Запропоновано створення безредукторного тягового приводу на основі реактивного індукторного двигуна з аксіальним магнітним потоком, розроблено математичну модель для визначення електромагнітного моменту даного двигуна. Розроблено узагальнену імітаційну модель тягового приводу, яка поєднує модель напівпровідникового перетворювача у сукупності з системою керування приводом і модель реактивного індукторного двигуна з аксіальним магнітним потоком. Розроблено модель крутильних коливань в механічній частині приводу та методику оцінювання енергетичних показників тягового приводу. Усі запропоновані моделі стали складовими програмно-алгоритмічного комплексу проектування тягового безредукторного приводу на основі реактивного індукторного двигуна з аксіальним магнітним потоком. Розроблено концептуальний проект швидкісного електропоїзду, тяговий привід якого синтезований за допомогою вищезазначеного алгоритмічного комплексу та визначено його робочі властивості й показники.

  Скачати повний текст

Охарактеризовано метод комплексної оцінки факторів, що впливають на скорочення технічного стану тягових електричних машин у разі подовження їх терміну служби. Наведено модель визначення межових значень параметрів енергетичної установки тепловоза, які впливають на стан тягових електричних машин і лімітують їх термін служби. Розроблено комплексну модель вдосконалення системи контролю технічного стану тягових електричних машин, яка базується на принципі самонавчання та запропоновано шляхи її практичної реалізації. Проаналізовано метод вібромоніторингу вузлів тягових електричних машин на принципово новій апаратній основі із використанням ПЕОМ, а також створенням віповідної бази даних за браковочними параметрами. Розроблено методику теплового контролю вузлів тягових електричних машин із застосуванням нових засобів на базі інфрачервоних пірометричних приладів. Висвітлено питання створення теоретичних і практичних передумов щодо організації проведення вихідного контролю, які дозволяють на більш якісному рівні визначати технічний стан тягових електричних машин і забезпечувати їх надійність у разі подовження терміну служби.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання вдосконалення колекторних двигунів шляхом поліпшення їх комутаційних властивостей. Науково обгрунтовано нові активні методи підвищення експлуатаційної надійності тягових двигунів. Розроблено математичну модель магнітного кола додаткових полюсів, за допомогою якої проаналізовано фізичні процеси у тяговому двигуні за пульсуючої та імпульсної напруги живлення. На підставі проведеного аналізу удосконалено методику розрахунку магнітного кола додаткових полюсів з урахуванням реакції вихрових струмів. Запропоновано новий схемно-конструкційний метод компенсації реакції вихрових струмів. Одержано нові рішення для підвищення надійності двигунів, які базуються на методі форсування збудження додаткових полюсів. Спрогнозовано надійність нових і модернізованих тягових двигунів для рухомого складу залізниць.

  Скачати повний текст

Встановлено взаємозв'язок параметрів номінального режиму пасажирських електровозів з параметрами перевізного процесу. Розроблено методику визначення керувальних параметрів у рівнянні руху пасажирського поїзда, причому маса електровоза в дане рівняння не входять. Розроблено методику визначення раціональної градації ряду потужностей пасажирських електровозів для випадку, коли на зоні обслуговування використовуються електровози різних швидкісних категорій. Використання розроблених методик дозволяє визначити раціональний ряд потужностей пасажирських електровозів для залізниць України. Запропонований ряд потужностей за попередніми оцінками забезпечить економію коштів на відновлення й утримання локомотивного парку до 8 %.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено синтезу тягово-левітної системи (ТЛС) екіпажа високошвидкісного наземного транспорту на магнітному підвісі на основі довгостаторного комбінованого лінійного синхронного двигуна (КЛСД) з плоскими вертикально орієнтованими статорними котушками і плоским надпровідниковим індуктором (НПІ). Особливістю обраного компонування ТЛС є вертикальний зсув подовжніх осей симетрії НПІ відносно подовжніх осей симетрії статорних котушок. Проведено оцінку ефективності виконання КЛСД функцій тяги і підйому за допомогою запропонованої методики, що базується на методології зворотних задач і використовує генетичний алгоритм та метод деформованого багатогранника. Встановлено, що компонування ТЛС на базі КЛСД для тяги і підйому є доцільним, оскільки двигун спроможний на третину розвантажити вузол електродинамічного підвісу без помітного росту повної потужності, споживаної їм із мережі. Це дозволяє досягти значної економії матеріальних ресурсів на виготовлення статорної частини системи підвісу.

  Скачати повний текст

Створено узагальнену математичну модель електромеханічного перетворення енергії. Розроблено імітаційну модель, яка дозволяє досліджувати робочі властивості механізму нахилу й оцінювати вплив геометричних та електрофізичних параметрів усіх його компонентів на силові, енергетичні й експлуатаційні характеристики вагонів з кузовами, що нахиляються. Встановлено ряд закономірностей впливу геометричних параметрів кінематичної схеми механічної частини системи нахилу. Розроблено концептуальний проект електромеханічної системи приводу з лінійним двигуном для нахилу кузовів, шляхом цифрового моделювання оцінено вплив нахилу на експлуатаційні характеристики швидкісного рухомого складу.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив динамічних процесів у тяговій передачі, що викликані взаємодією з нерівностями верхньої будови колії, на процес електромеханічного перетворення енергії в асинхронному тяговому двигуні. Створено програмно-алгоритмічний комплекс для дослідження динаміки колісно-моторного блоку у разі вертикальних коливань візка та колісної пари, а також наявності моменту тертя від контакту гребеня колеса з бічною поверхнею рейки у поєднанні з електромеханічними процесами в тяговому електроприводі. Показано можливість використання даного комплексу для віртуального одержання тягових і струмових характеристик сучасних електровозів з асинхронними двигунами. Встановлено визначальний вплив на динамічні процеси в механічній частині приводу та в системі електромеханічного перетворення енергії вертикальних коливань візка та колісної пари, а з двох типів нерівностей (хвилеподібних періодичних та імпульсних одиничних) найбільш істотно позначаються хвилеподібні. Виявлено, що хвилеподібні періодичні нерівності можуть викликати суттєві коливання струмів фаз обмотки статора двигуна, а тому їх слід враховувати в процесі вибору номіналів елементної бази ключів автономного інвертора напруги та параметрів елементів ланки постійного струму перетворювача.

  Скачати повний текст

Проаналізовано стан парку тягового рухомого складу України. На прикладі електровозу ЧС-4 доведено можливість та доцільність подовження строків його експлуатації. Розроблено концепцію подовження строку служби несучих конструкцій потягу. Проаналізовано математичні моделі опору втомі несучих конструкцій та визначено модель, придатну для використання як базову у процесі розробки вітчизняної нормативної бази.

  Скачати повний текст

Викладено науково-практичні засади та практичні рекомендації щодо вибору раціонального ряду потужностей вантажних електровозів та раціональної стратегії оновлення електровозного парку. Обгрунтовано методику визначення оптимальної за умов мінімізації витрат енергії та часу на переміщення поїзда номінальної потужності електровоза, а також методику визначення оптимальної градації потужності вантажних електровозів та оптимальної стратегії оновлення електровозного парку. Зроблено оцінку відповідності вимогам перевізного процесу параметрів електровозів, які експлуатуються на залізницях України. Наведено рекомендації відносно вибору оптимальної потужності тягового модуля для насичення експлуатованого парку новими електровозами. Доведено доцільність впровадження модульної тяги для виконання вантажних перевезень.

  Скачати повний текст

Оцінено вибір раціональної структури силових кіл автономних інверторів, розроблено та створено на їх основі статичні перетворювальні установки для живлення асинхронних тягових двигунів. Наведено шляхи підвищення коефіцієнта корисної дії автономних інверторів, призначених для експлуатації на лініях постійного струму. На основі теоретичних досліджень та обчислювальних експериментів розроблено математичні моделі електричної частини асинхронного тягового приводу, що дозволяє аналізувати процеси у силовій частині та розрахунок перетворювальних пристроїв з оцінкою їх коефіцієнта корисної дії. Надано рекомендації щодо використання автономних інверторів струму та напруги на елекропоїздах нових типів.

  Скачати повний текст

Одержано аналітичну залежність встановленої потужності устаткування джерела живлення від параметрів силового кола електропоїздів з двигуном постійного струму та випрямлячем зі змінною структурою, що дозволяє зменшити потужність устаткування електропередачі. Розроблено імітаційну модель електропередачі з 4q-S перетворювачами. Одержано залежність струму рекуперації від параметрів схеми електропередачі, що дозволило більш точно оцінювати необхідну потужність електропередачі. Науково обгрунтовано можливість підвищення ефективності використання устаткування електропередачі електропоїздів з використанням вентильних електропоїздів зі змінною структурою силової схеми, що дозволяє зменшити встановлену потужніть і покращити коефіцієнт корисної дії (ККД) електропередачі. Встановлено закономірності роботи конденсаторного устаткування в електропередачі у разі використання резонансних фільтрів постійного та змінного струму для фільтрації вищих гармонійних складових, що дозволяє покращити електромагнітну сумісність електропоїздів з мережею.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему підвищення ефективності протибуксувальних систем електровозів за рахунок створення та впровадження мікропроцесорних систем виявлення межових сил зчеплення колісних пар з рейками, а також покращання тягово-зчіпних властивостей, зменшення паливно-енергетичних й експлуатаційних витрат електровозів. Запропоновано математичну моедль, методику й алгоритми моделювання на ПЕОМ.

  Скачати повний текст

Встановлено підвищення ефективності рекуперативного гальмування електровозів постійного струму за рахунок планомірного застосування рекуперації зі зменшенням швидкості перед зупинками та місцями обмеження швидкості, особливо на уклонах. Розглянуто доцільність застосування рекуперації замість електропневматичного гальмування на частці дільниці гальмування. Розроблено математичну модель для дослідження режиму інтенсивної рекуперації за сучасних умов роботи залізниць України, викладено методику вибіру відповідних дільниць, охарактеризовано особливості рекуперативного гальмування електровозів ВЛ8, ВЛ10, ДЕ1. Досліджено вплив зміни напруги у контактній мережі на значення магнітного потоку тягових двигунів і значення енергії рекуперації.

  Скачати повний текст

Установлено, що напруга на струмоприймачі електровоза є випадковим стаціонарним процесом з одновимірним у перерізі розподілом імовірностей за законом Гаусса. Запропоновано метод імовірнісного аналізу електромагнітних процесів (за усталених і перехідних режимів роботи) у суттєво нелінійних динамічних стохастичних системах, якими є силові кола електровоза. За цього вхідною дією є випадкова функція напруги на струмоприймачі. Розроблено математичні моделі силових кіл електровоза та на підставі їх числових розрахунків досліджено вплив імовірнісного характеру зміни напруги, початкового усталеного значення тягового струму, степеня послаблення збудження, параметрів вітки шунтування та тривалості зняття напруги на основні перехідні електромагнітні величини за аварійних режимів роботи електровоза. Розроблено методику та визначено параметри малогабаритного, маловагового зі стрічковим осердям індуктивного шунта з потрібною залежністю динамічної індуктивності від струму тягового двигуна.

  Скачати повний текст

З урахуванням сучасних умов роботи залізничного транспорту проаналізовано існуючий досвід і схеми рекуперації та встановлено її раціональний режим. Для реалізації даного режиму під час гальмування зі зменшенням швидкості руху поїзда сформульовано аналітичну залежність гальмівної сили від швидкості. Визначено співвідношення між значеннями ваги поїзда та ухилу, за яких можливо реалізувати раціональний режим рекуперації перед місцем обмеження швидкості. Розроблено загальну структуру системи автоматичного керування рекуперативним гальмуванням (САК РГ) з використанням можливостей сучасної елементної бази для реалізації раціонального режиму руху поїзда під час рекуперації зі зменшенням швидкості. Створено математичну модель для дослідження стійкості та перехідних процесів у розробленій системі. Наведено рекомендації щодо побудови системи керування рекуперативним гальмуванням на базі сучасних мікроконтролерів, яка в автоматизованому режимі забезпечує раціональний режим руху поїзда. Наведено оцінку стійкості удосконаленої САК РГ.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано можливість підвищення експлуатаційної надійності силових електроконтактних з'єднань контакторів головного контролера ЕКГ-8Ж та електропневматичних контакторів ПК-96-101 електровозів зміннного струму шляхом заміни мідно-вольфрамових і срібломістких контактів новими композиційними матеріалами (псевдосплавами). Проаналізовано особливості роботи та види відмов контакторів ЕКГ-8Ж і ПК-96-101 електровозів змінного струму. Досліджено технологічні характеристики обраних електропровідникових матеріалів для напайок на контакти. Розроблено імовірнісну модель і методику оцінювання екстремальної параметричної надійності контактних з'єднань за критерієм контактного опору. Вперше встановлено закономірності зношування контактів контакторів ЕКГ-8Ж і ПК-96. Досліджено зміну контактного опору та температури контактів з різних матеріалів за реальних умов експлуатації електровозів. Розроблено методику та проведено числове порівняльне оцінювання технологійної й експлуатаційної стабільностей, а також показників параметричної надійності контактів за критерієм їх зношування.

  Скачати повний текст

Розроблено імовірнісну модель і методику оцінки більш високих показників надійності технологічного процесу відновлення, які дозволяють більш точно враховувати зміни параметрів якості процесу. Розраховано показники надійності технології відновлення електролітичним залізненням за трьома параметрами якості нанесених відновлювальних шарів: міцністю зчеплення, мікротвердістю та товщиною відновлювального шару. Розроблено модель формування поступових відмов за критерієм зносу, що враховує фізику явищ зношення. На підставі результатів виконаних прискорених і експлуатаційних випробувань розраховано ресурс корпусів букс, відновлених різними методами. З використанням методу імовірнісного прогнозування визначено імовірності відмов за кретирієм зносу корпусів букс усіх типів досліджених електровозів за пробіг до ПР 3. Розглянуто механізм зносостійкості відновлювальних шарів заліза та її залежність від різних чинників. Визначено працездатність відновлених корпусів букс за критерієм витривалості. Розроблено та впроваджено технологію та установку відновлення, розраховано річний економічний ефект.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення експлуатаційної надійності робот та здешевлення ремонту силових контактних з'єднань електропневматичних контакторів електровозів постійного струму шляхом заміни чи відновлення мідних контактів композиційними матеріалами (псевдосплавами). Проаналізовано особливості роботи та видів пошкоджень електропневматичних контакторів електровозів. Розроблено двомірну модель і новий спосіб оцінки показників параметричної надійності роботи сильнострумових контактів силових кіл електровозів за критеріями їх зносу та контактного опору з урахуванням кореляційного зв'язку між контактним опором і температурою контактів. Уперше встановлено закономірності зношування силових контактів, що відновлені різними матеріалами, електропневматичних контакторів електровозів постійного струму та зміни їх контактного опору від пробігу, сили та тривалості протікання тягового струму, кількості переключень контакторів за умов реальної експлуатації електровозів. Розроблено модель формування поступових відмов за критерієм зносу, що враховує фізику явищ зношення. На підставі результатів експлуатаційних випробувань розраховано ресурс контактних елементів, відновлених різними матеріалами. З застосуванням методу імовірнісного прогнозування визначено імовірності відмов за критерієм зносу контактів, відновлених напайками з усіх типів досліджених матеріалів за пробіг до ПР 3. Розроблено та впроваджено технологію відновлення контактів псевдосплавом МДК-3. Запропоновано основні операції технології пайки напайок.

  Скачати повний текст

Здійснено оцінку надійності тягових передач електропоїздів та визначено фактори, що впливають на зносову рівноміцність робочої поверхні зубчатих коліс за весь життєвий цикл. Запропоновано комлексну модель визначення та прогнозування зносу тягових передач у різних періодах експлуатації з урахуванням їх зносової рівноміцності. Одержано нові залежності даного зносу від пробігу між ремонтами, які дають змогу прогнозувати термін їх подальшої роботи. Створено моделі оцінки ресурсу тягових передач за даними вібродіагностики. Розвинуто методи вібродіагностування їх елементів з використанням ПЕОМ. Завдяки застосуванню автоматизованої системи збирання й обробки інформації одержано експлуатаційні параметри, що дають змогу оцінювати розбіжність характеристик електропоїздів, відремонтованих за різними технологіями.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив відхилень геометричних параметрів магнітного кола додаткових полюсів від їх номінальних значень на якість комутації за: номінальних режимів роботи двигунів; експлуатаційних перевантажень двигунів; експлуатаційних перехідних режимів роботи двигунів з врахуванням вихрових струмів і динамічного характеру індуктивностей у колі якоря. Викладено метод для визначення впливу відхилень параметрів елементів магнітного кола додаткових полюсів на якість комутації за різних експлуатаційних режимів роботи двигунів. Проведено статистичний аналіз значень вказаних відхилень, а також їх допустимі максимальні значення. Встановлено залежність ступеня іскріння від значень відхилень повітряних зазорів магнітного кола додаткових полюсів у порівнянні з номінальними зазорами. Розроблено математичну модель для дослідження перехідних процесів.

  Скачати повний текст