автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Совершенствование электромеханических устройств железнодорожной автоматики и телемеханики

На правах рукописи

АБУСЕРИДЗЕ ЗУРАБ ВАСИЛЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ

Специальность: 05.09.01 - Электромеханика и электрические аппараты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 6 НИЗ 2012

Москва-2011

005009401

Работа выполнена на Московской железной дороге - филиал ОАО «РЖД»

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Геча Владимир Яковлевич Национальный исследовательский университет «МЭИ»

доктор технических наук, доцент Смирнов Валентин Петрович

Московский государственный университет путей сообщения

доктор технических наук, профессор Вольский Сергей Иосифович

Московский авиационный институт

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ), г. Москва

Защита состоится " 17 " февраля 2012 г. в 13-00 часов на заседании

диссертационного совета Д 212.157.15 при ФГБОУ ВПО «Национальный

исследовательский университет «МЭИ» по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 13, ауд. Е-205

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, Ученый совет ФГБОУ ВПО «Национального исследовательского университета «МЭИ».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Автореферат разослан "16" января 2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.157.15 к.т.н.

Боровкова А.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема совершенствования и развития электромеханических устройств .железнодорожной автоматики и телемеханики (УЭМЖАТ), отвечающих современным требованиям железнодорожного транспорта, является одной из важнейших задач в деле повышения пропускной способности и обеспечение безопасности движения поездов. Для обеспечения перевозок на железных дорогах постоянно ведется большая работа по совершенствованию технологических средств и созданию новых систем автоматического регулирования и обеспечения безопасности движения поездов. Значительную роль в этом играют электромеханические устройства стрелочных переводов УЭМЖАТ(СП), основными базовыми устройствами которых являются: электропривод (состоящий из: электродвигателя, редуктора, фрикционного сцепления, автопереключателя), схема управления электроприводом (содержащая пусковую аппаратуру, построенную на релейной основе), стрелочные гарнитуры, линия питания, схема управления устройствами электрообогрева стрелочных переводов. Надежная работа этих устройств в значительной степени определяет качество технологического процесса перевозки грузов и пассажиров.

Подтверждением изложенных выше соображений является тот факт, что по данным железных дорог и метрополитенов за период 2000-2011 г.г. отказы на элементы УЭМЖАТ(СП) распределились следующим образом: электроприводы и их базовые элементы-25%, электродвигатели-30%, пусковая аппаратура-10%, кабельная линия-10%, схема управления электроприводом-10%, стрелочные гарнитуры-5%., электрообогрев стрелочных переводов-5%, элегаромеханическое реле-5%. Эти данные показывают, насколько высокой степенью неустойчивой работы в условиях эксплуатации отмечаются УЭМЖАТ(СП), что полностью соответствует анализу работы технических средств систем электротехники и электромеханики стрелочного комплекса железнодорожного транспорта и метрополитена Российской Федерации в целом за период 2000-2011 г.г.

В диссертации изложены научно обоснованные технические решения по совершенствованию и созданию современных систем УЭМЖАТ(СП) и их базовых элементов, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса на транспорте.

Цель и задача работы: разработка научных основ и решение проблемы совершенствования УЭМЖАТ(СП) и их базовых элементов, имеющие важное отраслевое и хозяйственное значение. Для достижения этой цели в диссертации решались следующие задачи:

1.Аналитическое и экспериментальное исследование существующих схем и основных узлов УЭМЖАТ(СП), создание их математических моделей, структурный анализ и выбор метода исследования, синтез указанных устройств в условиях высокоскоростного движения.

2.Совершенствование конструкции и характеристик электрических микромашин для стрелочных приводов постоянного и переменного тока.

3.Выбор параметров и обоснование принципов оптимальных режимов работы УЭМЖАТ(СП) и их базовых элементов.

4.Исследование переходных процессов в реальной линии питания, реверса и пуска стрелочного электродвигателя. Расчет режима работы асинхронного стрелочного электродвигателя при питании от несимметричной линии.

5.Совершенствование методов расчета электрических микромашин.

6.Моделирование стрелочного электропривода с фрикционной и электромагнитной муфтой, получение систем дифференциальных уравнений. Разработка управляемых бесконтактных электромагнитных муфт для стрелочного электропривода взамен традиционных механических муфт.

7. Проведение структурного анализа стрелочных электроприводов на основе предъявляемых к нему технических требований, классификационных признаков, обзор отечественного и зарубежного опыта и поиска новых конструктивных решений.

Б.Совершенствование схемы управления стрелочным электроприводом.

"^.Совершенствование схемы управления элекгрообогрева стрелочных переводов.

Ю.Исследование вероятностных характеристик параметров путевого приемника (электромеханического реле) и определение влияния изменения этих параметров на величину времени срабатывания пусковой аппаратуры с учетом длины предстрелочных участков.

11 .Экспериментальная проверка прочности элементов стрелочного электропривода и его гарнитуры при воздействии динамических сил.

12.На основе обширного статистического материала и проведенных исследований - разработка, экспериментальная проверка и внедрение рекомендаций по совершенствованию электромеханических устройств и их базовых элементов УЭМЖАТ(СП) в условиях эксплуатации на железнодорожном транспорте и метрополитенах РФ и СНГ.

Методы исследований. При решении поставленных задач в диссертационной работе использовались математические и экспериментальные методы исследований, методы теории электротехники и электромеханики, метод конечных элементов, теории программирования, информационные компьютерные технологии и программные пакеты. Использовались методы теории поля, теории электрических цепей, проводимостей зубцовых контуров, индуктивных коэффициентов, симметричных составляющих, эквивалентных тепловых и электрических схем замещения. Одновременно выбирались методы исследования исходя из постановок решаемых задач с учетом особенностей исследуемых объектов, которые включают: анализ опыта эксплуатации отечественных и зарубежных электроприводов и их основных узлов, конструкций электродвигателей и стрелочных гарнитур, схемы управления электроприводом и др., структурный и корреляционный анализы, метод теории оптимального управления, а также экспериментальные исследования, с использованием при обработки данных методов математической статистики, вероятностных оценок и прогнозов. Такой подход позволил наилучшим образом изучить все аспекты поставленной задачи, обобщить полученные количественные и качественные результаты, сформулировать итоговые оценки и наметить перспективы развития.

Достоверность полученных результатов теоретических расчетов и статистического моделирования подтверждена экспериментальной проверкой, испытаниями опытных образцов новых устройств в реальных условиях, а также результатами их широкого внедрения и опытной эксплуатации.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем»

1.Теоретически обоснованы необходимости создания новых усовершенствованных УЭМЖАТ(СП) и их базовых элементов, наиболее полно отвечающих эксплуатационное - техническим требованиям железнодорожного транспорта и на уровне изобретений предложены способы их технической реализации.

2. Решена задача параметрической оптимизации для УЭМЖАТ(СП). С этой целью был модифицирован один из методов оптимального проектирования -метод наискорейшего подъема со случайным выбором начальных точек (еще известного как метод внутренней точки), называемый в дальнейшем стохастическо - градиентным методом, позволяющим его применять и для условной оптимизации при отдельно заданных целевых функциях и ограничениях.

3. В работе нашла дальнейшее развитие теория фритгингов Р.Хольма, в которой не учитывалась первоначальная проводимость контакта МПТ, которая создается механическим разрушением политуры коллектора при скольжении по нему щеток, а также контактная разность, обусловленная различием материалов контактной пары.

4. Разработан математический аппарат и реализован на практике метод построения электрических микромашин с магнитоэлектрической системой возбуждения.

5. Доказано преимущество электродвигателей стрелочных приводов с магнитоэлектрической системой возбуждения по сравнению с эксплуатируемыми в настоящее время электродвигателями с электромагнитной системой возбуждения.

6. Впервые сформулирован критерий качества коммутации машин постоянного тока без дополнительных полюсов с магнитоэлектрической системой возбуждения.

7. Разработана математическая модель стрелочного электродвигателя с четырех полюсной магнитоэлектрической системой возбуждения мощностью 350 Вт, имеющего более высокие пусковые и коммутационные характеристики.

8. Разработана математическая модель шестиполюсного асинхронного стрелочного электродвигателя с двухслойным ротором мощностью 300 Вт.

9. Получена приближенная картина электромеханического преобразования энергии в воздушном зазоре для стрелочных электрдвигателей.

10. Методом физического моделирования магнитного поля в воздушном зазоре между постоянным магнитом и якорем для коэффициента полюсного перекрытия получено новое эмпирическое соотношение, которое позволяет определить распределение индукции в воздушном зазоре в стрелочных коллекторных электродвигателях.

11. Решена задача теоретической и практической оценки возможности создания электромагнитной фрикционной муфты стрелочного привода, лишенной недостатков фрикционных механических муфт, выполненной на принципиальной иной основе - электромеханического сцепления ведомой и ведущей частей.

12. С целью унификации и повышения эксплуатационной надежности даны принципиальные решения по применению в качестве путевого приемника на метрополитенах более простого в изготовлении электромеханического реле типа ДСШ-15, имеющего более высокие технические характеристики.

13. Исследованы переходные процессы в реальной линии питания, что позволило определить дальность управления нового электродвигателя без дублирования кабельных жил.

14. Впервые в отечественной практике были измерены экспериментальным путем динамические силы, действующие на элементы стрелочного электропривода от колес подвижного состава; это позволило дать оценку прочности элементов электропривода и его гарнитуры с новых позиций, в том числе и в условиях высокоскоростного движения.

15. На основе обработки статистических данных по УЭМЖАТ(СП) получен ряд новых соотношений и формул, имеющих существенное значение для науки.

16. Предложены усовершенствованные методы расчетов стрелочных электродвигателей специального назначения.

Практическая ценность. Проведенные в диссертационной работе теоретические исследования позволили определить пути совершенствования УЭМЖАТ(СП), оценивать эффективность технических средств, повышения безотказности и ремонтопригодности систем электромеханики стрелочного комплекса железнодорожной автоматики и телемеханики.

Диссертация вносит весомый вклад в теоршо и практику для решения вопросов повышения работоспособности устройств электромеханики, базирующихся на применении методов параметрической оптимизации.

В результате были созданы и внедрены более надежные и экономичные конструкции ряда УЭМЖАТ(СП), обладающие более рациональными параметрами по сравнению с ныне эксплуатируемыми.

Основные научные положения диссертации обоснованы теоретическими исследованиями, экспериментальной проверкой и практической реализацией полученных результатов при разработке электродвигателей стрелочных переводов постоянного и переменного тока типа МСП-0,35М с четырехпошосной магнитоэлектрической системой возбуждения и типа МСТ-0,ЗМ с двухслойным ротором, бесконтактной управляемой электромагнитной фрикционной муфтой электропривода с двумя зонами захвата, перспективной трехпроводной схемы управления электроприводом для железнодорожной станции, оборудованной электрической цешрализацией (ЭЦ), контактных колодок автопереключателя новой конструкции, схемой управления устройствами электрообогрева стрелочных переводов на микропроцессорной технике и другие.

Реализация результатов работы. На основании выполненных в диссертации исследований:

1.Разработан более мощный четирехполюсный стрелочный электродвигатель с магнитоэлектрической системой возбуждения типа МСП-0,35М с улучшенными технико-экономическими показателями.

2. Разработан асинхронный стрелочный электродвигатель типа МСТ-0,ЗМ двух модификации: чередующейся глубокопазной обмоткой ротора и двухслойным ротором. В разработках использован натент РФ №65697 на полезную модель автора: «Электродвигатель реактивный переключаемый». Опубликовано 10.08.2007 Бюл.№22. Институт ГТСС считает целесообразным применение усовершенствованного асинхронного стрелочного электродвигателя типа МСТ-0,ЗМ двухслойным ротором в проектах ЭЦ.

3. Контактные колодки автопереключателя стрелочного электропривода новой конструкции освоены в серийном производстве на Люберецком заводе "Пластмасс" ОАО «РЖД» и внедрены на Московском метрополитене. Они были разработаны на основании патента РФ на изобретение №2353536 автора: «Автопсрекшочатель». Опубликовано: 27.04.2009 Бюл. №12. Технический результат заключается в повышении надежности и прочности конструкции.

4. Разработана электромагнитная фрикционная муфта нового образца для стрелочного электропривода (взамен механической фрикционной) для дальнейшего испытания на Московской ж.д.

5. Усовершенствованная схема электрообогрева стрелочных переводов в 2001-2002 г.г прошпа опытную эксплуатацию на ст. Орудьево Московской ж.д.и в 2008г.г, была внедрена на ст. Решстниково Октябрьской ж.д. Указанная схема электрообогрева одобрена управлением «Путь и соружений» ОАО «РЖД» и рекомендована для внедрения и на железных дорогах РФ и СНГ. (Заключение ГТСС №20/30 от 24.07.08г.).

6. Разработаный на уровне изобретения стрелочный асинхронный электродвигатель (патент РФ №2315412 автора «Электродвигатель реактивный переключаемый». Опубликовано 20.01.2008 Бюл.№2.) повышает надежность работы электропривода и снижает стоимость на изготовление электродвигателя.

7. С целью унификации аппаратуры и повышения эксплуатационной надежности дано принципиальное решение по применению в качестве путевого приемника на метрополитене реле типа ДСШ-15, широко используемого на магистральном ж. д. транспорте (Заключение ГТСС №32-07/36 от 13.08.04г ).

8. Разработана перспективная трехпроводная схема управления стрелочным электроприводом с двигателем с магнитоэлектрической системой возбуждения.

Практическая реализация результатов выполненных исследований позволила повысить качество работы электрической централизации на станциях, улучшить технический уровень автоматизации УЭМЖАТ(СП), обеспечивая тем самим значительный народнохозяйственный эффект. А это со своей стороны способствует улучшению эксплуатационной деятельности и повышеншо качества перевозочного процесса отрасли, экономии трудовых и энергоресурсов в масштабах железных дорог и метрополитенов РФ.

Новизна технических решений разработанных устройств подтверждена авторскими патентами, полезными моделями и заявками па изобретения.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались, обсуждались и были одобрены на международной конференции молодых ученых железнодорожных ВУЗ (в г. Гомель, БЖТ 1998г); в службе технической политики Московской железной дороги (г. Москва, 2000г.); на кафедре «А и Т на ж.д.» (г. Москва, РГОТУПС, 2001г.); на кафедре «Безопасность движения» Российской академии путей сообщения (г. Москва, 2004 г.); на кафедре «Электроэнергетические, электромеханические и биотехнические системы (г. Москва, МАИ, 2008г.); на кафедре «Тяговый подвижной состав» (г. Москва, МИИТ, 2009г.).

Монография Абусеридзе З.В. «Параметрическая оптимизация устройств железнодорожной автоматики и телемеханики»: Научное издание. - Москва: ВИНИТИ РАН, №2, 2004, Б\0 238, 126с. полностью отражающая содержание диссертации, разослана по списку 24 организации Российской Федерации, специализирующиеся в области исследований по теме диссертации.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 35 печатных работ и 1 монография, в том числе 21 статья в журналах входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, получены 2 патента на изобретения и один патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Она содержит 274 страниц основного текста, 64 иллюстраций, 35 таблиц, списка литературы из 188 наименований и 3 приложений. Всего работа изложена на 395 страницах машинописного текста.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, описаны методы исследования. Приведены основные положения, выносимые на защиту, изложены сведения о научной значимости и практической ценности, реализации и апробации работы.

В первой главе приведены характеристики, недостатки в эксплуатации и перспективы совершенствования УЭМЖАТ(СП) и их базовых элементов, а также выбран метод исследований на основании анализа существующих методов оптимального проектирования. Одновременно проведен аналитический обзор методов оптимального проектирования, расчет поиска оптимума при многопараметрической оптимизации, исследована параметрическая надежность автоматики. Математические процедуры оптимизации включают в себя основные положения: принцип максимума Л.С. Понтрягина, методы динамического программирования и принцип оптимальности Беллмана, прямые методы вариационного исчисления, теории размерностей, метод подобия и анализ основных общих уравнений динамических систем.

С целью ускорения сходимости алгоритма оптимизации автором в метод внутренней точки внесены некоторые изменения, целесообразные для решения конкретной задачи, которые приведены ниже:

F(x) = F(XbX2,X3, Х4, Х5) -> max, (1)

где F (х) = f (х) - Tl[tjGj( x) -I tjG/ x) If, G/x) <0, j=l,2,5. Зная примерные величины функций ограничений Gj(x), примем следующие значения масштабных множителей tj: tj = t5 = 1000, 12 = 13 = 14= 100. Отсюда следует, что в случае невыполнения хотя бы одного ограничения F(x) принимает отрицательное значение, поскольку вычитаемое в приведенной формуле намного превзойдет уменьшаемое f (х).

Учитывая это обстоятельство, алгоритм оптимизации был построен таким образом, что попадаете в отрицательное значение критерия оптимальности приводит к возврату точки поиска xs на один шаг назад в xK.j и, следовательно, к выходу из недопустимой области переменных параметров. Затем, в новой точке вновь определяется градиент, в направлении которого получается шаг меньшей величины. Таким образом, производится приближение к границе, заканчивающееся тогда, когда дальнейшее движение к границе не приводит к увеличению критерия оптимальности заранее заданной точности вычисления.

Изложенный метод оптимизации имеет отличие от известного метода внутренней точки, заключающегося в том, что путем заведомо больших масштабных множителей сразу устанавливается весьма крутые барьеры вдоль границы допустимой области, а поиск ведется только внутри ее. Из рис.1 видно, что попадание из точки hK.i в точку hK согласно изложенному алгоритму приведет к возврату в точку hK+]. Однако, F( hK+]) <F(hK), что вызовет снова изменение направления поиска в сторону точки и последующее нахождение этого максимума, равного, например, F(hA) = -103. Таким образом, все операции, следующие за точкой hK_i, не представляют практического интереса и бесполезны, а уменьшение шага ДЬ или ослабление крутизны границы допустимой области приведут к замедлению сходимости в интересующую точку максимума С. Кроме того, при оптимизации известным методом внутренней точки усложняются требования к величине шага поиска вдоль направления, заданного градиентом. Например, при достаточно большом шаге возможен выход точки поиска за границу допустимой области и при существовании в последней отрицательных максимумов длительной и бесполезный их поиск. Этот факт практически подтвержден при реализации на ЭВМ метода внутренней точки.

Иллюстрация максимума в отрицательной области критерия оптимальности F

Рис. 1. д ь - величина шага вдоль направления градиента, вычисленного в точке В

Градиентные методы позволяют найти лишь локальный экстремум. В связи с этим, в случае сложности или априорной неизвестности формы гиперповерхности критерия оптимальности оптимизацию методом, например, наискорейшего подъема целесообразно производить из разных начальных точек с последующим выделением максимального значения из ряда полученных результатов. Генерирование такого рода начальных точек может осуществляться, например, стохастически по формуле:

X; = а;+ Vi'(b— аО, i = 1, 2,..., п, где п - количество переменных параметров.

В результате изложенного выше анализа методов оптимального проектирования для решения поставленной задачи был выбрал модифицированный автором стохастический - градиентный метод. Из приведенного алгоритма видно, что данный метод может быть использован и для условной оптимизации, что стало актуальным для дальнейших исследований.

Значительный вклад в создание, развитие и практики электромеханических систем железнодорожной автоматики и телемеханики внесли ученые транспорта: A.M. Брылеев, И.Е. Дмитренко, В.Н. Иванченко, Ю,А. Кравцов. В области развития теории электрических машин известны фундаментальные работы докторов технических наук: В.Я. Геча, В.Я. Беспалова, Л.К. Ковалева, Л.А. Курочки, М.Ф. Карасева, A.C. Курбасова, В.Н. Авилова.

Однако в известных работах не рассматриваются особенности работы УЭМЖАТ(СП), коммутационные процессы в электродвигателях при искрообразовании под щетками, проблемы совместимости схем управления с двигателями новой конструкции и прочности элементов серийного электропривода и его гарнитуры при воздействии динамических сил от подвижного состава, в т.ч. в условиях высокоскоростного движения.

Идея применения магнитоэлектрической системы возбуждения в стрелочном коллекторном двигателе не является новой. Обзор мировой и отечественной технической и патентной информации показывает, что попытки возбуждения от

/

постоянных магнитов в электрических машинах применялись ученными транспорта в разных периодах (Переборов A.C. и др. Об электродвигателе постоянного тока с магнитоэлектрическим возбуждением для стрелочного электропривода. Автоматика, телемеханика и связь, №10, 1972, с.14-15; Сорокер Т.Г. Сборник. Вопросы теории расчета и исследований электрических машин, Москва, 1980 г.; Казиев Г. Д., Епифанова Л.М. Бесколлекгорный управляемый двигатель. Автоматика, связь, информатика, №7, 2004г.) Однако, соискателю удалось до конца ее реализовать, создав на основе теории оптимального проектирования и расчетов приемлемый образец такого двигателя. Поскольку замена обмоток возбуждения постоянными магнитами не является единственным фактором, повышающим эксплуатационную надежность стрелочного двигателя, соискателем обстоятельно исследовано влияние коммутационных процессов на работу коллектора при магнитоэлектрическом способе возбуждения, открыв новые подходы к оптимальному построению схем управления стрелочным электроприводом, что весьма актуальна. Необходимо также отметить, что соискателю удалось экспериментальным путем исследовать вопрос воздействия динамических сил от подвижного состава на элементы электропривода и его гарнитуры, в связи с изменением массы двигателя и компоновки стрелочного привода, что немало важно для дальнейшего развития высокоскоростного движения на железных дорогах РФ.

В работе показаны особенности работы УЭМЖАТ(СП), показаны их достоинства, недостатки и перспективы развитая, определены пути совершенствования расчета стрелочных электродвигателей постоянного и переменного тока. В работе решен вопрос параметрической надежности УЭМЖАТ(СП) в случаях нелинейной зависимости их параметров.

В решении практических задач оптимального проектирования, одной из которых является синтез элементов УЭМЖАТ(СП), большое значение имеет исследование влияния ограничений на получаемые в результате оптимизации критериях оптимальности. Получение зависимости такого рода позволяет определить, какие требования к УЭМЖАТ(СП) являются лимитирующими по отношению к критерию оптимальности.

Критерием оптимальности в УЭМЖАТ(СП) может быть: в электроприводе -время перевода стрелки, в пусковой аппаратуре - время работы пускового реле, в схеме управления - сопротивление стрелочного кабеля, в линии питания -кратность пускового момента электродвигателя. Указанные критерий оптимальности рассчитаны на соответствующие разделы диссертации.

Применение модифицированного метода оптимизации позволило определить функциональные зависимости параметров УЭМЖАТ(СП), а также сформулировать требования к ее аппаратуре.

Процесс синтеза УЭМЖАТ(СП) известным классическим методом, включающим в себя три этапа оптимизации, не поддается полной формализации. В частности, третий этап синтеза, предусматривающий выбор оптимальных параметров элементов, основан на эвристических методах и не может бьггь алгоритмизирован, например, для расчета на ЭВМ. Кроме того, он не позволяет осуществить однозначный выбор этих параметров.

В связи с этим определение оптимальных параметров комплекса произведено методом оптимального проектирования, представляющим собой задачу математического программирования при наличии ограничений.

Во второй главе решены теоретические вопросы создания новых УЭМЖАТ(СП). Особое внимание было уделено проведению исследования ныне эксплуатируемых коллекторных и асинхронных стрелочных электродвигателей, выявлению их недостатков в работе. Указаны пути совершенствования конструкции и дальнейшей оптимизации характеристик стрелочных электродвигателей, рассмотрены основные принципы построения новых электрических схем микромашин, даны усовершенствованные методики расчетов микромашин специального назначения на примере двигателей стрелочных переводов. Проведенные исследования позволили создать их математические модели и разработать новые стрелочные электродвигатели постоянного и переменного тока типа МСП-0,35М (4-х полюсный с электромагнитной системой возбуждения) и типа МСТ-0,ЗМ (с двухслойным ротором).

Важную роль в процесс коммутации играют щетки, которые по своей физической природе являются нелинейным сопротивлением. Основные электрические свойства щеточного контакта машин постоянного тока (МПТ) наиболее логически объясняются с точки зрения теории фритгингов Р.Хольма. Согласно этой теории токопсредача через скользящий контакт угольной щетки с медным коллектором осуществляется посредством точек проводимости (а-пятен) образованных за счет фритгинга изолирующей контакт пленки закиси меди, входящей в состав политуры коллектора. Но в теории Р.Хольма не учитывается первоначальная проводимость контакта, которая создается механическим разрушением политуры коллектора при скольжении по нему щеток, а также контактная разность потенциалов обусловленная различием материалов

контактной пары

Структура политуры коллектора гетерогенна и состоит из пленки закиси меди Си20, непосредственно примыкающей к меди коллектора, и слоя частиц износа щеток, который примерно вдвое тоньше пленки Си20. Общая толщина политуры колеблется в широких пределах и в среднем составляет 10"7 м. При низком уровне приложенного к пленке Си20 напряженности электрического поля (менее 10 в/м) она практически изолирует контакт. Размеры проводящих поверхностей соприкосновения (а-пятен) в направлении скольжения щеток примерно в три раза больше их ширины, и они испытывают контактное давление порядка 70% от твердости щетки.

Учитывая вышеприведенные экспериментальные данные о параметрах контактной поверхности коллектора и электрические свойства его политуры, единичные поверхности соприкосновения, покрытые слоем политуры, можно рассматривать как контактирующие тонкопленочные системы С - Си20 - Си: полупроводник (щетка) - тонкий диэлектрик (пленка закиси меди) - металл (медь коллектора).

Следовательно, условия токопередачи через слой политуры коллектора будут определяться физическими условиями прохождения электронов через указанную тонкопленочную систему. Угольная щетка электроотрицательна по

отношению к меди коллектора, поэтому энергетическая диаграмма тонкопленочной системы С - Си20 - Си в условиях термодинамического равновесия будет иметь вид, приведенный на рис.2.

Измерение контактной разности потенциалов для некоторых наиболее распространенных в тяговом машиностроении марок электрографиговых щеток производилось на короткозамкнутом коллекторе с использованием компенсационной схемы.

Приведенные в табл.1, экспериментальные значения 1РК соответствуют порядку величины двойного слоя, приводимого в работе Р.Мейером, и величине Ух, полученного в работах В.М. Синорова, Л.П. Кучумова.

Снижение величины с ростом уровня плотности тока под щеткой фактически характеризует температурную зависимость контактной разности потенциалов.

По данным экспериментальных исследований контактной поверхности при помощи специальных зондов, встроенных в щетку, среднее контактное давление, которое испытывают единичные поверхностей соприкосновения, составляет около 70% от твердости материала щетки. В связи с этим можно предположить, что при приложении к щетке номинального контактного усилия со стороны пружин щеткодержателя (у тяговых электродвигателей оно на 20...30% выше, чем у машин обычного исполнения), шероховатости ее контактной поверхности пластически деформируются и для ее относительной площади справедлива формула Герца:

_ ^ £ _ Р, Зщ 1' 1 щ

Где: Б* - суммарная площадь контактной поверхности щеток одного щеткодержателя; 8Щ - суммарная рабочая площадь щеток одного щеткодержателя; п, - среднестатистическое число поверхностей соприкосновения Б; под единицей рабочей площади щеток; Рк - контактное давление на щетки; с, - коэффициент, учитывающий степень нажатия контактов; Нщ- твердость материала щетки

Замеры по указанной схеме производились сразу же после отключения тока фиксированной плотности в пяти различных точках рабочей поверхности коллектора.

Усредненные результаты измерений приведены в табл. 1, по данным которых на рис.2 построена зависимость ¥к= Т (). Для рассматриваемых марок щеток:

=

(2)

Таблица 1. Контактная разность потенциалов % , мВ

Марка щетки Плотность тока под щеткой, А/см"1

0 5 10 15 20 25

ЭГ-2А 180 170 157 140 122 100

ЭГ-61 210 195 180 165 143 120

ЭГ-61А 220 208 190 175 154 130

Типичная осциллограмма мгновенных значений падения напряжения в скользящем контакте приведена на рис.3, из которого видно, что оно подвержено сильным колебаниям, так как под щетку при ее скольжении по коллектору постоянно попадают окисленные единичные поверхности соприкосновения. Для их фритгинга требуется повышенное напряжение иь которое сразу же после образования на рабочей поверхности коллектора а-пятен падает до величины Дищо, которая характеризует падете напряжения в неподвижном контакте, когда все фритганги под щеткой завершаются.

О 5 10 15 20 25

Рис. 2. Контактная разность потенциалов щеточного контакта

Рис. 3. Осциллограмма мгновенных значений падения напряжения в скользящем контакте При увеличении плотности тока под щеткой интенсивность фриттинга единичных поверхностей соприкосновения, покрытых политурой, возрастает. При этом монотонно растет и число а- пятен, поэтому с повышением плотности тока удельное контактное сопротивление снижается. Свое минимальное значение оно принимает тогда, когда все единичные поверхности соприкосновения под щеткой очищаются от пленки Си20.

Особенностью машин постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов является то, что они имеют незначительное радиальное расстояние между железом якоря и внутренней поверхностью остова из-за малой высоты магнитов. При этом в коммутируемых секциях этих машин индуктируется довольно большая ЭДС вращения £о от ноля реакции якоря, которая сравнима с реактивной ЭДС и определяется следующим выражением Еа = 2Ш, ■ Уа ■ /„ Ва, где ва- индукция магнитного поля реакции якоря в зоне коммутации.

Следует отменить, что в существующих методиках расчета коммутации машин постоянного тока ЭДС Еа вычисляется для магнитодвижущей силы реакции якоря, которая создается всеми его проводниками. В действительности проводники, принадлежащие коммутируемым секциям, практически не участвуют в создании индукции ва в зоне коммутации и поэтому ее необходимо вычислять по следующей более точной формуле: ^^ РГ'-1

о7г- = А-^г-2-. (3)

А) о

где I?- магнитодвижущая сила реакции якоря без учета проводников коммутируемых секций; - число витков якорной обмотки без учета коммутируемых секций;¡а- ток в параллельной ветви якорной обмотки; ¿о - длина воздушного зазора между железом якоря и внутренним диаметром остова. Для машин постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов она равна Ь0=ки +д0; число витков якорной обмотки без учета коммутируемых секций

определяется по следующей формуле:

= (4)

8 ра„ 8 рал 2ап

где Ыа- число проводников обмотки якоря; число проводников одновремешю коммутируемых секций; 2р - число главных полюсов; 2ап- число параллельных ветвей якорной обмотки; У- округленный до ближайшего целого числа коэффициент щеточного перекрытия; число витков обмотки якоря; При этом в разрываемой секции индуктируется экстра-ЭДС от разрыва контурного тока

и, = ~Ьр . В этом случае в короткозамкнутом контуре «секция-щетка» будет

протекать контурный ток (¡к), при разрыве которого в момент окончания К.З. секции, по сбегающим краем щетки возникает искрение, которое резко повышает износ коллектора и щеток.

Из осциллограммы межламельного напряжения разрываемого коммутируемого контура " секция - щетка" (Рис.4.) видно, что на завершающем этапе этого разрыва экстра - ЭДС возрастает практически по линейному закону, т. е. для нее справедливо следующее выражение:

тт т ^'к п

= где: В постоянныйкоэффициент.

Проинтегрировав уравнение по времени и учтя начальные условия для Контурного тока, получим:

(О = Ч (0)-• где: ¡к (0) = "^ ^ начальные значения контурного тока через разрываемую ламель коммутируемой секции; постоянный коэффициент

В определяем из условия, что концу разрыва ламели ее контактное сопротивление Л.Д1) = <юи контурный ток через нее равен нулю, т. е. для момента времени 1Л имеем:

Рис.4. Осциллограмма межламсльного напряжения разрываемого коммутируемого контура

р

Отсюда, для коэффициента В можно записать: в _ 2Ьрип(0) _ 2ЛрГ/„(0)

где Хр - удельная индуктивность разрыва

(6) (7)

После преобразования окончательно получим:

и,(т,) = В-1=2Лр- и„ (0) • — = 2Лрип (0)гл (8)

'я

Для момента окончания разрыва коммутируемой секции имеем-

На основании обобщенного критерия качества коммутации с учетом потенциального и электромагнитного факторов в момент разрыва коммутируемой секции в работе был получен критерий новообразования для коллекторных машин без дополнительных полюсов с магнитоэлектрической системой возбуждения (в.т.ч. и для стрелочных электродвигателей):

А Г Г , Г ^ ип~Аи„

А Е = Ер+Е„< к - (10)

где К„ - коэффициент искрения и равен Кн = Кг (1+2Яр) +1

Следовательно, дня обеспечения безыскровой коммутации машин постоянного тока без дополнительных полюсов и с возбуждением от постоянных

магнитов необходимо выполнять полученного условия, которое является критерием качества коммутации для коллекторных машин данного класса.В работе по критерию искрообразования была приведена оценка качества коммутации электродвигателей МСП-0,25; МСП-0,25М и МСП 0,3 5М, на основании которых коммутационные параметры приведены в табл.2 .

Таблица 2. Коммутационные параметры электродвигателей

Параметры МСП-0,25 МСП - 0,25М МСП - 0,35М

Ток нагрузки якоря 1а, А 2,5 2,2 2,5

Марка щеток ГЗ ГЗ ЭГ8

Количество щеток 2 2 4

Размеры щеток,мм 8x10 8x10 6x5

Расчетный коэффициент щеточного перекрытия у„ 1,33 1,33 1,0

Округленный коэффициент щеточного перекрытия у 1.0 1,0 1,0

Ширина ламели коллекторами 5,92 5,92 5,92

Окружная скорость коллектора Ук, м/с 4,09 4,09 4,27

Индуктивность секции ,10" 4Гн 3,8 4,4 3,3

Реактивная ЭДС Ер, В 1,25 0,73 0,52

ЭДС от реакции якоря Еа,В 0,23 1,14 0,39

Дополнительная ЭДС Ед.В 0,72 - _

Результирующая ЭДС ДЕ, В 2,2 1,87 0,91

Падение напряжения под щеткой лиш,В 0,8 0,78 0,85

Таблица 3. Расчет удельной индуктивности разрыва Яр для двигателей

Тип двигателя Ъ 10"3 с Ял ом к* Ьр 10"4 Гн Хр

МСП-0,25 1,45 0,43 1,0 3,8 0,61

МСП-0.25М 1,45 0,48 0,7 зд 0,45

МСП-0,35М 1,39 0,69 1,0 3,3 0,34

В таблице 4 приведет результаты работы по критерию соотношения

^ для реверсивных двигателеи. При этом учитывалось, что напряжение

искрообразования для щетки марки ГЗ составляет 2,8 В, а для щетки марки ЭГ-8 -3,0 В

Таблица 4. Результаты работы реверсивных двигателей по критерию __ искрообразования__

Тип двигателя и„ В дищ,в К и„-Дищ/1+Хр в

МСП-0,25 2,8 0,8 0,61 1,24

МСП-0,25М 2,8 0,78 0,45 1,39

МСП-0,35М 3,0 0,85 0,34 1,6

Сравнение результирующих ЭДС де из табл.2 с отношением и» ~Аи« из

1 + лр

табл. 4 показывает, что только для электродвигателя МСГМ),35М удовлетворяется 1фитерий искрообразования. Следовательно, только этот двигатель не будет испытывать коммутационных затруднений в эксплуатации.

В теории коммутации электрических машин постоянного тока за реверс тока в коммутируемых секциях ответственно ЭДС от поля ДП, но не рассматривается механизм этого реверса при их отсутствии. В процессе исследовании проблемы коммутации в коллекторных стрелочных электродвигателях без дополнительных полюсов было подтверждено предположение о том, что коммутация тока в якорной секции представляет- собой два разграниченных во времени апериодических процесса: а) процесса замыкания щеткой секции с быстрым спадом ее тока до нуля под действием суммарного сопротивления коммутируемого контура, а затем б) процесса ее размыкания, связанного с включением секции в другую параллельную ветвь с установлением в ней тока противоположного направления. В графическом виде этот процесс представлен на рис.5.

После длительного программного испытания нового электродвигателя с магнитоэлектрической системой возбуждения на 1,0 млн. переводов недействующей стрелки и более года эксплуатации в одном го действующих приводов на станции ЭЦ Приволжской ж.д. сделан вывод, что условия его коммутации улучшились. Это подтвердили лабораторные исследования: действием реакции якоря симметричность распределения магнитного поля не искажена, результирующее магнитное поле к краям главных полюсов не смещено, физическая нейтраль относительно геометрической также не смещена.

Методом физического моделирования магнитного поля в воздушном зазоре между постоянным магнитом и якорем для коэффициента полюсного перекрытия была получена следующая эмпирическая формула:

180 г, hu (п)

В

где: ир - угол раскрытия мапштов; а- полюсное деление якоря.

Точность расчетной формулы была подтверждена путем анализа экспериментальных кривых распределения индукции в воздушном зазоре, снятых с помощью датчика Холла на макетных образцах двигателей с возбуждением от постоянных магнитов.

В процессе разработки асинхронного стрелочного двигателя с двухслойным ротором потребовалось теоретическая и экспериментальная проработка двух основных вопросов. Первый вопрос- определение параметров двухслойного ротора. Если для обычных асинхронных двигателей можно с известным приближением считать параметры схемы замещения постоянными, то у асинхронных двигателей с двухслойными роторами полное сопротивление ротора зависит от частоты перемагничивания ротора, магнитной проницаемости на поверхности ротора, а таюке от краевого эффекта. Два последних фактора не подаются точному расчету, а имеющиеся рекомендации в основном относятся к двигателям мощностью более 1кВт. Исследования показали, что для определения параметров массивного ротора асинхронного двигателя малой мощности уточненная Г-образная схема замещения неприемлема, а необходимо использовать точную Г- образную схему замещения. Отношение реактивной составляющей у асинхронного двигателя малой мощности находится в пределах 0,68-1,0, а рекомендуемое отношение 0,6-0,7 неприемлемо для машин малой мощности. Электромагнитные расчеты показали, что лучшую сходимость с опытными данными дают те расчеты, в которых использовано соотношение 0,68- 1,0.

Второй вопрос - оптимальный подбор материала и конструкции двухслойного ротора с целью получения необходимых характеристик и обеспечения экономичности, технологичности и максимальной унификации с базовым исполнением. В результате исследований предпочтение было отдано роторам из жеяезомедного сплава СМ-25 (р=1,15-Ю"70м-м) с оптимальным значением магнитной проницаемости ц как наиболее удовлетворяющим указанным требованиям. Следует отметить, что необходимые характеристики были обеспечены асинхронного двигателя с двухслойным ротором на основе базовых серийных двигателей, в которых не унифицированы только ротор и обмотка статора.

Для расчета зависимости относительной магнитной проницаемости ротора ц от скольжения S составлена программа на ЭВМ. Результаты расчетов представлены в таблице 5,

Расчетами на ЭВМ, выбраны оптимальные параметры полого цилиндра и сердечника для нового двигателя МСТ-0,ЗМ, в котором создаются условия для увеличения КПД и COS(p. Применение двухслойного ротора может значительно повысить пусковой момент нового электродвигателя.

Таблица 5. Результаты расчетов зависимости магнитной проницаемости ц от скольжения 8

Скольжение Момент, Н-м Ток статора, А СОБф

1 Мп=17,б 2,94 0,792

0,67 Мшах=19,50 3,06 0,860

0,37 8,08 2,52 0,785

0,11 Мн=3,43 1,94 0,570

0,10 3,21 1,90 0,567

0,07 2,41 1,78 0,480

0,05 2,17 1,75 0,452

В двигателе с двухслойным ротором, разработанного автором для стрелочных асинхронных электродвигателей, ток в начальный момент пуска вытесняется в наружную пусковую клетку, создавшего большой пусковой момент, а по окончании процесса пуска протекает по рабочей клетке с малым активным сопротивлением, вследствие чего двигатель работает с высоким К.П.Д. У такого двигателя пусковой момент значительно больше, чем у короткозамкнутого двигателя нормального исполнения. Кратность пускового момента такого двигателя достигает 4,5-6,0 (у серийного-3,5), а кратность пускового тока составляет 1,3-1,7 (у серийного-2,3). Увеличение пускового момента достигается повышением скольжения путем увеличения отношения активного сопротивления клетки ротора к индуктивному сопротивлению двигателя. Практически это осуществляется увеличением сечсний сердечника статора и ротора и уменьшением стержней клетки.

В работе получена математическая модель асинхронного стрелочного электропривода (АСЭД) с дистанционным управлением, в которой отражены основные соотношения электромеханических и тепловых связей. В дальнейшем исследование оптимизации режимов работы (АСЭД) производилось по этой же модели.

<1а

И'

Л

-М.

см

а

<*>и№Р2+гг2) К Р

(12)

где:

-Мс(т)

%

0 ,0 Поскольку начальные

%

и Ч^ заранее не известны , найдем их, используя метод итеративного приближения Ньютона - Рафсона .Для этого разложим в ряд Тейлора координаты в конечный момент времени щ к в

ДТ-

Отбрасывая члены второго порядка и выше, получим следующую итерационную

процедуру для нахождения неизвестных начальных значений оптимального процесса:

II;-''

Х1П

Ш-'

г7(1

8а\Т) да\Т)

ЭК

Здесь ]=1,2,... -номер итерации, ©¿;Г)- значение средней температуры

двигателя, получаемое на ]-й итерации при 1=Т, а^ -скорость ротора на ^й итерации при 1-Т.

Элементами обратной матрицы определялись из следующей линейной системы дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами:

(да), (да), (да), (8а), 8 а д@Д 54", 8Ч>2

(вед); (евд); (эел), (аеД

да двД 8% дУ2

(8%), (от,); (а^,); (ау,);

ЗУ,

ИЛ (ЭУД ид (от,))

до 50 г

а1?, ау,

де>т дат

З^/о

3© да 30 ж

З^/о

0*, г

34?,{

ЗУ,г

(14)

Квадратными скобками выделены переменные, для которых начальные условия при решении дифференциальных уравнений равны единице, для остальных равны нулю. Элементы прямоугольной матрицы (матрица Якоби) определялись путем дифференцирования.

В диссертационной работе также исследованы электромагнитные и тепловые переходные процессы, протекающие в АСЭД. Составлена математическая модель теплового переходного процесса лимитирующей области ЛСЭД, которая решалась на ЭВМ совместно с уравнением электромеханического переходного процесса с учетом взаимного процессов:

<10! _ <10

с1Ь ¿0.

а^г + а203 + а304 - аД ,

= РСТ2 + а501 + аб©4 + а7©СС " а802 '

= Ри + а901 + а1о0ос - ап03 ,

-¡^Г = + а1г01 + а1з02 + аи©з ~ а15©4 »

сК; ау 3 с/

Коэффициенты а^ ан, отражающие тепловую связь между элементами лимитирующей по нагреву области АСЭД, определяли в зависимости от структуры взаимодействующих в тепловом отношении конструктивных элементов.

Для управления электропривода на повышенной удаленности необходимо стало определить первичные и вторичные параметры линии питания стрелочного кабеля. Экспериментальным исследованием было установлено, что ток на выходе кабельной линии равен:

Как видно, ток в конце линии изменяется потому закону, что и на выходе;

/Л

однако ток на конце линии появляется только по прошествии времени V, необходимого на прохождение волной расстояния Ь.

Формулы отображают процессы в действительных кабельных линиях весьма приближенно, так как они получены в предположении, что 0=0, а параметры Я и Ь не зависят от Р, т.е. от частоты, что может быть справедливым только в узком диапазоне частот

Напряжение волны, подошедшей к любой точке линии, оказывается приложенным к волновому сопротивлению линии, имеющему ёмкостный характер. Если ток волны не ограничен сопротивлением жил пройденного участка кабельной линии, тогда возникает значительный зарядный ток, уменьшающийся по мере заряда участка линии, находящегося далее рассматриваемой точки (Рис.ба) Если сопротивление жил пройденного волной участка линии значительно и ограничивает зарядный ток, последний первоначально невелик и возрастает по мере заряда пройденного участка линии и повышения напряжения волны (рис.6 б)

(16)

По таблице операционных соотношений:

(17)

¡(1)

I.

Рис.6. Характер нарастания тока в кабельной линии различной длины

В реальных линиях за счет появляющегося искажения формы волны ток в различных точках линии не возникает толчком, а нарастает плавно

Точное исследование переходных процессов в реальных линиях представляет собой задачу весьма трудную в связи с необходимостью учитывать большое число факторов. Поэтому практически пользуются приближенным решением и уточняют влияние факторов экспериментально.

В работе рассмотрены возможности применения электромагнитных фрикционных муфт взамен традиционных механических фрикционных муфт в стрелочных приводах (СП).

Кинематическая схема СП с электромагнитной срывной муфтой, принятая при составлении математической модели, изображена на рис.7.

Систему уравнений, соответствующую кинематической схеме, можно записать следующим образом:

(1ш ] _ М е - М ь .

Л I, + I.

аса; = мь - ми . * Ь + + Ь '

• I

Р » = 1Ш1с14 ;<2 ь = 2

О о

1

(Зь = 1<М1

о

Мь =М,яп(2((}1 -<гь))

мЛ=д11<^ (23)

(18)

(19)

(20) (21)

Л

Электоро-двигатель N

\

_

N Редуктор -

) =

_ ==

/ ы

Шибер

1ь Е,п СМВ 1Ь ш2, Оь М

Рис.7 Кинематическая схема СП с электромагнитной муфтЙй. В уравнениях приняты следующие обозначения:

юь ю2 - соответственно, угловые скорости вращения ведомой и ведущей частей электромагнитной муфты

М,. - мгновенное значение электромагнитного вращающего момента

1Р - момент инерции ротора электродвигателя;

15, - моменты инерции ведущей и ведомой частей электромагнитной муфты;

1ред , -приведенные моменты инерции редуктора и массы движущихся элементов стрелки: С>8, - мгновенные значения углов поворота ведущей и ведомой частей муфты; Мь М, - текущее и максимальное значения синхронизирующего момента муфты; М„, - нагрузочный момент на валу двигателя обусловленный силами трения остряков; V,- время срабатываний приводозамыкателя; г - число зубцов электромагнитной муфты.

Для проведения анализа характеристик СП с электромагнитной муфтой и сопоставления полученных результатов с известными СП понадобилось иметь модель и программу, описывающую классическую схему, которая используется в серийных приводах.

Полученные для СП с фрикционной муфтой (на основе вышеуказанных допущений) уравнения записаны ниже.

(1 0) Л

(51 СО .

м

М

Л

М

I, + '

М „ - М ,„ 11, + + 1

М с . если

(24)

О, если г < г (1,2 4- \,Ъ)М ,„

где: М&

приведенный момент фрикции; 1д_ - приведенные моменты ведущей и ведомой частей муфты.

Полученные результаты моделирования работы СП с электромагнитной муфтой приведены на рис. 8 (а - расчет перевода стрелки в СП ЭЦ с электромагнитной муфтой, б - моделирование работы СП с электромагнитной муфтой).

■

м Ыут

1 .'¡<Ц

ш

1 ||рр Ж»» 1

а)

б)

I ;■ 1 ' " .А /! м V 1 1 у У Г

/Й ш { *} - т

ги V

Рис.8. Результаты моделирования СП с электромагнитной муфтой

В третьей главе представлены конструкции разработанных технических средств УЭМ ЖАТ(СП):

1. Стрелочный электродвигатель с четырехполюсной магнитоэлектрической системой возбуждения типа МСГ1-0,35М (Рис.9).

Режим электромагнитного тормоза двигателя с постоянными магнитами резко сокращает время работы фрикционной муфты электропривода, увеличивая срок ее службы.

При использовании электродвигателя с магнитоэлектрической системой возбуждения в существующих 2-х, 3-х проводных схемах управления увеличивается быстродействие электропривода в не зависимости от его удаленности и улучшается условия коммутации его переключаемых реле в переходных процессах, что повышает надежность их работы.

Исследование показало, что использование в стрелочном электроприводе двигателя с возбуждением от постоянных магнитов позволяет разработать 2-х проводную схему управления без реверсирующего реле, поскольку реверсирование при таком возбуждения осуществляется не по трем, а по двум проводам. При этом повышается надежность самой схемы управления и снижается стоимость оборудования.

График изменения расхода стрелочного кабеля свидетельствует о том, что при максимальной удаленности не более 2 км достаточно одной градации, а для максимальной удаленности 3 км и более с целью уменьшения расхода кабеля целесообразно принять две градации. Увеличение градации более двух не дает практического результата.

С увеличением усилия на шибере электропривода при применении переводов марок 1\18, 1\22, 1\42 чрезмерно увеличивается потребляемый ток серийного электродвигателя, в связи, с чем ухудшаются его технико-эксплуатационные показатели. Увеличить габариты этого электродвигателя практически невозможно. Применение же в этом случае электродвигателя с магнитоэлектрическим возбуждением значительно уменьшит потребление

1-магнит; 2-остова; 3-специальный наз; 4-эпоксидная; 5-капроновые клинья

2.Стрелочный асинхронный электродвигатель с двухслойным ротором типа МСТ-0,ЗМ (Рис.10). Оптимизированный двигатель МСТ-0,ЗМ обеспечивает

четырехкратный пусковой момент при увеличении пускового тока на 17...19%. Мероприятия по снижению электропотребления позволят уменьшить сечение питающего кабеля. При разработке использован патент РФ автора №65697 на полезную модель: «Электродвигатель реактивный переключаемый». Опубликовано 10.08.2007 Бюл. №22)

-у У/,

1 /

ЦЦщхцщ щ

--- ЙШ 1ШШШ J

Рис.10. Двухслойный ротор 1 - массивный ферромагнитный цилиндр; 2 - шихтованный цилиндр; 3 -короткозамыкающее кольцо; 4 - вал

3. Электромагнитная муфта стрелочного электропривода с двумя зонами захвата

На рис. 11. приведен эскиз электромагнитной муфты. Геометрические размеры макетов определялись в соответствии с данными экспериментальных исследований физических моделей с аналогичным принципом создания силового взаимодействия между ведущей и ведомой частями.

Рис. 11. Эскиз электромагнитной муфты с двумя зонами захвата

4. Схема включения электродвигателя с магнитоэлектрической системой возбуждения приведена на рис.12.

Примечательно, что исключение реверсирующего реле из двух проводной схемы управления снижает общее время работы пусковых реле до 0,3-0,4с. Это обстоятельство весьма важно для стрелок полугорок и профилированных вытяжек, так как время перевода стрелки влияет на величину интервала между отцепами.

Так как реверсирование нового двигателя осуществляется не по трем, а по двум выводным проводам магнита без использования реверсирующего реле РР,

тем самым повышается надежность схемы и уменьшается ее стоимость. Вместе с тем исключается возможность получения ложного контроля положения стрелки при перепутывании линейных проводов Л1 и Л2, что с точки зрения безопасности движения поездов имеет исключительное значение.

Рис.12. Схема включения двигателя с постоянными магнитами без реверсирующего реле

5. Предложенная автором перспективная трех проводная схема управления с двигателем с магнитоэлектрической системой возбуждения (рис.13) устраняет все недостатки, обладающая двух проводная схема управления. Данную схему можно применить и с реверсирующим реле в ЭЦ и без реверсирующего реле в маневровых районах и на сортировочных горках. Она обладает значительной быстродействием, повышенной удаленностью, а время перевода стрелки практически не зависит от расстояния электропривода, исключает возможности создание условий ложного контроля положения остряков стрелки. В схеме применяется стандартная аппаратура и отличается простотой в работе. Центральное реверсирование электродвигателя, применяемое в этой схеме, помимо эксплуатационной надежности, позволяет еще снизить общее время работы пусковых реле, чем повышается скорость перевода стрелки.

Г

пхкс

ПК

г О

_м

мк

1-о-

Рис.3.16. Перспективная 3-х проводная схема управления с двигателем магнитоэлектрической системой возбуждения

6. Контактные колодки электропривода новой конструкции

Разработан на основание патента РФ на изобретшие №2353536 ангора-«Авгопереютючатепь». Опубликовано: 27.04.2009 Бюл. №12. Технический результат заключается в повышении надежности конструкции и повышении безопасности движения поездов.

По сравнению с серийной, усовершенствованная контакшая колодка обеспечивает' упрощенную, но надежную конструкцию рис.14.

Существующая конструкция Новая конструкция

7. Электродвигатель реактивный переключаемый (ЭРП) приведен на рис 15 предназначен для приведения в движение машин и механизмов. Определяющим фактором такой разработки является минимальная стоимость двигателя и его высокая надежность в тяжелых условиях эксплуатации, том числе в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики. По сравнении с серийным типа МС 1-0,3 новый двигатель имеет следующие показатели: простота конструкции-ротор безобмоточный; статор имеет катушки сосредоточного типа- высокая надежность; технологичность изготовления; лучшие энергетические показатели- в сравнении с синхронным электродвигателем менее чувствителен к изменению питающего напряжения и сохраняет свою работоспособность при значительном его снижении

Для Разработки использован патент РФ автора на изобретение №2315412: «Электродвигатель реактивный переключаемый». Опубликовано 20 01 2008 Бюл.№2. Технический результат заключается в повышении надежности и снижении стоимости конструкции электродвигателя рис 15. (а - схема питания ЭРП, б - конструкция ЭРП).

Рис. 16. Электродвигатель реактивный переключаемый

8. В настоящее время электрообогрев стрелочных переводов является одним из самых эффективных способов снегоборьбы и защиты от обледенения стрелочных переводов. Однако широкому внедрению его препятствуют значительные электрозатраты, низкая надежность и высокие расходы на текущее содержание и обслуживание оборудования. Связано это, прежде всего с отсутствием эффективных алгоритмов управления устройством электрообогрева и диагностики. Включена в новом проекте института ГТСС (Заключение ГТСС №20/30 от 24.07.08г.).Агоритм работы схемы заданного варианта СЦБ приведен на рис.16 .

применение микропроцессорной техники

9. С целью унификации аппаратуры, улучшения коммутационных параметров пусковых реле в 2-х схеме управления автором впервые было применено в метрополитене в качестве путевого приемника реле типа ДСШ-15( взамен технически устаревшего реле типа ДСШ-2) и двигатель новой конструкции типа МСП-0,35М.без реверсирующего реле типа ППРЗ-5000. Сравнительные характеристики реле ДСШ-2 и ДСШ-15 сведены в таблице 6.

Известно, что скорость перевода стрелок зависит от времени работы пусковых реле, а последнее определяется схемой включения электропривода. При применении двигателя новой конструкции время работы пусковых реле заметно сокращается из-за увеличения чувствительности в 3, коэффициента возврата в 1,8

раза, улучшения релейных характеристик за счет конструктивной особенности (Заключение ГТСС №32-07/36 от 13.08.04г).

Поскольку в схемах управления фронтовым контактом путевого реле проверяется свободность стрелочного изолированного участка от подвижного состава величина коэффицшгга возврата имеет большое значение для быстродействия системы, особенно для пусковых реле и дополнительно в новом двигателе сопротивления обмотки возбуждения отсутствует, что значительно ускоряет срабатывания пусковых реле. Уменьшить время работы пусковых реле с повышением напряжения на двигателе и таким образом ускорить получение контроля положения стрелки на пульте маневрового района или сортировочных горках часто приводит к нарушению регулирования скорости отцепов и даже сходов вагонов с рельсов. Все это влияет на безопасность движения поездов и ухудшает перевозочный процесс.

Таблица б. Сравнительные характеристики реле ДСШ-2 и ДСШ-15

Тип реле Частота пит. напр. Местный элемент Путевой элемент Коэф. возвр эта Коэф запаса Инг. отказ Ресур сраб.

Напр. Ток не более Мощн не более Сра-баты ван. Отпускали е Полн. Сопрели вление

Гц В А Вт В В Ом - - 1/час цикл ов

ДСШ -2 50 220 0,145 5 28 20 600 0,44 1,22 0,25 10*

ДСШ -15 50 220 0,072 5 12 9,5 720 0,79 1,5 0,15

В четвертой главе предложена методика испытания прочности элементов стрелочного электропривода и его гарнитуры при воздействии динамических сил с учетом ускорения, перемещения, напряжения и колебания в условиях высокоскоростного движения. Проведенные экспериментальные исследования показали, что динамические силы, действующие на шибер электропривода от воздействия подвижного состава, изменяются в весьма широких пределах. Например, при проходе электропоезда со скоростью 200км/ч максимальные вероятные силы в шибере электропривода крестовины составили 575кгс, средние -387кгс; в шибере электропривода стрелки эта силы соответственно равны 200кгс и 117кгс. Измерение максимального перемещения прижатого остряка от воздействия электропоезда при движении со скоростью 200км/ч составили: +1,48мм; -1,32мм. Среднее перемещения равны ±1,1мм

Датчики, установленные на концах угольников, зафиксировали знакопеременные деформации; датчики, установленные под остряками и рамными рельсами,- деформации одного знака.

Амплитуда колебаний электропривода крестовины возрастает с 1,65мм до 2,4мм, величины перемещения фундаментальных угольников гарнитуры крестовины в основном не возрастают с ростом скорости, а даже уменьшаются. Так максимальные перемещения угольников при скорости движения электропоезда 100 км/час достигли 4-х мм, при 150 км/час-3,1мм, при 200 км/час=2,6 мм. Анализируя данные колебаний электропривода и перемещений фундаментальных угольников, следует отметить, что колебания электроприводов возросли в 2 раза в крестовине и 5-10 раз в стрелке как средние, так и максимальные измеренные, приняв знакопеременный характер (рис.17).

Рис.17. Графики вертикальных перемещений фундаментальных угольников

Стрелки: а) средние значения прогибов; б) максимальные измеренные значения прогибов

Максимальное вероятные напряжения в гарнитуре крестовины достигли 500600 кгс/см2; в гарнитуре стрелки 350=500 кгс/см2, т.е. в обоих случаях они находились примерно на одном уровне с напряжениями, возникающими от воздействия электропоезда ЭР-200. А это означает, что применяемые в настоящее время гарнитуры стрелки и крестовины могут эксплуатироваться в условиях высокоскоростного движения.

Уровень ускорений электропривода вместе с его колебаниями дает полную характеристику вертикальных воздействий движущегося поезда на привод. Максимальное ускорение электропривода стрелки от прохода электропоезда со скоростью 200км/ч составили: +8g; -6^; среднее ускорение +4^; -4,^. Особенно большие ускорения -12^ возникали в электроприводах крестовины.

Были установлены также следующие факты:

- от воздействия поезда при скорости 200км/ч на запирающий зуб шибера электропривода стрелки воздействует динамическая сила, изменяющаяся в диапазоне 100-ь200кгс. Электропривод стрелки в этом случае имеет двадцатикратный запас прочности;

- при воздействии на шибере с силами 300-ь400кгс уровень напряжения в элементах запирающего механизма находится в пределах 50+100кгс/см2, что свидетельствует о достаточной прочности запирающего механизма;

- с убыванием скорости подвижного состава динамические силы в шиберах уменьшаются.

При этом с точки зрения безопасности движения важнейшая закономерность: при импульсном изменении динамической силы в шибере резко возрастают вертикальные ускорения электропривода крестовины. При монотонном изменении сил в шибере уровень ускорений не меняется. Этот факт имеет исключительное значение для дальнейшего развития высокоскоростного движения.

В таблице 7 представлены величины ускорений электропривода крестовины и стрелки от воздействия электропоезда, а на рис. 18 представлена осциллограмма вертикальных ускорений электропривода крестовины.

Рис. 18. Осциллограмма вертикальных ускорений электропривода крестовины при движении электропоезда со скоростью 200км/час. Там же записаны динамические силы в шибере.

Таблица 7. Величины ускорений электропривода крестовины и стрелки

Скорость Направл. Движения Электропривод 1фестовины Электропривод стрелки

2мах, g гср, g 2мах, £

200 Пошерстн. +7,8; - 6,3 +4,3; -4,3

175 Пошерстн. +5,6; -5,6 +3,1;-3,1

75 Пошерстн. +3,3;-3,7 +2,0; -2,0

180 Противош. +6,8; -3,4 +2,8; -3,0

200 Пошерстн. +8,0; -6,8 +4,8; -4,0

200 Пошерстн. +8,0; -6,4 +4,4; -2,8

150 Пошерстн. +5,5; -6,5 +2,5;-4,0

150 Пошерстн. +5,5;-5,5 +2,7;-2,8

В пятой главе. Проведены расчеты экономической эффективности разработанных технических средств, которые нашли применения на предприятиях ОАО "РЖД" и метрополитенах РФ.

В приложение 1 выполнено расчетов по усовершенствованию методов электромагнитных расчетов стрелочных электродвигателей постоянного и переменного тока, предназначенных для приводов стрелочных переводов с учетом требований ПТЭ железных дорог и метрополитенов РФ.

В приложение 2 приведены программы для проведения расчетов разработанных технических средств на языке Бейсика с использованием схемы Эйлера для численного интегрирования дифференциальных уравнений на ЭВМ и качественного рассмотрения и моделирования физических процессов.

В приложение 3 приведены акты внедрения, заключений ГТСС, ПКТБ ТЩТ, ВНИИЖТ, протоколы заводских и эксплуатационных испытаний средств УЭМЖАТ(СП) и реализации результатов работы.

34

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе выполнены технические и экспериментальные исследования и разработан ряд технических решений в области УЭМЖАТ. В процессе работы над проблемой создания законов управления электроприводом, применяемые в стрелочных переводах, получены следующие основные результаты:

1. Анализ существующих теорий коммутации позволило сделать вывод о реальном механизме реверса в стрелочных электродвигателях.

2. На основании исследования физических процессов, происходящих в щеточном контакте машин постоянного тока, получены основные экспериментальные электрические характеристики скользящего контакта угольной щетки с медным коллектором. Они совпадают и логически объясняются с точки зрения модернизированной теории фриттингов Р.Хольма, учитывающей реальные электрические свойства политуры коллектора.

3. Доказано преимущество электродвигателей с магнитоэлектрической системой возбуждения по сравнению с эксплуатируемыми в настоящее время электродвигателями с электромагнитной системой возбуждения, что позволило создать новые конструкции коллекторных микромашин типа МСП - 0,25М (2-х полюсный) и типа МСП - 0,3 5М (4-х полюсный).

4. С помощью специально разработанной программы и компьютерного моделирования определены и впервые были получены конфигурации реальных электрических микромашин приводов стрелочных переводов постоянного и переменного тока с распределением магнитного поля в воздушном зазоре.

5. Анализ различных схем управления приводами стрелочного перевода показал полную их совместимость с двигателем новой конструкции.

6. Путем моделирования магнитного поля в воздушном зазоре между постоянным магнитом и якорем, для коэффициента полюсного перекрытия была получена эмпирическая формула. Точность этой расчетной формулы была подтверждена путем анализа экспериментальных кривых распределения индукции в воздушном зазоре, снятых с помощью датчика Холла на макетных образцах двигателей с возбуждением от постоянных магнитов.

7. Сформулированы критерии качества коммутации машин постоянного тока без дополнительных полюсов с возбуждением от постоянных магнитов, которые могут служить основой для расчетов коллекторных микродвигателей на железнодорожном транспорте.

8. Спроектирован шести полюсный асинхронный стрелочный электродвигатель с двухслойным ротором мощностью несколько сот ватт.

9. Предложена математическая модель стрелочного электропривода с электромагнитной фрикционной муфтой. В работе ставилась задача теоретической и практической оценки возможности создания электромагнитной фрикционной муфты стрелочного электропривода, лишенной недостатков механических муфт, выполненной на принципиально иной основе - электромагнитного сцепления ведомой и ведущей частей.

10. В работе с применением методов теории случайных процессов и математической статистики определены законы распределения случайных величин параметров путевого электромеханического реле типа ДСШ-2 метрополитена. Эти

исследования послужили основой для расчетов и других электромеханических реле железнодорожной автоматики и телемеханики.

11. На уровне изобретения разработаны контактные колодки автопереключателя новой конструкции, что позволило значительно повысить надежность работы стрелочного электропривода.

12. Лабораторные испытания усовершенствованной трехпроводной схемы управления показали ее полную совместимость с двигателем новой конструкции. Радиус управления стрелки в этом случае достигает 2,6км и более, и он переводится быстрее, чем при серийном двигателе. Объясняется это большим значением пускового тока, отсутствием потерь на возбуждение, увеличением магнитного потока.

13. На уровне изобретения разработан реактивный микродвигатель для применения в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики.

14. Разработан проект усовершенствованной схемы управления устройствами электрообогрева стрелочных переводов на микропроцессорной технике.

15. Проведены экспериментальные исследования для определения прочности элементов стрелочного электропривода и его гарнитуры при воздействии динамических сил от подвижного состава с учетом ускорения в условиях высокоскоростного движения. Это позволило дать оценку прочности электропривода и его гарнитуры с новых позиций.

16. Полученные в диссертационной работе результаты внедрены на транспорте: контактные колодки стрелочного электропривода новой конструкции освоены в серийном производстве Люберецким заводом «Пластмасс» и применяются на Московском метрополитене; макетные образцы электромагнитной фрикционной муфты прошли лабораторные испытания для дальнейшего внедрения на Московской ж.д.; усовершенствованная схема элекгрообо1рева стрелочных переводов прошла испытания в опытной эксплуатации на Московской железной дороге, одобрена департаментом пути и сооружений и будет применяться и на других дорогах ОАО «РЖД»; головной институт ГТСС считает целесообразным применять стрелочные электродвигатели новой конструкции постоянного и переменного тока типа МСП-0,35М и типа МСТ-0,ЗМ и усовершенствованной схемы управления устройствами электрообогрева в проектах электрической централизации (письмо в ЦП ГТСС №20/130 от 24.07.08г.). Институтом дано также положительное заключение о применение на метрополитенах РФ в качестве путевого приемника реле типа ДСШ-15(взамен реле ДСШ-2) (Письмо в ЦШ ГТСС №32-07/31 от 13.06.04г.)

17. Экономический эффект от внедрения указанных технических средств составляет 855,4 млн. рублей, из них подтвержденный заказчиком ОАО"РЖД"-341,1млн.рублей. Среди них одна из работ автора отмечена Дипломом ОАО "РЖД" в номинации "Идея-2008"

18. Экспериментальным путем получено ряд новых соотношений, имеющих теоретические значения для науки и техники.

19. Новизна технических решений разработанных устройств подтверждена авторскими патентами и соответствующими публикациями

20. В диссертации даны практические рекомендации и решения по внедрению новых, более совершенных элементов систем электротехники с учетом особенности их работы в условиях эксплуатации.

21. В работе приведена усовершенствованная методика расчета современных электродвигателей приводов стрелочных переводов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Курочка Л.Л., Абусеридзе З.В. и др. Совершенствование конструкций и улучшение характеристик электродвигателя стрелочного привода. «Автоматика, телемеханика и связь», 1992, № 4, с.2-4.(вклад соискателя: определение рабочих характеристик параметров стрелочного электродвигателя с магнитоэлектрической системой возбуждения)

2. Абусеридзе З.В., Петрушин А.Д., Селютин Ю.В. Патент на изобретение: «Электродвигатель реактивный переключаемый» per. №2315412 от 20.01.2008г. Бюл. №2.

3. опривода с электромагнитной срывной муфтой. Транспорт: Наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН, 2005, №3, с.22-24.

4. Абусеридзе З.В., Девликамов P.M. Электродвигатель стрелочного перевода с четырехполюсной магнитоэлектрической системой возбуждения. Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН, 2005, №5, с.11-12 (вклад соискателя: разработка эскизного проекта четырехполюсиого стрелочного электродвигателя типа МСП-0,35М и расчет основных характеристик).

5. Девликамов P.M., Абусеридзе З.В. О теориях коммутации машин постоянного тока. Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН, 2005, №7, с.12-20 (вклад соискателя: исследование механизма реверса тока для стрелочных коллекторных электродвигателей без дополнительных полюсов).

6. Абусеридзе З.В. Критерий качества коммутации машип постоянного тока без дополнительных полюсов. Транспорт: паука, техника, управление. ВИНИТИ РАН,2005, №8, с.38-39.

7. Абусеридзе З.В., Девликамов P.M. Оптимизация коммутационных параметров электродвигателей привода стрелочного перевода. Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН, 2005, №11, с.20-22(вклад соискателя: расчет осповпых коммутационных параметров стрелочных электродвигателей МСП-0,25, МСП-0,25М ).

8. Абусеридзе З.В. Математический модель асинхронного стрелочного электропривода (АСЭД) и оптимизация режимов его работы. Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН, 2007, №5, с.45-46.

9. Абусеридзе З.В. Разработка перспективпых модификаций стрелочного асинхронного электродвигателя. Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН, 2007, №7,с.28-30.

10. Абусеридзе З.В. Оптимизация динамических режимов работы асинхронного стрелочного электродвигателя (АСЭД) с учетом электромагнитных переходных процессов. Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН, 2007, №9, с.26-30.

11. Абусеридзе З.В. Патент на полезную модель: « Электродвигатель реактивный переключаемый» №65697 от 10.08.2007г. Бюл. №22

12 .Абусеридзе З.В. Патента на изобретение: «Автопереключатель» №2353536 от 27.04.2009г. Бюл.№12.

13. Абусеридзе З.В. Оптимизация режимов работы асинхронного стрелочного электродвигателя (АСЭД) с уточненным расчетом тепловых переходных процессов. Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН, 2008, № 5, с.28-32

14. Абусеридзе З.В. Дальнейшее совершенствование конструкции и улучшение характеристик коллекторных машин стрелочного перевода. Наука и техника транспорта, 2009, №3, с. 46-49

15. Абусеридзе З.В. Асинхронный электродвигатель стрелочного привода с двойным активным слоем ротора. Наука и техника транспорта, 2009, №4, с.10-12

16. Абусеридзе З.В. Коммутация в электродвигателе постоянного тока с магнитоэлектрической системой возбуждения для привода стрелочного перевода. Электричество, 2010, №11, с.4

17. Абусеридзе З.В. Исследование физических процессов проводимости щеточного контакта машин постоянного тока. Электричество, 2010, №2, с. 4146

18. Абусеридзе З.В. Разработка электродвигателя стрелочного перевода с магнитоэлектрической системой возбуждения. Электричество, 2010, №10, с.56-60

19. Абусеридзе З.В. Переходные процессы в реальной линии питания стрелочного электропривода. Наука и техника транспорта, 2010, №1, с.24-27

20. Абусеридзе З.В.Трехпроводная схема управления с электродвигателем магнитоэлектрической системой возбуждения. Наука и техника транспорта, 2010, №2, с.46-51

21. Абусеридзе З.В. Схема унифицированной рельсовой цепи метрополитена с фазочувствительным приемником ДСШ-15. Транспорт: Наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН,2005,№ 2, с.33-35.

22. Абусеридзе З.В. Асинхронный электродвигатель стрелочного привода с чередующейся глубокопазной обмоткой ротора. 8-я научно-практическая конференция по безопасности движения поездов.-М.:МИИТ,1Ч.с.П 1-1,2007.

23. Абусеридзе З.В. Выключение из зависимости стрелок с электроприводами переменного тока. «Автоматика, телемеханика и связь», 1992, №12, с.37-38

24. Абусеридзе З.В., Степеиский Б.М. Определение вероятностных характеристик параметров фазочувствительного приемника рельсовой цепи метрополитена. МИИТ, 1983, с.ЗО - Деп. в ЦНИИ ТЭИ МПС, 1994, № 2395 (вклад соискателя: расчет числовых характеристик реле типа ДСШ-2)

25. Деркач Е.А., Абусеридзе З.В. Совершенствование конструкции и характеристик двигателей переменного тока стрелочного привода. Сборник научных трудов. Теория и практика транспортных электрических машин. РИИЖТ, 1992, с.67-69.(вклад соискателя: расчет кратности пускового момента и пускового тока стрелочного асинхронного электродвигателя с чередующейся глубокопазным и двухслойным ротором)

26. Абусеридзе З.В. Совершенствование электромеханических устройств железнодорожной автоматики и телемеханики метрополитена. Научный доклад. Санкт-Петербург, ПГУ ПС, 1995, 50 с.

27. Абусеридзе З.В. О возможности применения метода холодной запрессовки для соединения обмотки с коллектором якоря в серийных электродвигателях типа МСП. Труды научно-практической конференции « Недели науки- 2000-2002г.г.» в трех частях. М.:- МИИТ, 2003.

28. Абусеридзе З.В. Испытание прочности элементов серийного электропривода и его гарнитуры в условиях высокоскоростного движения. Труды научно-практической конференции « Недели науки-2000-2002г.г.» в трех частях. М.:- МИИТ, 2003.

29. Абусеридзе З.В. О работе рельсовых цепей и электроприводов. «Путь и путевое хозяйство», 2000, № 10, с.32-35.

30. Абусеридзе З.В. Усовершенствование элекгрообогрева стрелочных переводов. «Путь и путевое хозяйство», 2000, № 12, с. 10.

31. Абусеридзе З.В. Совершенствование контактных колодок автопереклгочателя стрелочного электропривода. «Путь и путевое хозяйство», 2001,№3,с.33.

32. Абусеридзе З.В. Расчет параметров, обеспечивающих компенсации потребляемой реактивной мощности асинхронных двигателей. Труды научно-практической конференции « Недели науки- 2000-2002г.г.» в трех частях. М.:-МИИТ, 2003.

33. Абусеридзе З.В. МОНОГРАФИЯ. Параметрическая оптимизация устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (4.2: совершенствование и оптимизация электродвигателей приводов стрелочных переводов) Деп. ВИНИТИ РАН, №2,2004, Б/О 238, 126 с.

34.Дмитренко И.Е., Абусеридзе З.В. Методы и технические средства повышения работоспособности устройств СЦБ метрополитена. Тезисы докладов по итогам «Недели науки - 94», часть 1, Москва, МГУ ПС, 1995 (вклад соискателя: расчет оптимальных параметров модернизированного дроссель трансформатора типа ДТМ-1ОООМ)

35.Дмитренко И.Е., Алексеев И.М., Абусеридзе З.В. Автоматизация процессов измерения и контроля параметров аппаратуры автоматики и телемеханики. Тезисы докладов по итогам «Недели науки - 94», часть 2, Москва, МГУ ПС, 1995 (вклад соискателя: организация в проведении метрологической экспертизы)

36.Абусеридзе З.В. Пути повышения надежности устройств автоматики и телемеханики метрополитена. Труды научно-практической конференции «Недели науки-2000-2002г.г.» в трех частях. М.:- МИИТ, 2003.

37.Абусеридзе З.В. Модель перегона для комплексной проверки работоспособности АЛСН и САУТ в условиях депо. «Локомотив», 2001, №3, с.28

38.Абусеридзе З.В. Как защитить устройства АЛСН от помех. «Локомотив», 2001, № 6,с.35. ; .

39.Абусеридзе З.В. Искусственная рельсовая линия для метрополитена. Труды научно-практической конференции « Недели науки-2000-2002г.г.» в трех частях. М.:-МИИТ, 2003.

Подписано в печать А*.й/'Лй/А Зак. Н Тир. <?00 П.п. Л,д" Полиграфический центр МЭИ(ТУ) Красноказарменная ул.,д. 13

Л 1. 1 >

Введение.

Глава 1. Характеристика электромеханических устройств стрелочных переводов железнодорожной автоматики и телемеханики.

1.1 Стрелочные переводы.

1.2 Анализ работы эффективности электромеханических устройств железнодорожной автоматики и телемеханики

1.3 Выбор метода исследования.

Создание и внедрение новых электромеханических устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (УЭМЖАТ) и их базовых элементов, отвечающих современным требованиям перевозки пассажиров и грузов, является одной из важнейших задач в деле повышения пропускной способности железных дорог и метрополитенов при безусловном обеспечении безопасности движения поездов.

Железнодорожный транспорт, являющийся одним из основных видов транспортной системы, обладает высокой провозной способностью, относительно низкой себестоимостью и регулярностью перевозок.

Железнодорожный транспорт Российской Федерации имеет исключительно большое значение в жизнеобеспечении многоотраслевой экономики и реализации социально значимых услуг по перевозке пассажиров. На его долю приходится более 80% грузооборота и 40% пассажирооборота, на транспорт общего пользования.

Для обеспечения перевозок на железных дорогах постоянно ведется большая работа по совершенствованию технологических средств и созданию новых систем автоматического регулирования и обеспечения безопасности движения поездов. Значительную роль в этом играют устройства автоматики и телемеханики, надежная работа которых существенным образом определяет качество технологического процесса перевозок грузов и пассажиров. Это относится и к устройствам автоматики и телемеханики метрополитенов, от ритмичной работы которых во многом зависит слаженная работа транспортного конвейера городского хозяйства.

Известно, что критерием устойчивой работы железнодорожного транспорта является безопасность движения поездов. Для этой цели внедрено огромное количество систем, устройств, приборов, позволяющих даже в непредвиденных условиях избегать тяжелых последствий при авариях на

I ' 1 < ' ,' 1 1V магистрали. Вместе с тем, не умоляется актуальность внедрения самых новейших высоконадежных технических средств, способных свести до минимума влияния человеческого фактора в обеспечении безопасности движения поездов.

Основным требованием к железнодорожному транспорту является выполнение возрастающих потребностей страны в перевозках и обеспечение безопасности движения поездов. В современных условиях решение этой задачи требует ускоренной автоматизации процессов управления движением поездов. Поэтому, в перспективе намечено сохранить высокий темп внедрения высокотехнологичных устройств автоматики, увеличивая оснащенность железных дорог и создавая новые современные системы автоматики и телемеханики.

Эффективное использование сложной современной техники возможно только при условии ее надежного функционирования, при этом особые требования предъявляются к исполнительным устройствам систем железнодорожной автоматики и телемеханики, непосредственно отвечающие за обеспечение безопасности движения. К такой системе безусловно относятся комплекс электромеханических устройств стрелочных переводов железнодорожной автоматики и телемеханики УЭМЖАТ (СП) содержащие: электропривод (состоящий из электродвигателя, редуктора, фрикционной муфты и автопереключателя), схема управления электроприводом (построенная на релейной основе, включая пусковую аппаратуру), стрелочные гарнитуры, линия питания, схема управления устройствами электрообогрева стрелочных переводов.

Управлением автоматики и телемеханики ОАО «РЖД», научно-исследовательскими, проектными и конструкторскими организациями проводится большая работа по совершенствованию и повышению надежности УЭМЖАТ(СП). Но несмотря на высокий уровень разработки общей теории эксплуатации сложных - систем, • она не учитывает' существенных отличии УЭМЖАТ(СП), которые требуют построения специальной теории.

В настоящее время на железных дорогах и метрополитенах РФ растут размеры движения, увеличивается число вагонов поездов, внедряется более мощный подвижной состав, что ведет к увеличению токовых нагрузок на все элементы тягового электроснабжения, включая и элементы аппаратуры устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), среди которых одним из основным является УЭМЖАТ(СП). Поэтому, важнейшим направлением повышения эффективности СЦБ является создание и внедрение современных технологических средств, предназначенных для устойчивой работы устройств УЭМЖАТ(СП) и их элементов. Решение этих задач требует дальнейших исследований и проработок.

Подтверждением изложенных выше соображений является тот факт, что на обеспечение гарантированной надежности работы технических средств на железных дорогах в 2008 г. ОАО «РЖД» ' израсходовало 6 млрд. руб., а в 2009 г.- 7 млрд. руб., в 2010 г. - 8 млрд. руб., в 2011 г. - 9 млрд. руб.

Диссертационная работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002 - 2010 г.г.)» и стратегической программы до 2010 года, и основных направлений открытого акционерного общества «Российские железные дороги» на период до 2015 года.

Диссертационная работа посвящена актуальной проблеме повышения эксплуатационной надежности и совершенствования устройств УЭМЖАТ(СП) и его базовых элементов, анализу результатов экспериментальных исследований прочности конструкции и предельного состояния элементов электропривода, гарнитуры и стрелочных переводов при воздействии динамических сил с учетом ускорений, перемещений, напряжений, колебаний от подвижного состава (с целью оценки возможности дальнейшей их эксплуатации в условиях высокоскоростного движения). Актуальность темы

1 " ' 11 'I . I также определяется' высокой,' степенью' неустойчивой работой ' 'технических

I 1 ' . ' . ( I средств и их базовых элементов данного комплекса в условиях эксплуатации и результатами анализа отказов по сети железных дорог и метрополитенов РФ за период 2000-2011 г.г. Так, по данным Московской железной дороги и Московского метрополитена на УЭМЖАТ(СП) приходятся почти 55% отказов из общего числа нарушений устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, что естественно приводит к ухудшению перевозочного процесса и снижению степени безопасности движения поездов. Об этом свидетельствуют также статистические данные из архива департамента безопасности ОАО «РЖД», например:

1. Указание МПС №140у от 14.07.1992 г. «Об аварии пассажирского поезда №10 на ст. Обшаровка Куйбышевской ж. д.» по причине неисправности фундаментальных угольников.

2. Указание МПС №111у от 17.12.1996 г. «О крушении грузового поезда № 2741 на ст. Евлашево куйбышевской ж. д.» по причине пружинности остряка стрелочного перевода №7. Материальный ущерб составил 1,7 млр. руб.

3. Указание МПС РФ№А-5469 от 02.06.1999г. «О крушении грузового поезда №3312 на ст. Патриаршая Юго-Восточной ж.д.» по причине неисправности электродвигателя стр. №16.

4. Указание МПС РФ № М-394 от 29.04.02г. «О допущении отправления пассажирского поезда №60 Кисловодск-Новокузнецк по неготовому маршруту на ст. Мереть ЗС ж.д.» при разрещающем выходном светафоре 42 с последующим взрезом входящий в маршрут пошерстной стрелки №29. Причиной ложного контроля явилось перепутывания линейных проводов Л1, Л2 электродвигателя управления стрелками съезда №29/31.

С целью снижения отказов в устройствах УЭМЖАТ(СП) и их базовых элементах возникает необходимость разработки и внедрения современных систем СЦБ, а также организация их эффективной эксплуатации, включая обслуживание и ремонт. гг 4 ' »!< I ' ' „ 1 ( " '

Представляемый ( комплекс исследовании решает, эту стратегическую задачу и обобщает основные работы автора по следующим направлениям:

- разработка и внедрение новых усовершенствованных схем и конструкций устройств УЭМЖАТ(СП), системы интервального регулирования движением поездов, отвечающих современным эксплуатационно-техническим требованиям;

- теоретическая оценка и прогнозирование технического состояния и работоспособности, а также разработка методов и средств повышения эксплуатационной надежности элементов УЭМЖАТ(СП);

- исследование прочности элементов УЭМЖАТ(СП) при воздействии динамических сил от подвижного состава с целью определения предельного состояния при высокоскоростном движении;

- отработка прогрессивных нормативов и технологии обслуживания для устройств УЭМЖАТ(СП).

В данной работе рассматриваются также физические процессы, происходящие в серийных электромеханических устройствах стрелочного комплекса в условиях эксплуатации, определяются пути их совершенствования и разработки новых устройств, особое внимание уделяется разработке стрелочных электродвигателей специального назначения, применяемых в приводах стрелочных переводов. За более чем 35-летний период серийного производства в стрелочных электродвигателях не производилось никаких принципиальных и конструктивных изменений. Они уже не могут удовлетворять возросшим требованиям эксплуатации, в том числе для перспективных стрелочных переводов, работающих при значительной удаленности от поста питания и характеризующих напольными условиями эксплуатации и повышенными статическими и динамическими нагрузками, с учетом увеличения скорости, мощности и веса подвижного состава. Излагаются конструктивные особенности и даются примеры использования современных стрелочных электродвигателей. Необходимо отметить, что эти электродвигатели относятся!;1 к'г электрическим микромашинам, и является важнейшим элементом стрелочного комплекса.

В связи с этим, с начала 2000-х годов в работах автора [16, 45, 58, 63, 74, 99, 114, 135, 136, 137, 138, 139, 166, 140] рассматривались вопросы создания новых схем линейных электрических микромашин с целью улучшения характеристик коммутации в коллекторных стрелочных электродвигателях, разработки более технологичных конструкций микромашин, расширения диапазона регулирования выходных параметров асинхронных стрелочных двигателей, снижения их массы и габаритных размеров, потерь энергии, а также усовершенствования методов расчета на основе применения ЭВМ, физического и математического моделирования.

Цель и задача работы: разработка научных основ и решение проблемы совершенствования УЭМЖАТ(СП) и их базовых элементов, имеющие важное отраслевое и хозяйственное значение. Для достижения этой цели в диссертации решались следующие задачи:

1. Аналитическое и экспериментальное исследование существующих схем и основных узлов УЭМЖАТ(СП), создание их математических моделей, структурный анализ и выбор метода исследования, синтез указанных устройств в условиях высокоскоростного движения.

2. Совершенствование конструкции и характеристик электрических микромашин для стрелочных приводов постоянного и переменного тока.

3 Выбор параметров и обоснование принципов оптимальных режимов работы УЭМЖАТ(СП) и их базовых элементов.

4. Исследование переходных процессов в реальной линии питания, реверса и пуска стрелочного электродвигателя. Расчет режима работы асинхронного стрелочного электродвигателя при питании от несимметричной линии. '

5. Совершенствование методов расчета электрических микромашин.

6. Моделирование ' стрелочного !". электропривода '- с фрикционной и электромагнитной муфтой, получение систем дифференциальных уравнений. Разработка управляемых бесконтактных электромагнитных муфт для стрелочного электропривода взамен традиционных механических муфт.

7. Проведение структурного анализа стрелочных электроприводов на основе предъявляемых к нему технических требований, классификационных признаков, обзор отечественного и зарубежного опыта и поиска новых конструктивных решений.

8. Совершенствование схемы управления стрелочным приводом.

9. Совершенствование схемы управления электрообогрева стрелочных переводов.

10. Исследование вероятностных характеристик параметров путевого приемника (электромеханического реле) и определение влияния изменения этих параметров на величину времени срабатывания пусковой аппаратуры разработанного электродвигателя с учетом длины пред стрел очных участков.

11. Экспериментальная проверка прочности элементов стрелочного электропривода и его гарнитуры при воздействии динамических сил.

12. На основе обширного статистического материала и проведенных исследований - разработка, экспериментальная проверка и внедрение рекомендаций по совершенствованию электромеханических устройств и их базовых элементов УЭМЖАТ(СП) в условиях эксплуатации на железнодорожном транспорте и метрополитенах РФ и СНГ.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

1. Теоретически обоснована необходимость создания новых усовершенствованных УЭМЖАТ(СП) и их базовых элементов, наиболее полно отвечающих эксплуатационно-техническим требованиям железнодорожного транспорта и на уровне изобретений предложены- способы их технической реализации. д, а <А{ ) ¡1 -I' ' ' 1 п ' < 1 * '

2. Решена задача параметрической оптимизации для УЭМЖАТ(СП). С этой целью был модифицирован один из методов оптимального проектирования - метод наискорейшего подъема со случайным выбором начальных точек (известного еще как метод внутренней точки), называемый в дальнейшем стохастическо - градиентным методом, позволяющим его применять и для условной оптимизации при отдельно заданных целевых функциях и ограничениях.

3. В работе нашла дальнейшее развитие теория фриттингов Р. Хольма, в которой не учитывалась первоначальная проводимость контакта машин постоянного тока (МПТ), которая создается механическим разрушением политуры коллектора при скольжении по нему щеток, а также контактная разность потенциалов, обусловленная различием материалов контактной пары.

4. Разработан математический аппарат и на практике реализован метод построения электрических микромашин с магнитоэлектрической системой возбуждения.

5. Доказано преимущество использования электродвигателей стрелочных приводов с магнитоэлектрической системой возбуждения по сравнению с электродвигателями с электромагнитной системой возбуждения, эксплуатируемыми в настоящее время.

6. Впервые сформулирован критерий качества коммутации машин постоянного тока без дополнительных полюсов с магнитоэлектрической системой возбуждения.

7. Разработана математическая модель стрелочного электродвигателя с четырехполюсной магнитоэлектрической системой возбуждения мощностью 350 Вт, имеющего более высокие пусковые и коммутационные характеристики.

8. Разработана математическая модель шестиполюсного асинхронного стрелочного электродвигателя с двухслойным ротором мощностью 300 Вт.

9. Методом физического моделирования магнитного поля в воздушном зазоре между постоянным магнитом и якорем для коэффициента полюсного перекрытия получено новое эмпирическое соотношение, которое позволяет определить распределение индукции в воздушном зазоре в стрелочных коллекторных электродвигателях.

10. Решена задача теоретической и практической оценки возможности создания электромагнитной фрикционной муфты стрелочного привода, выполненной на основе электромеханического сцепления ведомой и ведущей частей, лишенной недостатков фрикционных механических муфт.

11. С целью унификации и повышения эксплуатационной надежности даны принципиальные решения по применению в качестве путевого приемника на метрополитенах более простого в изготовлении электромеханического реле типа ДСШ-15, имеющего более высокие технические характеристики.

12. Исследованы переходные процессы в реальной линии питания, что позволило определить дальность управления нового электродвигателя без дублирования кабельных жил.

13. Впервые в отечественной практике были экспериментальным путем определены динамические силы, действующие на элементы стрелочного электропривода и его гарнитуры от колес подвижного состава; это позволило дать оценку прочности элементов электропривода и его гарнитуры с новых позиций, в том числе и в условиях высокоскоростного движения.

14. На основе обработки статистических данных по УЭМЖАТ(СП) получен ряд новых соотношений и формул, имеющих существенное значение для науки.

15. Предложены усовершенствованные методы расчетов стрелочных электродвигателей специального назначения.

Практическая ценность.

Разработаны математические модели и даны практические рекомендации для внедрения более надежных и экономичных конструкций ряда 1 УЭМЖАТ(СП) и его базовых элементов, обладающих более рациональными параметрами по сравнению с ныне эксплуатируемыми, в т.ч.: „ I 1 14 , тт , г " I 4 и 'I „ \ 1 ' '

1. Четырехполюсныи : 1 • (стрелочный 1 электродвигатель с I магнитоэлектрической системой возбуждения типа МСП-0,35М. Институт ГТСС считает целесообразным его применение в новых проектах электрической централизации (ЭЦ).

2. Шестиполюсный асинхронный стрелочный электродвигатель с массивным ферромагнитным ротором типа МСТ-0,ЗМ.

3. Управляемая электромагнитная муфта стрелочного электропривода с двумя зонами захвата.

4. Контактные колодки автопереключателя стрелочного электропривода новой конструкции (на уровне изобретения). Освоено в серийное производство Люберецким заводом «Пластмасс» ОАО «РЖД». Применяются на Московском и Тбилисском метрополитенах.

5. Анализ существующих схем управления электроприводом стрелочного перевода показал их полную совместимость с двигателями новой конструкции. Более того, при использовании нового электродвигателя магнитоэлектрической системой возбуждения появляется возможность управления электроприводом без реверсирующего реле. При этом исключается возможность получения ложного контроля положения стрелки в 2-х проводной схеме управления при перепутывания линейных проводов Л1, Л2, что на длительной время эксплуатации часто приводило к авариям с тяжелыми последствиями.

6. Усовершенствованная 3-х проводная схема управления электроприводом.

7. Усовершенствованная 7-ми проводная схема управления стрелок метрополитена внедрена на Тбилисском метрополитене.

8. Электродвигатель реактивный переключаемый (на уровне изобретения) для применения в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики.

9. Усовершенствованная схема управления устройствами электрообогрева стрелочных переводов на микропроцессорной технике одобрена институтом

ГТСС Росжелдорпроекта и включена в новом .проекте электрообогрева для дальнейшего внедрения на железных дорогах ОАО «РЖД».

10.Разработаны схемотехнические и конструктивные решения УЭМЖАТ(СП) для практической реализации найденных законов оптимального параметрического управления стрелочных переводов.

11. Применения указанных технических средств на железных дорогах и метрополитенах РФ повышает безопасность движения и является эффективным средством в ускорении перевозочного процесса.

Технические решений защищены патентами, заявками на изобретения, полезные модели. Основные результаты диссертации опубликованы: в 1 монографии и 35 научных статьях, из них 21 в журналах и изданиях рекомендованных ВАК (для докторской диссертации по специальности: 05.09.01 - Электромеханика и электрические аппараты). Получено 2 патента на изобретения и 1 патент на полезную модель.

Годовой экономический эффект от внедрения разработанных технических средств составляет 855,4 млн. рублей, из них подтвержденный заказчиком ОАО «РЖД» - 341,1 млн. рублей.

Диссертация состоит из введения, заключения, 5 глав и 3 приложений. Содержит 188 источников, 64 рисунков, 35 таблиц. Объем основного текста диссертации 274 е., общый объем работы с проложениями 395 с.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе выполнены экспериментальные исследования и расчеты разработанных технических средств УЭМЖАТ. В процессе работы над проблемой создания оптимальных законов управления электроприводом, применяемые в стрелочных переводах, получены следующие основные результаты:

1. Анализ существующих теорий коммутации позволило сделать вывод о реальном механизме реверса в стрелочных электродвигателях.

2. На основании исследования физических процессов, происходящих в щеточном контакте машин постоянного тока, получены основные экспериментальные электрические характеристики скользящего контакта угольной щетки с медным коллектором. Они совпадают и логически объясняются с точки зрения модернизированной теории фриттингов Р. Хольма, учитывающей реальные электрические свойства политуры коллектора.

3. Доказано преимущество электродвигателей с магнитоэлектрической системой возбуждения по сравнению с эксплуатируемыми в настоящее время электродвигателями с электромагнитной системой возбуждения, что позволило создать новые конструкции коллекторных микромашин типа МСП - 0,25М (2-х полюсный) и типа МСП - 0,35М (4-х полюсный).

4. С помощью специально разработанной программы и компьютерного моделирования определены и впервые были получены конфигурации реальных электрических микромашин приводов стрелочных переводов постоянного и переменного тока с распределением магнитного поля в воздушном зазоре.

5. Анализ различных схем управления приводами стрелочного перевода показал полную их совместимость с двигателем новой конструкции.

6. Путем моделирования магнитного поля в воздушном зазоре между постоянным магнитом и якорем, для коэффициента полюсного перекрытия была получена эмпирическая формула. Точность этой расчетной формулы была подтверждена путем анализа экспериментальных кривых распределения индукции в воздушном зазоре, снятых с помощью датчика Холла на макетных образцах двигателей с возбуждением от постоянных магнитов.

7. Сформулированы критерии качества коммутации машин постоянного тока без дополнительных полюсов с возбуждением от постоянных магнитов, которые могут служить основой для расчетов коллекторных микродвигателей на железнодорожном транспорте.

8. Спроектирован шести полюсный асинхронный стрелочный электродвигатель с двухслойным ротором мощностью несколько сот ватт.

9. Предложена математическая модель стрелочного электропривода с электромагнитной фрикционной муфтой. В работе ставилась задача теоретической и практической оценки возможности создания электромагнитной фрикционной муфты стрелочного электропривода, лишенной недостатков механических муфт, выполненной на принципиально иной основе электромагнитного сцепления ведомой и ведущей частей.

10. В работе с применением методов теории случайных процессов и математической статистики определены законы распределения случайных величин параметров путевого электромеханического реле типа ДСШ-2 метрополитена. Эти исследования послужили основой для расчетов и других электромеханических реле железнодорожной автоматики и телемеханики.

11. На уровне изобретения разработаны контактные колодки автопереключателя новой конструкции, что позволило значительно повысить надежность работы стрелочного электропривода.

12. Лабораторные испытания усовершенствованной трехпроходной схемы управления показали ее полную совместимость с двигателем новой '< '.'.V ' 'V 256 1 . « ' ,р 1 > ' ' \ , '

I . ^ 11 1 конструкции. Радиус управления стрелки в этом случае достигает 2,6 км и более, и он переводится быстрее, чем при серийном двигателе. Объясняется это большим значением пускового тока, отсутствием потерь на возбуждение, увеличением магнитного потока.

13. На уровне изобретения разработан реактивный микродвигатель для применения в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики.

14. Разработан проект усовершенствованной схемы управления устройствами электрообогрева стрелочных переводов на микропроцессорной технике.

15. Проведены экспериментальные исследования для определения прочности элементов стрелочного электропривода и его гарнитуры при воздействии динамических сил от подвижного состава с учетом ускорения в условиях высокоскоростного движения. Это позволило дать оценку прочности электропривода и его гарнитуры с новых позиций.

16. Полученные в диссертационной работе результаты внедрены на транспорте:

- контактные колодки стрелочного электропривода новой конструкции освоены в серийном производстве Люберецким заводом «Пластмасс» и применяются на Московском метрополитене;

- макетные образцы электромагнитной фрикционной муфты прошли лабораторные испытания для дальнейшего внедрения на Московской ж. д.; усовершенствованная схема электрообогрева стрелочных переводов прошла испытания в опытной эксплуатации на Московской железной дороге, одобрена департаментом пути и сооружений и будет применяться и на других дорогах ОАО «РЖД»;

- головной институт ГТСС считает целесообразным применять стрелочные электродвигатели новой конструкции постоянного и переменного тока типа МСП-0,35М и типа МСТ-0,ЗМ и усовершенствованной схемы управления устройствами электрообогрева в проектах электрической централизации (письмо в ЦП ГТСС №20/130 от 24.07.08 г.). Институтом дано также положительное заключение о применение на метрополитенах РФ в качестве путевого приемника реле типа ДСШ-15 взамен реле ДСШ-2 (Письмо в ЦШ ГТСС №32-07/31 от 13.06.04 г.).

17. Экономический эффект от внедрения указанных технических средств составляет 855,4 млн. рублей, из них подтвержденный заказчиком ОАО"РЖД"-341,1млн.рублей. Среди них одна из работ автора отмечена Дипломом ОАО "РЖД" в номинации "Идея-2008".

18. Экспериментальным путем получено ряд новых соотношений, имеющих теоретические значения для науки и техники.

19. Новизна технических решений разработанных устройств подтверждена авторскими патентами и соответствующими публикациями.

20. В диссертации даны практические рекомендации и решения по внедрению новых, более совершенных элементов систем электротехники с учетом особенности их работы в условиях эксплуатации.

21. В работе приведена усовершенствованная методика расчета современных электродвигателей приводов стрелочных переводов.

1. Закс Лотар. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976.

2. Львовский Л.Н. Статистические методы построения эмпирических формул.- М.: Высшая школа. 1982. 224с.

3. Смирнов И.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики. М.: «Наука», 1965.

4. Жовинский А.Н., Жовинский В.Н. Инженерный экспресс-анализ случайных процессов. -М.: «Энергия», 1979.

5. Вентцель Е.С. Теория вероятностей.- М.: «Наука», 1964.

6. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. -М.: «Наука», 1971.

7. Шторм Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. Статистический контроль качества. М.: «Мир», 1970.

8. Гемитерн В.И., Коган Б.М. Методы оптимального проектирования. М.: «Энергия», 1980.

9. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ. М.: «Мир», 1982. 238 с.

10. Трехпроводная схема управления электроприводом постоянного тока с напольным реверсирующим реле. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Л.: «Гипротранссигналсвязь», 1986.

11. Шуйский В.П. Расчет электрических машин. Л.: «Энергия», 1968. 407 е., с. 388-389.

12. Гольдберг О.Д. и др. Проектирование электрических машин. М.: «Высшая школа», 1984. 431 с.

13. Завалишин Д.А. и др. Электрические машины малой мощности. М.: Л, ГЭИ, 1963. 197 с.

14. Половко A.M. Основы теории надежности. М.: «Транспорт», 1984.

15. Кофрон Д.А. Технические средства микропроцессорных систем. М.: «Мир», 1983.

16. JI.А. Курочка, З.В. Абусеридзе и др. Оптимизация конструкции и характеристик электродвигателя стрелочного перевода. Отчет РИИЖТа. -Ростов на Дону: 1991. № госрегистрации 01.87.0055249, 66 с.

17. Цыкин A.B. Проектирование транзисторных усилителей низкой частоты. -М.: «Связь», 1968.

18. Электрические измерения. Под ред. A.B. Фремке. Л.: «Энергия», 1980. 392 с.

19. Справочник по электрическим машинам. Под ред. И.П. Копылова, в 2 т., т. 2. М.: «Энергоатомиздат», 1989. 688 с.

20. Чишкин М.Г., СандлерА.С. Общий курс электропривода.- М.: «Энергоиздат», 1981. 576 с.

21. Резников Ю.М. Стрелочные электроприводы электрической централизации. М.: «Транспорт», 1966.

22. Резников Ю.М. Новые стрелочные электроприводы. М.: «ВЗИИТ», 1974. 300 с.

23. Куммер Д., Дешель М. Стохастический метод поиска. В сб. проблемы случайного поиска. - Рига, 1974. С. 125 - 133.

24. Вентцель B.C. Исследование операций. М.: «Советское радио», 1972, 55 с.

25. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. - М.: «ГИФМЛ», 1969. 384 с.

26. Буль Б.К. Основы теории и расчета магнитных цепей. М.: «Энергия», 1964. 463 с.

27. Терзян A.A. Случайный поиск в задачах оптимального проектирования электрических машин. В сб. проблемы случайного поиска 1. Рига: «Зинатпе», 1972. С. 147-153.

28. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: «Мир», 1975. 534 с.

29. Полак Э. Численные методы оптимизации. М.: «Мир», 1974.

30. Хог Э., Apopa Я. Прикладное оптимальное проектирование: механические системы и конструкции. Пер. с англ. М.: «Мир», 1983. 473 с.

31. Бочаров В.И. и др. Оптимизация электродвигателей. Издательство Ростовского университета, 1978. 168 с.

32. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины. Учебник для вузов. -М.: «Энергия», 1980. 928 с.

33. В.С.Могильников, A.M. Олейников. Асинхронные двигатели с двухслойным ротором.- М.: «Энергоиздат», 1983. 120 с.

34. Рихтер Р. Электрические машины. Т. 1, М.: -JL: «ОНТИ», 1935. 320 с.

35. Абусеридзе З.В. Выключение из зависимости стрелок с электроприводами переменного тока. // Автоматика, телемеханика и связь. 1992. - № 12, с. 37-38.

36. Абусеридзе З.В. О возможности применения метода холодной запрессовки для соединения обмотки с коллектором якоря в серийных электродвигателях типа MC. // Труды научно-практической конференции Недели науки- 2000-2002 г.г. в трех частях.- М.: МИИТ, 2003.

37. Абусеридзе З.В. Испытание прочности элементов серийного электропривода и его гарнитуры в условиях высокоскоростного движения. // Труды научно-практической конференции Недели науки-2000-2002 г.г. в трех частях.- М.: МИИТ, 2003.

38. Абусеридзе З.В. О работе рельсовых цепей и электроприводов. // Путь и путевое хозяйство. 2000. - № 10, с. 32-35.

39. Абусеридзе З.В. Усовершенствование электрообогрева стрелочных переводов. // Путь и путевое хозяйство. 2000. - № 12, с. 10.

40. Абусеридзе З.В. Модель перегона для комплексной проверки работоспособности AJICH и САУТ в условиях депо. // Локомотив. 2001. -№ 3, с. 28.

41. Абусеридзе З.В. Совершенствование контактных колодок автопереключателя стрелочного электропривода. // Путь и путевое хозяйство. 2001. - № 3, с. 33.

42. Абусеридзе З.В. Как защитить устройства AJ1CH от помех. // Локомотив. -2001.-№6, с. 35.

43. Абусеридзе З.В. Средства для проверки кодов AJICH. // Путь и путевое хозяйство. 2001. - № 11, с. 24.

44. Абусеридзе З.В. Расчет параметров, обеспечивающих компенсации потребляемой реактивной мощности асинхронных двигателей. // Труды научно-практической конференции Недели науки-2000-2002 г.г. в трех частях. М.: МНИТ, 2003.

45. Абусеридзе З.В. Параметрическая оптимизация устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. Монография Деп. ВИНИТИ РАН, 2004, №2, Б/О 238. 126 с.

46. Абусеридзе З.В. Математическая модель стрелочного электропривода с электромагнитной срывной муфтой. // Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН. 2005. - №3, с. 22-24.

47. Арнольд Е., Jla-Kyp И. Машины постоянного тока. Теория и исследование. -М.: «Гостехиздат», 1931. 496 с.

48. Рихтер Р. Электрические машины. Т.1.- М.: «ОНТИ», 1935. 597 с.

49. Дрейфус Л. Коммутация больших электрических машин. Стокгольм. 1929. 228 с.

50. Вегнер О.Г. Теория и практика коммутации машин постоянного тока. -М.: «Госэнергоиздат», 1961., 272 с.

51. Карасев М. Ф. и др. Оптимальная коммутация машин постоянного тока. -М.: «Транспорт», 1967, 180 с.

52. Курбасов A.C. Основы энергетической теории куммутации машин постоянного тока. // Электричество. 1962. - №7, с. 24-27.

53. Хольм Р. Электрические контакты. М.: Изд. иностр. лит. 1961. 464 с.

54. Арнольд Е. Переходное сопротивление угольных и медных щеток и превышение температуры коллектора. ETZ, 1889. Т. 20, с.5.

55. Канн М. Переходное сопротивление угольных щеток. S. е. V. Штутгарт, 1902. С.439.

56. Хвастов B.C. Электрические машины: Машины постоянного тока. М.: «Высшая школа», 1988. 336 с.

57. Карасев М.Ф. Коммутация машин постоянного тока. М.: «Госинергоиздат», 1955. 143 с.

58. Абусеридзе З.В. Математический модель асинхронного стрелочного электропривода (АСЭД) и оптимизация режимов его работы. // Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН 2007. - №5, с. 45-46.

59. Сыноров В.М., Кучумов Л.П. Исследование контактной разности потенциалов щеточного контакта. // Тр. ТЭМИИТа, 1960. - Т. 31, с.53-58.

60. Кучумов Л.П., Сыноров В.М. К вопросу о физических процессах щеточного контакта. // Тр. ОМИИТа. 1963. -Т.11, с. 189.

61. Стеббенс А. Процессы износа контактной поверхности и протекание тока в ней между углем и медью. / Материалы конференции по коммутации вращающихся электрических машин. Лондон, 1969. С. 56-62.

62. Мейер Р. К вопросу о работе скользящих контактов. Перевод ЦБТИ НИИ ЭП № П-3747.

63. Абусеридзе З.В. Критерий качества коммутации машин постоянного тока без дополнительных полюсов. // Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН. 2005. - №8, с. 38-39.

64. Под ред. Сорокера Т.Г. Вопросы теории, расчета, исследований электрических машин. ВНИИ Электромеханика, 1981. 143 с.< < , 'I ' —"" II• « 11 ' . , ' I '• « 1 1 f '

65. Маслов А.Я, Чернышов A.A., Ведерников B.B. и др. Оптимизация радиоэлектронной аппаратуры. М: «Радио и связь», 1982. 200с., ил.

66. Алексеев А.Е. Конструкция электрических машин. «Госэнергоиздат», 1958.

67. Еремин H.A. Электрические машины малой мощности. М.: Изд. «Высшая школа», 1967.

68. Сергеев П.С., Виноградов Н.В. и др. Проектирование электрических машин. М.: «Госэнергоиздат», 1956.

69. Лопухина Е.М., Самохина Г.С. Расчет асинхронных микродвигателей однофазного и трехфазного тока. М.: «Госэнергоиздат», 1961.

70. Овчиников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока автоматических устройств. М.: Изд. «Наука», 1966.

71. Васильев А.И., Анисимов A.C. Оптимальные процессы в микроэлектроприводах.- М.: Изд. «Энергия», 1966.

72. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические машины и микромашины. Учебник для вузов.- М.: «Высшая школа», 1981. 390 с.

73. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические машины. М.: «Высшая школа», 1987. 4.1 - 317 с, 4.2 - 319 с.

74. Абусеридзе З.В. Разработка перспективных модификаций стрелочного асинхронного электродвигателя. // Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН. 2007. - №7, с. 28-30.

75. Винокуров В.А., Попов Д.А. Электрические машины железнодорожного транспорта. Учебник для вузов. М.: «Транспорт», 1986. 511 с.

76. Вольдек А.И. Электрические машины. М.: «Энергия», 1979. 832 с.

77. Юферов Ф.М. Электрические двигатели автоматических устройств. -ГЭИ, 1959.

78. Еремин Н.П. Электрические машины малой мощности. М.: Изд. «Высшая школа», 1962.264 4 '

79. Юферов Ф.М., Колесников В.П. Синхронный реактивный двигатель с улучшенными пусковыми и рабочими характеристиками. // Известия вузов. Электромеханика. 1965. - №3.

80. Бертинов А.И. Электрические машины авиационной автоматики. -«Оборонгиз», 1961.

81. Мещеряков В.В. О расчете момента вращения и критического скольжения маломощных асинхронных машин. // Известия вузов. Машиностроение. -1966.- №2.

82. Костенко И.П., Пиотровский A.M. Электрические машины. Л: «Энергия», 1973. 4.2. 643 с.

83. Чечет Ю.С. Электрические микромашины автоматических устройств. -М.: Изд. «Энергия», 1964.

84. Под ред. Солодовникова В.В. Основы автоматического регулирования. -«Машгиз», 1964. Т.2. 4.1.

85. Под ред. Брейтберта А .Я. Детали и элементы радиолокационных станций. Перевод с англ. Изд-во «Сов. Радио», 1953.

86. Шульц М. Регулирование ядерных энергетических реакторов. «ИИЛ», 1957.

87. Чернышов О.В. Поворотные трансформаторы и их применение в вычислительных и автоматических устройствах. М.: Изд. «Энергия», 1965.

88. Карпенко Б.К. Малоинерционные двигатели постоянного тока для быстродействующих систем автоматики. // Электротехника. 1965. - №4.

89. Арменский Е.В., Фалк Г.Б. Электрические микромашины. М.: «Высшая школа», 1968. 212 с.

90. Астахов Н.В., Крейз Б.Л., Е.М. Лапухина и др. Испытание электрических микромашин. М., 1973.

91. Постников И.М. Проектирование электрических машин. Киев, 1960.

92. Рабинович И.Н., Шубов И.Г. Проектирование электрических машин постоянного тока. Д., 1967.

93. Лебедев Н.И., Овчиников И.Е. Бесконтактный двигатель постоянного тока транзисторным коммутатором. // Сб. Работ по вопросам электромеханики АН СССР. -Вып.9.- 1963.

94. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. -М.: « Высшая школа», 1987. 247 с.

95. Иванов-Смоленский A.B. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. М.: «Высшая школа», 1989. 310 с.

96. Абусеридзе З.В. Патент на полезную модель: «Электродвигатель реактивный переключаемый». №65697 от 10.08.2007г. Бюл. №22.

97. Переборов A.C., Брылеев A.M., Ефимов В.Ю. и др. Телеуправление стрелками и сигналами. М.: «Транспорт», 1981. 390 с.

98. Абусеридзе З.В. Патент на изобретение: «Автопереключатель». №2353536 от 27.04.2009 г. Бюл. №12.

99. Абусеридзе З.В. Асинхронный электродвигатель стрелочного привода с чередующейся глубокопазной обмоткой ротора. / 8-я Научно-практическая конференция по безопасности движения поездов. М.: МИИТ, 2007. Ч 1. С. 111.

100. Домбровский В.В., Зайчик A.M. Асинхронные машины. Теория, расчет, элементы проектирования. Л.: «Энергоатомиздат», 1990. 351 с.

101. Бертинов А.И., Лотоцкий В.Л. Бесконтактные электрические машины постоянного тока. Москва, 1967.

102. Мелкозеров П.С. Приводы в системах автоматического управления. -М.: «Энергия», 1966. 384с.

103. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М.: «Высшая школа», 1984.

104. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомин A.C. Теплопередача. М.: «Энергоиздат», 1981. 417 с.

105. Григорьев В.А. Теоретические основы теплотехники. М.: «Энергоатомиздат», 1988. 550 с.

106. Ивоботенко Б.А., Ильинский Н.Ф., Копылов И.П. Планирование эксперимента в электромеханике. М.: «Энергия», 1975.

107. Аветисян Дж. А., Соколов B.C., Хан В.Э. Оптимальное проектирование электрических машин на ЭВМ. М.: «Энергия», 1976.

108. БинсК., ЛауренсонП. Анализ и расчет электрических машин и магнитных полей. -М.: «Энергия», 1970.

109. Копылов И.П., Фумин В.Л. Электромеханическое пребразование энергии в вентильных двигателях. -М.: «Энергоатомиздат», 1976.

110. АССЭ.А., Гончаров А.Я., Папичев В.В. Монтаж устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: «Транспорт», 1979. 415 с.

111. Ш.Яковлев В.Ф., Переборов A.C., Гниломедов В.В., Капитоненко Н.Г. Динамическое испытание стрелочного электропривода СП 3 на стенде. // Автоматика, телемеханика и связь. - 1976. - №6, с. 15-17.

112. Яковлев В.Ф., Абросимов В.И., Фролов Л.Н., Гниломедов В.В. Исследование работы гарнитуры электропривода стрелочного перевода типа Р-65 марки 1/11 с подвижным сердечником крестовины. // Вестник ВНИИЖТ. 1975. - №7, с. 51-54.

113. Абусеридзе З.В. Оптимизация динамических режимов работы асинхронного стрелочного электродвигателя (АСЭД) с учетом электромагнитных переходных процессов. // Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН. 2007. - №9, с. 26-30.

114. Резников Ю.М. Электроприводы железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: «Транспорт», 1985

115. Железнодорожный транспорт. Серия сигнализация и связь. Выпуск 2-3, Москва, 2004. 54 с.

116. Коврига А.Н., Кондратенко Л.Ф. и др. Контроль перепутывания проводов в двух проводной схеме управления стрелкой. // Автоматика, связь, информатика. 2004. - №2, с. 9-12.

117. И.А. Белязо и др. Маршрутно-релейная централизация. М.: Транспорт, 1974.

118. Перникис Б.Д., Ягудин Р.Ш. Предупреждение и устранение неисправностей в устройствах СЦБ.-М.: «Транспорт», 1984.

119. Меньшиков Н.Я., Королев А.И., Ягудин Р.Ш. Эксплуатационная надежность элементов систем железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: «Транспорт», 1971. 120 с.

120. Резников Ю.М., Сагайтис B.C. Современные отечественные и зарубежные стрелочные приводы и анализ их технических характеричстик. // Автоматика и связь / ЦНИИТЕИ, 1972. Вып. 7(73), 50 с.

121. Фонарев Н.М. Автоматизация процесса расформирования составов на сортировочных горках. М.: «Транспорт», 1971. 271 с.

122. Резников Ю.М. Синтез запирающих механизмов стрелочных электроприводов. // Сб. научных трудов, вып. 40. М.: «ВЗИИТ», 1969. С. 50-61.

123. Моисеев H.H., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. -М.: «Наука», 1978. 352с., ил.

124. Нейман Л.Р., Калантаров П.Л. Теоретические основы электротехники. 4.2 М.: «ГЕИ», 1959. 5-е изд. перераб. и доп. 444 с.

125. Дмитриев B.C. Основы железнодорожной автоматики и телемеханики. -М.: «ранспорт», 1982. 268 с.

126. Рязанцев Б.С. Развитие автоматики, телемеханики и связи на железных дорогах. М.: «Транспорт», 1986. 278 с.

127. Лисенков В.М. Теория автоматических систем интервального регулирования. М.: «Транспорт», 1987. 148 с.

128. Сороко В.И., Разумовский Б.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: «Транспорт», 1976. Т. 1. 399с., Т. 2-352 с.

129. Семерник М.Л., Шишляков A.B. Быстродействующая автоматическая локомотивная сигнализация для метрополитенов. М.: «Транспорт», 1970. 127 с.

130. Ощурков И.С., Баркаган P.P. Проектирование электрической централизации. М.: «Транспорт», 1980. 295 с.

131. Абусеридзе З.В. Пути повышения надежности устройств автоматики и телемеханики метрополитена. / Труды научно-практической конференции «Недели науки-2000-2002г.г.» в трех частях. М.:- МИИТ. 2003.

132. З.В. Абусеридзе. Искусственная рельсовая линия для метрополитена. Труды научно-практической конференции « Недели науки-2000-2002г.г.» в трех частях. М.:- МИИТ, 2003.

133. Абусеридзе З.В. Схема унифицированной рельсовой цепи метрополитена с фазочувствительным приемником ДСШ-15. // Транспорт: Наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН. 2005. - № 2, с. 33-35.

134. Абусеридзе З.В. Дальнейшее совершенствование конструкции и характеристик коллекторных машин стрелочного перевода. // Наука и техника транспорта. 2009. - №3, с. 46-49.

135. Абусеридзе З.В. Асинхронный электродвигатель стрелочного привода с двойным активным слоем ротора. // Наука и техника транспорта. 2009. -№4, с. 10-12.

136. Абусеридзе З.В. Коммутация в электродвигателе постоянного тока с магнитоэлектрической системой возбуждения для привода стрелочного перевода. // Электричество. 2009. - №11, с. 48-51.

137. Абусеридзе З.В. Исследоание физичекхих процессов проводимости щеточного контакта машин потоянного тока. // Электричество. 2010. -№2, с. 41-46.

138. Абусеридзе З.В. Разработка электродвигателя стрелочного перевода с магнитоэлектрической системой возбуждения. // Электричество. 2010. -№10, с. 56-60.

139. Абусеридзе З.В. Переходные процессы в реальной линии питания стрелочного электропривода. // Наука и техника транспорта, 2010, - №1, с. 24-27.

140. Абусеридзе З.В. Трех проводная схема управления с электродвигателем магнитоэлектрической системой возбуждения. // Наука и техника транспорта. 2010, - №2.

141. Дмитриев В.Р., Смирнов. В.И Электропитающие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Справочник. М.: «Транспорт», 1983. 248 с.

142. Козлов Л.Н., Кузьмин В.И Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. М.: «Транспор»т, 1981. 232 с.

143. Коган Д.А., Эткин З.А. Новая аппаратура электропитания железнодорожной автоматики. М.: «Транспорт», 1978. 184 с.

144. Резников Ю.М. Стрелочные электроприводы электрической и горочной централизации. М.: «Транспорт», 1975. 152 с.

145. Симон. А.А, Путря H.H., Елсаков H.H. Современные стрелочные переводы. М.: «Транспорт», 1977. 519 с.

146. Куммер П.И. и др. Железнодорожная автоматика за рубежом. М.: «Транспорт», 1985. 191 с.

147. Федотов А.Е. Техническое обслуживание устройств СЦБ. // Автоматика, телемеханика и связь. 1982. - №1, с. 46-47.

148. Лиманов Ю.А. Метрополитены. М.: «Транспорт», 1971. 359 с.

149. Больтянский В.Г. Оптимальное управление дискретными системами. -М.: «Наука», 1973. 446с., ил.

150. Бартновский А.Л., Козин В.О., Кучер С.А. Измерение в электротехнических устройствах железнодорожного транспорта. М.: «Транспорт», 1980. 407 с.

151. Ошурков И.С., Баркаган P.P. Проектирование электрической централизации. М.: «Транспорт», 1980. 295 с.

152. Махмутов K.M. Устройства интервального регулирования движения поездов на метрополитене. М.: «Транспорт», 1986. 350 с.

153. Степенский Б.М. Вероятностный расчет рельсовых цепей. // Вестник ВНИИЖТ, 1982.

154. Льюнг Г. Идентификация систем. М.: «Наука», 1991.

155. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: «Наука», 1974.

156. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблица интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: «Наука», 1971.

157. Гапеев В.И., Пищик Ф.П., Егоренко В.И. Безопасность движения на железнодорожном транспорте. Минск: «Полымя», 1996.

158. Информационый сборник. Институт исследований и технологического проектирования на транспорте министерства транспорта и связи С.Р. Румынии, г. Бухарест, выпуск 1, 1978.

159. Устройства СЦБ. Технология обслуживания. ЦШ. М.: Т»ранспорт», 1999.1. С'-', >'ч ,271 '' л;, ' , 11. J ^^ ^^

160. Аппаратура СЦБ Технические указания по ремонту РМ32- ЦШ 09.39-86 Часть 5. М.: «Транспор»т,1988.

161. Дмитриев B.C., Минин В.А. Системы автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты. М.: «Транспорт», 1992.

162. Горелик A.B. и др. Методы анализа эксплуатационной надежности и безопасности систем железнодорожной автоматики и телемеханики. -Пенза: ГУ, 2009.

163. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость.- М.: «Транспорт», 2002. 636 с.

164. Абусеридзе З.В., Петрушин А.Д., Селютин Ю.В. Патент на изобретение: «Электродвигатель реактивный переключаемый» per. №2315412 от 20.01.2008 г. Бюл. №2.

165. Абусеридзе З.В. Оптимизация режимов работы асинхронного стрелочного электродвигателя (АСЭД) с уточненным расчетом тепловых переходных процессов. // Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН. 2008. - № 5, с.28-32.

166. Яковлев В.Ф. и др. Стендовые испытания электроприводов СП-2Р и СП-3 в условиях скоростей движения поездов до 220 км/ч. / Научно-технический отчет, 1975. 53 с.

167. Резников Ю.М. Структурный синтез бесконтактного стрелочного электропривода для систем централизации с учетом технической диагностики. // Сб. научных трудов ВЗИИТ, М., 1978. - Вып.93, с. 32-40.

168. Анализ зарубежных систем ЭЦ. / КБЦШ, 1981.

169. Лямец и др. Многомерная релейная защита. 4.1. Анализ распознающей способности реле. 4.II. // Электричество. 2009. - №11, с. 9-15.

170. Liamets V., Ivanov S., Podchivaline A. et al. Information analysis-new relay protection tool. Proc. 13 th Inter. Conf. Power System Protechion. Bled (Slovenia), 2002.• ' < , ' 272 ' ' ' • .f) ( > V I 1r

171. D. McKay. Information Theory, Infertnhe, and Learing Algoritms //Cambridge University Press, 2003. 550 p.

172. Потапов A.A. Математические модели электромеханических устройств с полым немагнитным ротором для установившихся и переходных режимов работы. // Изв. Вузов. Электромеханика. 1987. - №4.

173. Горашний Д.ВМамаев., Э.А. Алгоритм выявление зависимостей между сбоями устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. // Наука и техника транспорта. 2010. - №2, с. 59-65.

174. Минаков У.Ю., Шуваев В.В. Критерий безопасности движения поезда по невзрезному стрелочному переводу. // ВИНИТИ РАН. Транспорт: наука, техника, управление. 2005. - №8, с. 45-48.

175. Минаков Е.Ю., Богданова О.В. Работа и принципы построения механизма замыкания шибера стрелочного электропривода. // ВИНИТИ РАН. Транспорт: наука, техника, управление. 2005. - №8, с. 41-43.

176. Новые технические средства железнодорожного транспорта (железные дороги мира.-1997, №7.- с. 39 (J. Hille. D. Yertcebr. Technik, 1995, №6, p. 221-228, №7 p. 265-267).

177. Абусеридзе 3.B., Девликамо P.M Электродвигатель стрелочного перевода с четырехполюсной магнитоэлектрической системой возбуждения. // Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН. -2005.-№5, с. 11-12.

178. Девликамов Р.М., Абусеридзе 3.В. О теориях коммутации машин постоянного тока. // Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН. 2005. - №7, с. 12-20.

179. Абусеридзе З.В., Девликамов Р.М. Оптимизация коммутационных параметров электродвигателей привода стрелочного перевода. // Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ РАН. 2005. - №11, с. 20-22.

180. Абусеридзе З.В, Степенский Б.М. Определение вероятностных характеристик параметров фазочувствительного приемника рельсовой цепи метрополитена. / МИИТ, 1983. С. 30 Деп. в ЦНИИ ТЭИ МПС, 1994, №2395.

181. Деркач Е.А., Абусеридзе З.В Совершенствование конструкции и характеристик двигателей переменного тока стрелочного привода. -Сборник научных трудов. Теория и практика транспортных электрических машин. РИИЖТ, 1992. С. 67-69.

182. Абусеридзе З.В. Совершенствование электромеханических устройств железнодорожной автоматики и телемеханики метрополитена. / Научный доклад. Санкт-Петербург, ПТУ ПС 1995 50 с.

183. Дмитренко И.Е., Абусеридзе З.В. Методы и технические средства повышения работоспособности устройств СЦБ метрополитена. / Тезисы докладов по итогам «Недели науки 94», часть1. Москва, МГУ ПС - 1995.

184. Дмитренко И.Е., Алексеев И.М., Абусеридзе З.В. Автоматизация процессов измерения и контроля параметров аппаратуры автоматики и телемеханики. / Тезисы докладов по итогам «Недели науки 94», часть 2, Москва, МГУ ПС - 1995.

185. Абусеридзе З.В. Пути повышения надежности устройств автоматики и телемеханики метрополитена. / Труды научно-практической конференции « Недели науки-2000-2002г.г.» в трех частях. М.: МИИТ 2003.

186. Абусеридзе З.В. Искусственная рельсовая линия для метрополитена. / Труды научно-практической конференции «Недели науки 2000-2002 г.г.» в трех частях. М.: МИИТ 2003.

187. Курочка Л.А., Абусеридзе З.В. и др. Совершенствование конструкций и улучшение характеристик электродвигателя стрелочного привода. // «Автоматика, телемеханика и связь». 1992. - № 4, с. 2-4.