpice и графический постпроцессор Probe, предназначенный для вывода результатов моделирования. : ■ а. Математическая модель тягового двигателя.

Электромагнитные процессы в тяговом приводе с импульсным регулированием напряжения характеризуются

- широким диапазоном изменения частоты (125-400 Гц);

- значительными пульсациями напряжений и токов;

- перенапряжениями, вызванными коммутационными процессами в преобразователе.

При построении модели тягового двигателя (рис.3) использованы следующие принципы:

- Мгновенное значение тока возбуждения определяется датчиком

и передается в контур вихревых токов в виде э.д.с. Еп. Параметры контура вихревых токов определяются в соответствии с постоянной времени ТД с учетом насыщения. В зависимости от величины I в контуре вихревых токов согласно кривой намагничивания рассчитывается э.д.с. вращения Евр. Используя экспериментальные кривые Ф=/(1) и п=/(1) найдена зависимость

_ 1,0065-V ь =

63

а +

(1-е)

1 + е d

(4)

Разница между экспериментальной кривой и рассчитанной при моделировании составляет 0,46t0,75 %.

В модели ТД учтено насыщение стали машины, зависимость L=f(l) представлена в виде

L/L^l+0,002341-2,34-1(Г512 (5)

б. При математическом моделировании ТИР использована модель тиристора, остающегося во включенном состоянии после снятия импульса управления, пока его прямой ток не станет меньше тока удержания на время большее времени выключения. Схема замещения, выполненная на основе ключей (рис.4), состоит из силовой и управляющей частей. Силовая часть - это ключ S1, диод D1, источник напряжения V2, выполняющий функцию датчика тока, резистор R1 и конденсатор С1, моделирующие обратное сопротивление тиристора и емкость полупроводниковой структуры.

Схема управляющей части состоит из резистора R4, двух параллельно соединенных ключей: S10 (управляется сигналом управления) и V10 (током через источник V2), конденсатора CU1, шунтированного резистором R3, и последовательно соединенных резистора R2 и диода D2.

Время включения модели тиристора зависит от постоянной времени цепи заряда CU1-R2, а время выключения от постоянной времени разряда CU1 на R3. При фиксированном значении CU1 время включения и выключения задается изменением сопротивлений R2 и R3 и напряжений замыкания и размыкания, ключа S1. Заряд обратного восстановления (Q^) имитируется конденсатором С1, обратный ток в закрытом состоянии (Ir) моделируется резистором R1.

в. Схема замещения системы "Тяговый двигатель - тиристорно-импульсный регулятор" показана на рис.5. Состоит из схемы ТЭД (рис.3) и ТИР, построенного на базе схемы (рис.4).

На математической модели исследованы токи и напряжения в контуре коммутации ТИР, а также напряжение и ток тягового двигателя.

.1. Получена зависимость пульсации тока в функции от частоты и индуктивности сглаживающего реактора (рис.6).

2. Установлено, что для избежания режима прерывистых токов во всем диапазоне регулирования при fy > 250 Гц необходимо включить сглаживающий реактор индуктивностью 3 мГн (рис.6):

3. Среднеквадратичная погрешность аппроксимации кривой намагничивания не должна превышать 0,1% , когда токи тягового двигателя определяются с погрешностью < 5%.

4. Результаты экспериментальной проверки достоверности математической модели приведены в главах 3 и 5.

В главе 3 приведены результаты экспериментальных исследований электрического торможения тяговых двигателей АЭТ с многофункциональным регулятором [а.с. № 532542, 888313]. [13,15].

Для проведения экспериментов разработана физическая модель, позволяющая. имитировать режимы пуска, движения, рекуперативного торможения и заряд батареи (рисЛ). На модели исследованы тяговые двигатели АЭТ 4ДТ-001, ЗДТ-81, ЗДТ-73, ЗДТ-52, выпуска ПО "РЭЗ", и ДТ6,3/7,5 выпуска фирмы "Балканкар" НРБ.

Проверка работоспособности созданного ТИР во всех режимах движения и исследование электрического торможения АЭТ с замкнутыми системами управления проводилась с тяговыми двигателями 4ДТ-001 и ДРТ-10 мощностью 10 КВт на. физической модели, опытном электромобиле и аккумуляторном электровозе АРП-7.

Применение рекуперативного торможения на АЭТ затруднено низким напряжением питания и малой остаточной э.д.с., которая меньше прямого падения напряжения в диодах и тиристорах контура короткого замыкания. Поэтому для устойчивого рекуперативного торможения двигателей АЭТ необходимо подвозбуждение и включение диода Дов-

Импульсное рекуперативное торможение возможно только при использовании замкнутых систем управления, которые кроме того позволяют реализовать требуемые законы регулирования, автоматизировать процесс пуска и торможения ТД, поддерживать в заданных пределах пусковой (тормозной) ток.

В работе исследованы три варианта замкнутых систем регулирования с контролем мгновенного значения тока: однопозиционная с контролем

1„ип; однопозиционная с контролем 1^; двухпозиционная с контролем обоих уровней тока; с контролем среднего значения тока.

Незначительная индуктивность тягового двигателя сильно увеличивает скорость нарастания тока в режиме рекуперации, и коммутирующий узел не может обеспечить надежное запирание тиристора. В связи с этим в цепь ТД необходимо включить сглаживающий реактор 3-4 мГн. ""

В замкнутой системе с контролем рекуперативное торможение возможно от V,, до 0,5УН. Ток якоря в указанном диапазоне поддерживается постоянным в соответствии с уставкой датчика тока, величина среднего тока, отдаваемого батарее, уменьшается от 1б „ах до 0.

Однопозиционная система с контролем Г™* имеет более широкий диапазон скоростей рекуперативного торможения от У„ до 18% У„ ! Однако, отдача энергии на батарею прекращается при скорости вращения: « 0,5УН. В этом случае особенно четко выражается зона прерывистых токов.

Двухпозиционная система управления преобразователем дает возможность реализовать импульсную рекуперацию в диапазоне частоты вращения от Пн до 10-12% п„ об/мин, при этом обеспечивается постоянство тормозного тока. На рис.7 изображены зависимости среднего тока якоря от частоты вращения ТД в режиме торможения для различных систем управления.

В результате исследования установлено:

1. Постоянство заданного тормозного момента в широких пределах изменения частоты вращения якоря, обеспечивается при двухпозиционной системе управления.

Рекуперативное торможение на АБ в качестве основного тормоза может быть использовано только при подвозбужденин тягового двигателя, включении сглаживающего реактора и замкнутой по току системой управления.

2. Эксперимент на полномасштабной физической модели подтвердил адекватность разработанной математической модели. Ошибка в определе-" '" нии величин токов и напряжений на ТД не превышает 5% во всем диапазоне регулирования. н

Глава 4. В главе рассматривается режим заряда никель-железных ба-г' тарей (НЖ) асимметричным током с целью

- разработки ТИР для заряда батарей асимметричным током,

- проверки работоспособности ТИР в таком режиме,

- определения влияния асимметричного тока на заряд НЖ батарей

(время, отдаваемую емкость, температуру нагрева),

- определения параметров ТИР, обеспечивающих наиболее эффективный режим заряда.

В ходе работы над системой регулирования напряжения ТД для АЭТ было разработано несколько вариантов ТИР для заряда батарей асимметричным током, защищенные авторскими свидетельствами [12, 13, 15, 18, 19].

В результате математического анализа регулирования зарядного тока от сети постоянного напряжения получены основные соотношения между питающим напряжением ии, э.д.с. батареи Е, коэффициентом заполнения X

И ТОКаМИ 1-; Ср , I, шах » ^р шах И 1р ср •

Определены функциональные возможности регулятора в режиме заряда АБ от сети постоянного напряжения и получены зависимости 1зср=ад и для разных уровней питающего напряжения.

Напряжение на коммутирующем конденсаторе достигает 31Гб , поэтому разрядный импульс тока, формируемый этим контуром, по амплитуде достигает 900 А при длительности 250 мкс и среднем разрядном токе 7,2 А. Величина амплитуды зарядного импульса регулируется от 800 до 60 А, средний зарядный ток от 544 до 2,5 А в зависимости от уровня питающего напряжения.

Проведено экспериментальное исследование заряда НЖ АБ током асимметричной формы от сети постоянного напряжения с длительностью импульса заряда от 4 до 7 мс и амплитудой от 50 до 80 А, разряда - от 0,8 до 1,9 мс и от 60 до 140 А.

' Эффективность заряда НЖ АБ определяется частотой следования и формой импульсов. При частоте 140 Гц температура' электролита на 7...12 °С выше, чем при заряде постоянным током, и, в отдельных случаях, превышает допустимую. Установлено, что наиболее рациональная частота импульсов 50...60 Гц; при этом температура электролита, по сравнению с зарядом постоянным током, повышается не более чем на 5 0 С и не превосходит допустимую (рис.8).

В результате установлено:

1. Заряд никель-железных батарей асимметричным током в течение 6 часов позволяет увеличить отдаваемую емкость на 10-15% и к.п.д. заряда ~5% по сравнению с режимом заряда постоянным током в течение того же времени.

2. Разработаны зарядные устройства [11, 13, 15] позволяющие заряжать аккумуляторные батареи током асимметричной формы от сети постоянного и переменного напряжений.

3. Время заряда никель-железных батарей можно сократить до 3 часов при заряде их асимметричным током, средняя величина которого изменяется по закону "ампер-часов" при ступенчатой аппроксимации с соотношением токов 5:2:1. Однако, при этом отдаваемая емкость батарей снижается примерно на 10% по сравнению с номинальной.

В главе 5 приведены результаты эксплуатационных испытаний опытного электровоза, выполненного на базе аккумуляторного рудничного АРП-7 массой 7 т с двумя тяговыми двигателями ДРТ-10 по 10 кВт каждый и аккумуляторной батареей ТНЖ-400 напряжением 120 В. Опытный электровоз оборудован многофункциональным тиристорно-импульсным регулятором напряжения [19] и замкнутой системой управления.

Испытания проводились в тоннелях между станциями Спортивная -Старая Деревня строящегося метрополитена г. Санкт-Петербурга с 1988 по 1989 годы.

Разработана силовая электрическая принципиальная схема контактно-аккумуляторного электровоза, которая реализует следующие режимы работы электровоза:

- движение в режиме тяги с питанием от АБ или контактной сети с

автоматическим переходом с одного вида питания на другой;

- подзаряд АБ в режиме движения под контактным проводом;

- рекуперативное торможение с отдачей энергии АБ;

- торможение протавовключением при питании от АБ;

- заряд АБ током асимметричной формы во время стоянок электровоза;

- фазоимпульсная модуляция при пуске.

Для обеспечения нормальной работы электровоза при низких температурах АБ оборудована системой для разогрева. [14,17].

Система управления ТИР электровоза замкнута

- по току, тяговых двигателей,

- по скорости движения,

- по напряжению на коммутирующем конденсаторе, запрещая подачу сигнала на рабочий тиристор, если и« меньше заданного, таким образом обеспечивается надежность коммутации ТИР,

- по напряжению заряда АБ, для предотвращения перезаряда и разрушения пластин аккумуляторов,

- по напряжению контактной сети, для ограничения броска тока при восстановлении напряжения после отрыва токоприемника.

Устойчивая работа ТИР во всех режимах движения подтвердила правильность приведенной методики расчета величин Ск, L* и Lcr,T

В режиме тяги электровоз реализовывал скорость движения от 1,5 до 11 км/ч с расчетным весом, поезда. Разгон поезда до установившейся скорости проходил за 8-12 с.

В режиме рекуперативного торможения ток тяговых двигателей поддерживался постоянным в зависимости от уставки (Imax=200 А).

Рекуперативное торможение осуществлялось в диапазонах скоростей от 11 до 2,5-1,9 км/ч.

Подвозбуждение тяговых двигателей включалось на весь период торможения.

Испытания подтвердили правильность выбора при математическом моделировании величины индуктивности сглаживающего реактора. Это позволило избежать режима прерывистых токов во всем диапазоне регулирования. Расхождение амплитуд токов и напряжений не превышает 2,5 %.

Подзаряд аккумуляторной батареи во время движения электровоза под контактным проводом и во время технологических перерывов в работе позволил непрерывно эксплуатировать ее на электровозе в течение 5-7 месяцев, и только после этого срока она поступала для технического обслуживания на зарядную станцию. Такой режим эксплуатации существенно снижает эксплуатационные расходы.

Эксплуатационные испытания, проведенные в течение 1,5 лет, позволили сделать следующие выводы:

1. Применение дозаряда АБ в режиме движения и заряд во время стоянок электровоза снимает необходимость ежедневной зарядки АБ на зарядной станции. АБ при эксплуатации в таком режиме подается на зарядную станцию раз в 5-7 месяцев для технического обслуживания.

2. Постоянный контроль степени заряженности батареи в совокупности с режимом подзаряда увеличивает срок службы аккумуляторов.

3. Предусмотренный контроль напряжений Ск, контактной сети, тока ТД, скорости движения обеспечивают нормальную работу ТИР и электровоза при существующих в эксплуатации колебаниях напряжения контактной сети и аккумуляторной батареи.

Выводы по работе.

1. Эффективность использования аккумуляторного электротранспорта определяется запасом хода на одну зарядку аккумуляторной батареи. Запас хода можно увеличить применением импульсного регулирования напряжения, рекуперативного торможения и зарядом батарей асимметричным током.

2. Разработанный многофункциональный импульсный регулятор обеспечивает режимы пуска, электрического торможения и заряд аккумуляторных батарей от сети переменного и постоянного напряжения. Применение таких регуляторов позволяет повысить производительность АЭТ за счет увеличения на 27% пробега между зарядками батарей, сократить капитальные вложения на величину стоимости зарядной станции и снизить эксплуатационные расходы.

3. Применение импульсной рекуперации в качестве тормоза с учетом низкого номинального напряжения, незначительной индуктивности и малой остаточной э.дх. тяговых двигателей АЭТ возможно только при наличии подвозбуждения, дополнительного сглаживающего реактора и замкнутой по току системы управления. X 11

4. Постоянство заданного момента тягового двигателя в' процессе пуска и торможения АЭТ обеспечивается при двухпозиционной системе управления. Предложен метод расчета предельной частоты регулирования для таких систем, учитывающий параметры контура коммутации тири-сторно-импульсного регулятора.

5. Заряд аккумуляторных НЖ батарей асимметричным током в течение 6 часов позволяет увеличить отдаваемую емкость на 10-15%. Время заряда никель-железных батарей можно сократил, вдвое при заряде асимметричным током, средняя величина которого изменяется по закону "ампер-часов", при ступенчатой аппроксимации и частотой импульсов 50-60 ГЦ. <:■ ■ -

6. Применение режима йодзаряда АБ во время движения под контактным проводом и во время технологических стоянок устраняют необходимость ежедневной постановки ее на зарядную станцию. При этом режиме эксплуатации техническое обслуживание АБ достаточно проводить один раз в 5-7 месяцев. : '

7. Результаты разработок использованы при проектировании электрооборудования опытного электромобиля на производственном объединении "Рижский электромашиностроительный завод", а.с. №420074, 532542, 813544 [11, 13, 14]. Зарядное устройство по а. с. № 503322 [12] внедрено на Сведловской железной дороге. Устройства по а. с. № 888313 и № 420074 [11, 15] внедрены на Ленинградском метрополитене для заряда батарей контактно-аккумуляторного электровоза (иб = 450 В).

А.с. №1193737. 1546305, свидетельство № 3845 [16, 19, 20] на полезную модель применены на контактно-аккумуляторном электровозе Петербургского метростроя.

Подтвержденный экономический эффект от внедрения зарядных устройств и системы управления тиристорами составляет 10300 руб. в год. Ожидаемый экономический эффект от внедрения ТИР составляет 268905 рублей в год на аккумуляторный электровоз, 4311 руб. в год на электромобиль (в ценах 1982 года).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Некрасов В.И., Левитский Б.Ю., Архипов К.А. Вопросы развития преобразователей для электрического подвижного состава постоянного тока по результатам испытаний опытных образцов. МЭИ. Сборник тезисов научной конференции по тиристорно-импульсному регулированию. Москва. 1971. с. 125-128.

2. Некрасов В.И., Мазнев A.C., Левитский Б.Ю., Архипов К.А., Дулов H.H. Анализ электромагнитных процессов в пересчетном устройстве с последовательной коммутацией тиристоров. Сборник трудов ЛИИЖТа. Выпуск 332. Ленинград. 1971.

3. Мазнев A.C., Левитский Б.Ю., Дулов H.H., Архипов К.А. Разработка и исследование замкнутых систем управления шристорно-импульсными преобразователями напряжения. Тезисы XVH научно-технической конференции. Свердловск. 1973.

4. Некрасов В.И., Мазнев A.C., Левитский Б.Ю., Архипов К.А., Аветисян И.Я. Исследование системы импульсного рекуперативного торможения тягового двигателя электромобиля. "Электротехника", № 9. 1973. с. 17-19.

5. Архипов К.А., Дулов H.H., Мазнев A.C., Филиппов B.C. Сравнение замкнутых систем управления преобразователем электромобиля в режимах импульсного рекуперативного торможения электромобиля. Труды ЛИИЖТа, выпуск 368. 1973. с.85-89.

6. Мазнев A.C., Архипов К.А. Частотные характеристики замкнутых систем управления тиристорно-импульсными преобразователями. "Электротехника", № 3. 1977. с.5-7.

7. Некрасов В.И., Мазнев A.C., Левитский Б.Ю., Архипов К.А. Исследование замкнутых тиристорно-импульсных систем регулирования напряжения в режимах электрического торможения. Ленинград. 1988. с. 52. Рукопись представлена ЛЙИЖТом. Депонирована в ОВНИИМ № 757/78.

8. Боголюбов Ю.С., Архипов К.А. Контактно-аккумуляторный электровоз в условиях строящегося метрополитена. Метрострой, № 3. 1989.

9. Архипов К.А., Боголюбов Ю.С., Корнев A.C. Тиристорный преобразователь контактно-аккумуляторного электровоза. Тезисы докладов конференции "Энергетическая элеюроника на транспорте". Севастополь. 1990.

10. Боголюбов Ю.С., Корнев A.C., Архипов К.А. Шахтный электровоз для строящегося метрополитена. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. Днепропетровск. 1990.

11. A.c. № 420074 (СССР). Устройство для управления тиристорами импульсного регулятора. А.С.Мазнев, Б.Ю.Левитский, Н.Н.Дулов, К.Б.Лямин, К.А.Архипов. Опубл. в БИ. 1973, № 10.

12. A.c. № 503322 (СССР). Устройство для заряда аккумулятора асимметричным током. А.С.Мазнев, К.А.Архипов, Н.Н.Дулов. Опубл. в БИ. 1976, № 6.

13. A.c. № 532542 (СССР). Тяговый электропривод. А.С.Мазнев, К.А.Архипов. Опубл. в БИ. 1976, № 39.

14. A.c. № 813544 (СССР). Аккумулятор с устройством для разогрева. А.С.Мазнев, К.А.Архипов, А.Н.Рогов. Опубл. в БИ. 1981, № 10.

15. A.c. № 888313 (СССР). Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя. А.С.Мазнев, А.Н.Рогов, К.А.Архипов. Опубл. в БИ. 1981, №45.

16. A.c. № 1193737 (СССР). Устройство для контроля напряжения аккумуляторной батареи. Мазнев A.C., Боголюбов Ю.С., Архипов К.А. Опубл. в БИ № 43.1985.

17. A.c. № 1112964 (СССР). Аккумулятор с системой для разогрева: Мазнев A.C., Архипов К.А., Рогов А.Н. 1983. Т.

18. A.c. № 1410254 (СССР). Электропривод постоянного тока. Мазнев A.C., Сурженко Е.М., Болотин Б.В., Архипов К.А., Рогов А.Н. Опубл. 'в; БИ, № 26. 1988.

19. A.c. № 1546305 (СССР). Тяговый электропривод. Боголюбов Ю.С., Архипов К.А., Корнев A.C., Морозов В.В. Опубл. в БИ№ 8. 1990.

20. Свидетельство № 3845 на полезную модель. Преобразователь постоянного напряжения в переменное. Боголюбов Ю.С., Архипов К.А. 1996.

21. Архипов К.А., Ширяев A.B. Математическая модель тягового привода постоянного тока с импульсным регулятором напряжения. ПГУПС. Совершенствование подвижного состава и его обслуживание. Программа и тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции. СПб. 1999: с.49-51.

Автор выражает искреннюю благодарность к.т.н. доценту Ширяеву А.В. за консультации по математическому моделированию.

д

рек

Дп

. АБ

Тк 1ж

р^ ЛУУУУ-

Др ов вп нз дт

2Г

Дш

^з

Ьсг

I

Тз"

Дов

нз Т вп

Км

Кв

-V

Рис.1

мс

5

расчет

О 400 800 1200 1600 2000 2400 2800

Рис.3

Д1

Рис.5

Пульсации ток« as функции частоты м сггажннаюцвй индуггивносги

Рис.6 21

Рис.7

Введение.

1. Обоснование применения импульсного регулирования напряжения на аккумуляторном электротранспорте.

1.1. Аккумуляторный электротранспорт.

1.2. Анализ работы аккумуляторного электровоза.

1.3. Обоснование применения многооперационных импульсных регуляторов напряжения.

1.4. Сравнительная оценка систем регулирования напряжения.

1.5. Частотные свойства тиристорно-импульсных регуляторов с замкнутыми системами управления.

1.5.1. Характеристики частоты переключения тиристоров различных систем регулирования.

1.5.2. Однопозиционные системы регулирования.

1.5.3. Двухпозиционные системы управления.

2. Математическое моделирование электромагнитных процессов в системе импульсный регулятор - тяговый двигатель.

2.1. Достоверность математической модели.

3. Исследование режимов пуска и электрического торможения аккумуляторного электротранспорта с импульсным регулированием напряжения.

3.1. Экспериментальная установка.

3.2. Режим тяги с тиристорно-импульсным регулятором.

3.3. Режим импульсного торможения противовключением.

3.4. Рекуперативное торможение.

3.4.1. Рекуперативное торможение с контролем мгновенного минимального значения тока.

3.4.2. Рекуперативное торможение с контролем максимального значения тока.

3.4.3. Рекуперативное торможение с контролем мгновенных максимального и минимального значений тока.

4. Исследование режимов заряда никель-железных аккумуляторных батарей.

4.1. Анализ систем заряда аккумуляторов электротранспортных средств.

4.1.1. Режим заряда батареи током асимметричной формы от сети переменного напряжения.

4.2. Математический анализ процессов в системе источник питания

- регулятор - аккумуляторная батарея.

4.3. Методика определения параметров импульсов тока заряда и разряда.

4.4. Экспериментальные исследования заряда щелочных никель-железных батарей асимметричным током от сети постоянного напряжения.

5. Результаты эксплуатационных испытаний опытного электровоза.

5.1. Расчет параметров тягового электропривода при питании от аккумуляторной батареи.

5.2. Методика расчета параметров тиристорно-импульсного преобразователя.

5.3. Принципиальная электрическая схема электровоза.

Погрузо-разгрузочные работы, транспортировка массовых сыпучих и наливных, штучных грузов на короткие расстояния -непременный этап в производственном цикле всех видов транспорта и составная часть многих промышленных и добывающих производств.

Для выполнения этих задач широко применяется аккумуляторный электротранспорт, имеющий ряд преимуществ по сравнению с транспортом того же назначения, оборудованным двигателями внутреннего сгорания:

- отсутствие выхлопных газов, что позволяет применять аккумуляторный электротранспорт (АЭТ) в закрытых помещениях;

- простота управления и высокая маневренность;

- высокий к.п.д.

- пониженный уровень шума;

- малые габариты.

Основным недостатком АЭТ является необходимость периодических зарядов аккумуляторных батарей (АБ) в течение 6-8 часов ежесуточно на специально оборудованных зарядных станциях. Поэтому АЭТ более 25% времени простаивает на зарядке.

Запас хода АЭТ определяется емкостью аккумуляторной батареи и расходом ее энергии.

Актуальной остается задача по разработке и созданию видов АЭТ, обеспечивающих снижение расхода энергии.

Основные цели работы:

- повысить пробег между зарядами АБ,

- сократить время заряда АБ, предусмотреть возможность заряда АБ во время технологических перерывов в любых пунктах, где есть электрическая сеть.

Специфической особенностью работы шахтного электровоза являются частые пуски и торможения, что при контакторно-реостатном регулировании приводит к дополнительному расходу энергии тяговой батареи. Во многих случаях электровозы до 53% времени работают на промежуточных позициях контроллера, поэтому импульсное регулирование напряжения будет экономически целесообразно.

Из сказанного вытекают основные задачи работы: разработка ТИР, обеспечивающего режимы пуска, рекуперативного торможения и заряда тяговой аккумуляторной батареи; технико-экономическое обоснование эффективности применения ТИР с замкнутыми системами управления;

- анализ процессов в системе АБ-ТИР-тяговый двигатель (ТД) и разработка методики построения характеристик частоты переключения тиристоров замкнутых систем управления;

- разработка рекомендаций для проектирования регуляторов и систем управления ими;

- исследование заряда батарей током асимметричной формы с помощью ТИР от сети постоянного и переменного напряжений; разработка системы регулирования скорости, электрического торможения и заряда АБ электровоза для строящегося метрополитена.

В соответствии с основными целями и задачами на защиту выносятся: 7

- тиристорно-импульсные регуляторы для аккумуляторного электротранспорта, обеспечивающие режимы тяги, электрического торможения и заряда аккумуляторных батарей при минимальном количестве дополнительных полупроводниковых приборов и коммутирующих аппаратов;

- рекомендации по режимам электрического торможения с учетом низкого питающего напряжения и малой остаточной э.д.с. тяговых двигателей; методика построения характеристик частоты переключения тиристоров замкнутых систем управления;

- рекомендации по заряду железо-никелевых батарей с целью сокращения времени и повышения к.п.д. заряда; контактно-аккумуляторный электровоз для условий строящегося метрополитена.

Выводы по работе.

1. Эффективность использования аккумуляторного электротранспорта определяется запасом хода на одну зарядку аккумуляторной батареи. Запас хода можно увеличить применением импульсного регулирования напряжения, рекуперативного торможения и зарядом батарей асимметричным током.

2. Разработанный многофункциональный импульсный регулятор обеспечивает режимы пуска, электрического торможения и заряд аккумуляторных батарей от сети переменного и постоянного напряжения. Применение таких регуляторов позволяет повысить производительность АЭТ за счет увеличения на 27% пробега между зарядками батарей, сократить капитальные вложения на величину стоимости зарядной станции и снизить эксплуатационные расходы.

3. Применение импульсной рекуперации в качестве тормоза с учетом низкого номинального напряжения, незначительной индуктивности и малой остаточной э.д.с. тяговых двигателей АЭТ возможно только при наличии подвозбуждения, дополнительного сглаживающего реактора и замкнутой по току системы управления.

4. Постоянство заданного момента тягового двигателя в процессе пуска и торможения АЭТ обеспечивается при двухпозиционной системе управления. Предложен метод расчета предельной частоты регулирования для таких систем, учитывающий параметры контура коммутации тири-сторно-импульсного регулятора.

5. Заряд аккумуляторных НЖ батарей асимметричным током в течение 6 часов позволяет увеличить отдаваемую емкость на 10-15%. Время заряда железо-никелевых батарей можно сократить вдвое при заряде асимметричным током, средняя величина которого изменяется по закону "ампер-часов", при ступенчатой аппроксимации и частотой импульсов 50-60 Гц.

6. Применение режима подзаряда АБ во время движения под контактным проводом и во время технологических стоянок устраняют необходимость ежедневной постановки ее на зарядную станцию. При этом режиме эксплуатации техническое обслуживание АБ достаточно проводить один раз в 5-7 месяцев.

7. Результаты разработок использованы при проектировании электрооборудования опытного электромобиля на производственном, объединении "Рижский электромашиностроительный завод", а.с. №420074, 532542, 813544. Зарядное устройство по а. с. № 503322 внедрено на Свед-ловской железной дороге. Устройства по а. с. № 888313 и № 420074 внедрены на Ленинградском метрополитене для заряда батарей контактно-аккумуляторного электровоза (иб = 450 В).

1. Рудничный транспорт и механизация вспомогательных работ. Под общ. редакц. Братченко Б.Ф. М. Недра. 1978. с.423.

2. Безсмертный А.И. Расчет потерь электроэнергии в двигателях постоянного тока при импульсном регулировании частоты вращения. Эл. тех. пром-сть. Серия "Тяговое и подъемно-транспортное электрооборудование". 1979. вып. 4 (64). с.6-9.

3. Белый В.А., Воробьев В.Н., Кальницкий Ю.В., Флора В.Д., Мыленко Я.М., Чернов A.B. Низковольтный импульсный преобразователь для аккумуляторного транспорта. Промышленная энергетика. № 2. 1979. с.19-21.

4. A.c. № 376283 (СССР). Устройство рекуперативного торможения тягового двигателя постоянного тока последовательного возбуждения. Б.М.Шикин, Ю.А.Токарев, Б.Е.Бондарев, И.Г.Махнович, А.И.Безсмертный. Опубл. в Б.И. 1971. № 17.

5. Висин Н.Г., Красильников В.Н., Лось В.А. Рекуперативное импульсное торможение тяговых двигателей постоянного тока с возвратом энергии в аккумуляторную батарею. Труды ДИИТа. Вып 106 1971. с.7-22.

6. Головатый А.Т., Ефремов И.С., Тулупов В. Д. Основные проблемы совершенствования системы регулирования сил тяги и торможения перспективного электровоза постоянного тока. Электричество. № 9. 1973.

7. Хоменко Г.И., Рябцев Г.Г., Захарченко О.Д. Рекуперативное торможение с самовозбуждением тяговых двигателей. Электричество. № 9. 1973. с.83-85.

8. Графов В.А., Мазнев A.C., Некрасов В.И. Эффективность применения импульсных преобразователей на электровозах. Железнодорожный транспорт. 1972. № 8. с.47-49.

9. Некрасов В.И., Мазнев A.C. Эффективность регулирования напряжения на электровозах постоянного тока. Железнодорожный транспорт. 1973. №11.

10. Ефремов И.С., Кузнецов А.Н. Тиристорно-импульсная система управления электромобилей с двигателями постоянного тока. Электричество. 1978. № 12. с.38-47.

11. Некрасов В.И., Гаврилов Г.Н., Якушев А.Я. Расчет трансформаторов обратной связи. Электротехника. 1970. № 5. с.32-34.

12. Бирзниекс JI.B. Импульсные преобразователи постоянного тока. Энергия. М. 1974. с.255.

13. Розенфельд В.Е., Шевченко В.В., Майбога В.А., Долаберидзе Г.П. Тиристорное управление электрическим подвижным составом постоянного тока. Транспорт. М. 1970. с.239.

14. Засорин С.Н., Мицкевич В.А., Кучма К.Г. Электронная и преобразовательная техника. Транспорт. 1981. с.319.

15. Тихменев Б.Н., Трахтман JI.M. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. Транспорт. М. 1980. с.470.

16. Забродин Ю.С. Узлы принудительной коммутации тиристоров. Энергия. М. 1974. с.129.

17. Некрасов В.И. Комплексное исследование структуры, параметров и показателей функционирования импульсных регуляторов электровозов и электропоездов постоянного тока. Автореферат диссертации ученой степени доктора технических наук. JI. 1980. с.14-23.

18. Заявка № 2227147 (Франция). Транспортное средство с электрической тягой, содержащее устройство для зарядки батарей аккумуляторов. Изобретения за рубежом. 1975. вып.11. № 7. с.57.

19. A.c. № 532542 (СССР). Тяговый электропривод. А.С.Мазнев, К.А.Архипов. Опубл. в Б.И. 1976. № 39.

20. A.c. № 8883 12 (СССР). Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя. А.С.Мазнев, К.А.Архипов, А.Н.Рогов. Опубл. в Б.И. 1981. № 45. с.272.

21. Сапунков JI.JL, Земсдорф. Энергетические характеристики аккумулятора рудничного электровоза широтно-импульсным управлением. Сб. научн. тр. Пермского политехи, института. № 96. 1971. с.78-89.

22. Некрасов В.И., Левитский Б.Ю., Якушев А.Я. Влияние инерционности датчиков на работу импульсныхустройств управления тяговыми двигателями постоянного тока. Тр. ЛИИЖТа. 1971. вып. 313. с.68-76.

23. Старостин С.Н. Временные характеристики системы управления тиристорным пуском тяговых двигателей постоянного тока. Тр. ЛИИЖТа. вып. 277. 1968. с.25-32.

24. Ранькис И.Я., Добряков Ю.П. Оптимизация рабочей частоты широтно-импульсного регулятора скорости аккумуляторных транспортных машин. Моделирование и автоматизация электрических систем. Рига. 1979. с.105-114.

25. Мазнев A.C., Архипов К.А. Частотные характеристики замкнутых систем управления тиристорно-импульсными преобразователями. Электротехника. 1977. № 3. с.5-7.

26. A.c. № 420074 (СССР). Устройство для управления тиристорами импульсного регулятора. Мазнев A.C., Левитский Б.Ю., Дулов H.H., Лямин К.Б., Архипов К.А. Опубл. в Б.И. 1973. № 10.

27. Мазнев A.C., Левитский Б.Ю., Дулов H.H., Архипов К.А. Разработка и исследование замкнутых систем управления тиристорно-импульсными преобразователями напряжения. Тезисы XVII научно-технической конференции. Свердловск. 1973.

28. Некрасов В.И., Старостин С.Н., Мазнев A.C. Датчик мгновенного значения тока для импульсного управления тяговым двигателем. Тр. ЛИИЖТа. 1969. вып. 293. с.19-28.

29. Мустафа Г.H., Шаранов И.M., Тингалев В.Н. Система программ для моделирования устройств преобразовательной техники. Электротехника № 6. 1978.

30. Дьяконов B.JI. Схематические САПР для персональных компьютеров. Программные продукты и системы. № 2. 1993.

31. Разевиг В.Д. Применение программ Р-САР и PSpice для схемо-технического моделирования на ПЭВМ. М. Радио и связь. 1992. с.З5 1.

32. Васильев A.C., Дзилев C.B. Методы машинного проектирования преобразователей электрической энергии для электротехнологий. СПб. Энергоатомиздат. 1993. с.256.

33. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем. Пер. с англ. М. Радио и связь. 1988. с.560.

34. Мустафа Г.М., Шаранов И.М. Математическое моделирование тиристорных преобразователей. Электричество 1978. № 1.

35. Ширяев A.B. Исследование электромагнитных процессов в силовой цепи электровоза постоянного тока с асинхронным тяговым приводом. Автореферат диссертации ученой степени к.т.н. СПб. 1996.

36. Некрасов В.И., Мазнев A.C., Левитский Б.Ю., Архипов К.А., Дулов H.H. Анализ электромагнитных процессов в пересчетном устройстве с последовательной коммутацией тиристоров. Тр. ЛИИЖТа. вып. 332. Ленинград 1971.

37. Мазнев A.C., Левитский Б.Ю., Дулов H.H., Архипов К.А. Разработка и исследование замкнутых систем управления тиристорно-импульсными преобразователями напряжения. Тезисы XVII научно-технической конференции. Свердловск. 1973.

38. A.c. № 532542 (СССР). Тяговый электропривод. А.С.Мазнев, К.А.Архипов. Опубл. в Б.И. 1976. № 39.

39. Глазенко Т.А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. Энергия. 1973. с.304.

40. Сапунков М.А., Земсдорф Г.К. Характеристики тягового двигателя аккумуляторного электровоза при импульсном торможении с самовозбуждением. Сб. науч. тр. пермского политех, инс-та. № 78. 1970. с.58-66.

41. Пат. № 54-41686, заявл. 12.12.73. № 48-139915. Опубл. 10.12.79 (Япония). Система торможения ЭПС противовключением со стабилизированным током. Йосида Син, Инауэ Дзюнъити (К.К.Мэйденся). Р.Ж.12Л77П Электрооборудование транспорта.

42. Пат. № 53-26013. Заявл. 21.12.73, № 49-801, опубл. 31.07.78 (Япония). Кавамата Мисару (К.К.Мэйденся). Р.Ж. Электрооборудование транспорта. 1979. № 11. Л.

43. Ранькис И.Я. Исследование электромагнитных процессов в системе импульсного рекуперативного торможения тягового двигателя электроподвижного состава. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Днепропетровск. 1970. с.18.

44. Некрасов В.И., Гаврилов Г.Н., Мазнев A.C. Об импульсном регулировании процесса электрического торможения низковольтного тягового электропривода с автономным питанием. Электротехника. № 2. 1970. с.33-34.

45. Висин Н.Г., Красильников В.Н., Лось В.А. Рекуперативное импульсное торможение тягового двигателя постоянного тока с возвратом энергии в аккумуляторную батарею. Тр. ДИИТа. 1971. вып.106.

46. Некрасов В.И., Мазнев A.C. Левитский Б.Ю., Архипов К.А., Аветисян И.Я. Исследование системы импульсного рекуперативного торможения тягового двигателя электромобиля. Электротехника. № 9. 1973.

47. Архипов К.А., Дулов H.H., Мазнев A.C., Филиппов B.C. Сравнение замкнутых систем управления преобразователем электромобиля в режимах импульсногорекуперативного торможения электромобиля. Тр. ЛИИЖТа. вып. 368. 1973. с.85-89.

48. A.c. № 813544 (СССР), аккумулятор с устройством для разогрева. А.С.Мазнев, К.А.Архипов, А.Н.Рогов. Опубл в Б.И. 1981. №10.

49. A.c. № 8883 13 (СССР). Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя. А.С.Мазнев, А.Н.Рогов, К.А.Архипов. Опубл. в Б.И. 1981. № 45.

50. A.c. № 1 1 12964 (СССР). Аккумулятор с системой для разогрева. Мазнев A.C., Архипов К.А., Рогов А.Н. 1983. Т.

51. A.c. № 1410254 (СССР). Электропривод постоянного тока. Мазнев A.C., Сурженко Е.М., Болотин Б.В., Архипов К.А., Рогов А.Н. Опубл. в Б.И. № 6. 1988.

52. Вайнал Д. Аккумуляторные батареи ГЭИ. М. 1960. с.480.

53. Романов В.В. Серебряно-цинковые аккумуляторы. М. 1969. Воениздат. с.104.

54. Романов В.В., Хашев Ю.М. Химические источники тока. Сов. радио. М. 1968. с.383.

55. A.c. № 431589 (СССР). Способ заряда аккумуляторной батареи. Н.П.Пермяков. Опубл. в Б.И. 1974. № 21.

56. Заявка № 2183257 (Франция). Способ автоматической зарядки аккумуляторных батарей. Изобретение за рубежом. 1974. вып.31. № 2.

57. Акц. заявка № 48-18296 (Япония). Устройство для заряда аккумуляторов. Изобретение за рубежом. 1973. вып.31. № 18.

58. Пат № 378163 1 (США), автоматическое зарядное устройство аккумуляторной батареи. Изобретение за рубежом. 1974. вып.31. № 23-24.

59. Заявка № 214528 (Франция). Устройство для зарядки аккумуляторов. Изобретения за рубежом. 1973. вып. 9. № 3. с.59.

60. Устройство зарядное автоматизированное групповое УЗА-Гр. Сибирский металлургический институт. Сб. рефератов НИР. 1973. Сер. 11. № 7.

61. Тиристорные устройства для зарядки стационарных стартерных батарей, батарей для электропоездов, для питания установок аварийного освещения. ОВНИИЭМ. Каталог зарубежных фирм. 1971.

62. Пат № 3755729 (США). Электрическая схема зарядки аккумуляторной батареи. Изобретение за рубежом. 1973. вып. 31. № 15.

63. Трифонов В.М., Гликман М.Е., Душейко М.И. Устройство для тренировки аккумуляторных батарей. Пром. энергетика. 1973. № 10. с.15-16.

64. A.c. № 428486 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи шахтных головных светильников. Г.Ф.Ласицкий, В.Ф.Безруков. Опубл. в Б.И. 1974. № 18.

65. A.c. № 403007 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи. А.Г.Николаев. Опубл. в Б.И. 1973. № 42.

66. A.c. № 400938 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи. А.Г.Николаев. Опубл. в Б.И. 1973. № 40.

67. A.c. № 400940 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи. А.Г.Николаев. Опубл. в Б.И. 1973. № 40.

68. A.c. № 431590 (СССР). Устрлйство для заряда аккумуляторной батареи. А.Г.Николаев. Опубл. в Б.И. 1974. №21.

69. Маслов H.H., Лисовский Ю.Б. Зарядка аккумуляторных батарей током переменной полярности. Вестник связи. 1966. № 2. с.12-15.

70. Баюнов В.В., Дасоян М.А. Влияние заряда асимметричным переменным током на распределение плотности тока по высоте электродов аккумуляторов. Электротехника. 1974. № 3. с.61-62.

71. Здрок А.Г., Семков М.К. Анализ работы некоторых схем зарядки аккумуляторных батарей асимметричным током. Электричество. 1973. № 2. с.65-68.

72. A.c. № 616686 (СССР). Система заряда асимметричным током. А.С.Мазнев. Опубл. в Б.И. 1978. № 27.

73. A.C. № 629591 (СССР). Устройство для заряда аккумулятора от источника постоянного тока. А.С.Мазнев. Опубл. в Б.И. 1978. № 39.

74. A.c. № 497661 (СССР). Устройство для зарядки аккумулятора от источника постоянного тока. А.С.Мазнев. Опубл. в Б.И. 1975. № 48.

75. Зорохович А.Е. Исследование влияния формы зарядного тока на процесс заряда аккумуляторных батарей. Тр. МИИТа. 1972. вып.401.

76. A.c. № 400937 (СССР). Способ определения параметров импульсного тока для заряда и формирования пластин аккумуляторов. В.И.Вайзгант, В.Г.Васильев, В.Е.Дмитриенко, Ю.В.Кнорин, И.И.Пятницкий, О.С.Тютрюмов. Опубл. в Б.И. 1973. № 40.

77. A.c. № 431588 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током. А.А.Оскробко, В.П.Куличенков, В.Н.Филатов. Опубл. в Б.И. 1974. № 21.

78. A.c. № 420019 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током. С.К.Земан, А.В.Кобзев, В.П.Обрусник. Опубл. в Б.И. 1974. № 10.

79. A.c. № 396764 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током.

80. A.Г.Николаев. Опубл. в Б.И. 1973. № 36.

81. A.c. № 404146 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током.

82. B.П.Куличенков. Опубл. в Б.И. 1973. № 43.

83. A.c. № 430454 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током. В.Н.Филатов. Опубл. в Б.И. 1974. № 20.

84. A.c. № 426270 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током. А.С.Мазнев, С.Н.Старостин, Н.Н.Дулов. Опубл. в Б.И. 1974. №16.

85. A.c. № 396761 (СССР). Способ заряда свинцовой аккумуляторной батареи асимметричным током. В.Г.Денисов, А.В.Герасимов. Опубл. в Б.И. 1973. № 36.

86. A.c. № 264508 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током. Э.Н.Плюхин. Опубл. в Б.И. 1970. № 9.

87. Преобразователь постоянного тока для заряда аккумуляторной батареи на подвижном составе. Techn. Mitt, AEG-Telefunken. 1973, 63. № 5. с.182-188.

88. Заявка № 2171274 (Франция). Зарядное устройство для аккумуляторов и способ зарядки аккумуляторов. Изобретение за рубежом. 1973. вып. 30. № 19. с.64.

89. Устройство для подзарядки батарей локомотивов. (Швеция). Ry Gaz/ Int/ 1973, 1, № 1. p.31.

90. Устройство для подзарядки батарей. "Int. Raylway Jokn." 1973. № 2. p.43.

91. Акц. заявка № 1301852 (Великобритания). Схема зарядки аккумуляторной батареи. Изобретение за рубежом. 1973. вып. 32. № 2. с.12.

92. Заявка № 2140566 (Франция). Устройство для зарядки аккумуляторных батарей. Изобретение за рубежом. 1973. вып. 30. № 3. с.106.

93. A.c. № 420018 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током. А.Г.Николаев. Опубл. в Б.И. 1974. № 10.

94. A.c. № 459822 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи. К.Б.Лямин, В.И.Позняк, А.Я.Якушев. Опубл. в Б.И. 1975. № 5.

95. А.с. № 5681 14 (СССР). Устройство для заряда аккумуляторной батареи. А.С.Мазнев. Опубл. в Б.И. 1977. № 29.

96. А.с. № 503322 (СССР). Устройство для заряда аккумулятора асимметричным током. А.С.Мазнев, К.А.Архипов, Н.Н.Дулов. Опубл. в Б.И. 1976. № 6.

97. Аккумуляторы и батареи щелочные ламельного типа кадмий-никелевые и железоникелевые. 22.02.01-69. Информэлектро. М. 1969. с.25.

98. Speight W.L. Manufacturers see unexploited potencial for electric forklift trucks. "Elec.Rev." (Gr. Brit). 1979, 205, No.22, p.16.

99. Caen Claube Broglia Renato. I carrelli elettrici a comando elettronico. "Transp.ind", 1971, 17, No.147.

100. Maherry Sid. Tomorrow's motive power is here today. "Mater.Handl.News" (RSA), 1979, Aug.27-29, p.32-33.

101. Mangan N.F., Griffith J.T. "Electric cars for citiesa design analysis." "Des.End." (Gr.Brit) 1971, July.

102. Freeman Mike. "Three ways to improve electric vehicles." "N.Z.Energy J." 1980, 53, No.2, p.11.

103. Karen T. Designing purpose built electric vehicles -the total energy required for manufacture and use.

104. Resour.Elect. Veh. and Infrastructure,

105. Elec.Veh.Develop.Group 3rd Int.Conf., London, 1979." Stevenage, 1980, p.109-113.

106. Morton J., Stevens K.D. "Einfaches NutzBremssystem verbessern die Wirtschaftlichkeit und Leistung elektrisch betriebener Fahrzeuge. "Bauindustrie", 1979, 23, No.11, S.10-12.

107. Krug H. Die Entwicklung von Antriebssystemen mit Gleichstrompulsstellern fur Traktionszwecke. "Elektrie", 1970, 24, No.l 1.

108. Kaiser Robert, Graver Charles. Analysis of the infrastructure for recharging electric vehicles. "SAE Techn.Pap.Ser", 1980, No.800112, 19 pp. ill.

109. Fetter John. Electric cars reduce the cost of electricity. "Vector", 1980, Nov., p.38-40.

110. Black J.G., Oxley P.R. Recharging infrastructure for electric vehicles. "Resour.Elect. Veh. and Infrastructure, Elec.Veh.Develop.Group 3rd Int.Conf., London, 1979." Stevenage, 1980, p.68-73.

111. Wann kommt der Elektro-Golf? "Techn.heute." 1979, 32, No.9, S.15-16.

112. Electric car users conventional transmission. "G.Inst.Eng.Austral" 1978, 50, No.25, p.16-17.

113. Gropversuch Elektrotransporter in Berlin. "TU" 1980, 21, No.7-8, S. 299.

114. Neuer post-paketwagen mit elektrischem antrieb. "Techn.Report", 1979, 6, No.12, S.24.

115. Ferby Ben.A.C. Electrical van nears completion. "Elec.Eng", 1979, 56, No.12, p.12-13.

116. Leichtes Elektro-Fahrzeug. "Werkstattstechnik." 1980, 70, No.10, S.688.

117. Atack Jack. Look out here comes the electric car. "Elec.News and Eng." No.8, 1970, p.15-18.

118. Kitaoka Т., Ohno E. Thyristor DC choppers and high voltage inverters for de traction. "Conf.Power Thyristors and Applic., London, 1969. "London, 1969, p.263-270.

119. Патент №1191261 (Англия). Improvements relating to control systems for electric motors. (Coventry Climax Engineers Ltd) опубл. 13.05.70.

120. Meyer Erwin. Leistungsthyristoren auf elektrischen Triebfahrzeugen. Bericht über eine Tagung in Zurich. "Elek.Bahnen" 1971, 42, No.4, S.86-91.

121. Gnennon S. Conception d'un circuit d'autocommutation a transistor de grande puissance pour variateur de vitesse destine a la traction electrique basse tension. "Onde elec." 1970, 50, No.8, p.687-691.

122. Патент №3564366 (США). Motor control system for a direct current traction motor. General Motors Corp.

123. Electrical Review International. 1977, v.200 No. 14, p.45-46.

124. Патент №3551769 (США). Electrical control systems for the drive motor of an industrial truck. Tedd David C. Eaton Gabe and Towne Inc..

125. Trends and developments in energy conservation. Part 2: electric vehicles., "Automot.Eng." (Gr. Brit) 1979, 4, No.6, p.17-21.

126. Eckardt G. Möglichkeiten fur das Anwenden der Mikroelektronik in Geraten der Fordertechnik. "Hebezeuge und Fördermittel", 1979, 19, No.1,4-6,1.

127. Anderson Larry W., Franz Gr., James H. Transit vehicle generated voltage control apparatus and method. Westinghouse Electric Corp.. Патент США., кл.318/376, (H02P3/14), №4123693, заявл.29.07.76, №709685, опубл.31.10.78.

128. Dunford W.G., Dewan S.B. The design of a control circuit for a two quadrant chopper based on the Motorola 6800 microprocessor. "Ind.Appl.Soc. JEEE 14th Annu.Meet., Cleveland, Ohio, 1979. Conf.rec", New York, N.Y., 1979, p.893-897.

129. Trends and developments in energy conservation. Part 2: electric vehicles., "Automot.Eng." (Gr. Brit) 1979, 4, No.6, p.17-21.

130. Berman B. Design considerations pertaining to a battery powered regenerative system. "JEEE Conf.Rec.6th Annu.Meet. JEEE Ind. and Gen.Appl.Group., Cleveland, Ohio, 1971", New York, No.4, 1971, p.341-346.

131. Situation actuelle des vehicules electrques et de leurs generateurs. "Elec.automob." 1971, 25, No.377.

132. Zimmer Th.M. Energiesparen mit dem Elektro-Auto. "Ind.-Anz", 1980, 102, No.104, S.47-50.

133. Schmidt Hartmut. Traktionsbatterien fur Flugforderzeuge. "Maschinenmarkt", 1970, 76, No.99.

134. Краснобаев Н.И., Барский M.P., Шредер И.Б., Ванаг А.Я. Контактно-аккумуляторная тяга на железнодорожном транспорте. М.Транспорт. 1977, с.279.

135. Шидловский А.К., Павлов В.Б. Тиристорные преобразователи напряжения для низковольтного электротранспорта. Киев, Наукова Думка, 1982, с.183.

136. А.с. №1546305 (СССР). Тяговый электропривод. Боголюбов Ю.С., Архипов К.А., Корнев А.С., Морозов В.В. Опубл. в БИ. 1989.

137. Боголюбов Ю.С., Архипов К.А. Контактно-аккумуляторный электровоз в условиях строящегося метрополитена. Метрострой, №3. 1989.

138. Архипов К.А., Боголюбов Ю.С., Корнев А.С. Тиристорный преобразователь контактно-аккумуляторного электровоза. Тезисы докладов конференции

139. Энергетическая электроника на транспорте». Севастополь. 1990.

140. Боголюбов Ю.С., Корнев A.C., Архипов К.А. Шахтный электровоз для строящегося метрополитена. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. Днепропетровск. 1990.

141. A.c. №1 193737 (СССР). Устройство для контроля напряжения аккумуляторной батареи. Мазнев A.C., Боголюбов Ю.С., Архипов К.А. Опубл. в БИ. 1985.

142. Свидетельство №3845 на полезную модель. Преобразователь постоянного напряжения в переменное. Боголюбов Ю.С., Архипов К.А. 4QQ6.