vestnikvniizhtВестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL2223-97312713-2560Joint Stock Company "Railway Research Institute"10.21780/2223-9731-2018-77-5-301-309vestnikvniizht-212Research ArticleДругоеMiscellaneousСледящая система электродинамического торможения электропоезда постоянного тока с коллекторными тяговыми двигателямиMonitoring system of electrodynamic braking of DC electric train with collector traction motorsБарановВ. А.BaranovV. A.

Баранов Валерий Александрович - кандидат технических наук, дежурный по станции.

Санкт-Петербург, 191036

Valeriy A. Baranov - Cand. Sci. (Eng.), Station Duty Officer.

Saint Petersburg, 191036

ВикуловИ. П.VikulovI. P.

Викулов Илья Павлович - кандидат технических наук, доцент, кафедра «Электрическая тяга».

Санкт-Петербург, 190031

Il’ya P. Vikulov - Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department “Electric traction”.

КиселевА. А.KiselevA. A.

Киселев Александр Александрович - аспирант, кафедра «Электрическая тяга».

Санкт-Петербург, 190031

Aleksander A. Kiselev - Post-graduate, Department “Electric traction”.

akiselev1995@mail.ruМазневА. С.MaznevA. S.

Мазнев Александр Сергеевич - доктор технических наук, профессор, кафедра «Электрическая тяга».

Санкт-Петербург, 190031

Aleksander S. Maznev - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department “Electric traction”.

Saint Petersburg, 190031

Санкт-Петербургский центр организации работы станций, Октябрьская дирекция управления движениемРоссияSaint Petersburg Center for Organization of Station Work of the Oktyabr’skaya Directorate of Traffic ManagementRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра IРоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Saint Petersburg State University of Railways of the Emperor Alexander IRussian Federation201812112018775301309Copyright © Баранов В.А., Викулов И.П., Киселев А.А., Мазнев А.С., 20182018Баранов В.А., Викулов И.П., Киселев А.А., Мазнев А.С.Baranov V.A., Vikulov I.P., Kiselev A.A., Maznev A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/212

Рассмотрена следящая система электродинамического торможения электропоезда, которая позволяет регулировать ток рекуперации в зависимости от возможности его потребления изменением сопротивления реостатного контура. Исследованы электромагнитные процессы в силовой цепи моторного вагона электропоезда со следящей системой в режиме электродинамического торможения. Показана возможность следящей системы регулировать ток якоря в режиме рекуперации совместно с системой автоматического управления торможением в случае увеличения напряжения контактной сети. При провале напряжения следящая система не способна ограничить возрастающий тормозной ток, его стабилизация осуществляется за счет изменения магнитного потока тяговых двигателей. Рассчитана регулировочная характеристика, оценены технический эффект от внедрения следящей системы и ожидаемое снижение общего расхода электроэнергии.

High proportion of electric trains with collector trac-A monitoring system of electrodynamic braking has been develotion motors in the multiple unit fleet and its low cost in comparison ped with preservation of the electric train standard equipment. It al-with electric trains with an asynchronous traction make it neces-lows regulating the recuperative current depending on the possibility sary to improve the control system of motor collectors. One of the of its consumption by changing the resistance of the braking resistors. ways is to create devices to improve the efficiency of recuperative Imitation model of DC electric train power circuit in the electrobraking. dynamic braking mode with a monitoring system was developed.

It takes into account the influence of eddy currents in the motor frame, armature current ripples and the catenary voltage increase during recuperative braking.

Electromagnetic processes in the electric train power circuit are investigated. Analysis of the obtained oscillograms shows the change in the armature current and the catenary voltage within the specified limits in the braking mode. Recuperative current regulator is tuned to an aperiodic transient with a time equal to 0.015 s.

The paper shows possibility of the monitoring system to regulate the armature current in the recuperative mode together with the automatic braking control system in case of increasing the catenary voltage. When the voltage fails, the monitoring system is not able to limit the increasing braking current, its reduction is effected by the magnetic flux of the traction motors.

Adjusting characteristic and the technical effect from the implementation of the monitoring system are calculated. The possibility of reducing the electric power consumption by 4.62 % is shown.

электропоезд постоянного токаэлектродинамическое торможениеимпульсный преобразовательdirect current electric trainelectrodynamic brakingpulse converterReferencesНазаров О. Н. К оценке энергетической эффективности перспективных пригородных электропоездов постоянного тока // Вестник ВНИИЖТ. 1998. № 6. С. 35–39.Nazarov O. N. K otsenke energeticheskoy effektivnosti perspektivnykh prigorodnykh elektropoezdov postoyannogo toka [Evaluation of the energy efficiency of promising suburban DC electric trains]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 1998, no. 6, pp. 35–39.Назаров О. Н. Перспективный подвижной состав: проблемы и решения // Локомотив. 2005. № 5. С. 5 – 9.Nazarov O. N. Perspektivnyy podvizhnoy sostav: problemy i resheniya [Perspective rolling stock: problems and solutions]. Lokomotiv [Locomotive], 2005, no. 5, pp. 5–9.Списки подвижного состава [Электронный ресурс] // Сайт TrainPix. URL: https://trainpix.org/list.php?mid=1 (дата обращения: 06.06.2018 г.).Rolling stock lists. URL: https://trainpix.org/list.php?mid=1 (retrieved on 06.06.2018).Методические рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте / ВНИИЖТ МПС. М.: Транспорт, 1991. 239 с.Metodicheskie rekomendatsii po opredeleniyu ekonomicheskoy effektivnosti meropriyatiy nauchnotekhnicheskogo progressa na zheleznodorozhnom transporte [Guidelines for determining the cost-effectiveness of scientific and technological progress in railway transport]. VNIIZhT MPS, Moscow, Transport Publ., 1991, 239 p.Симак Р. С. Повышение энергоэффективности ОАО «РЖД» в контексте энергетической стратегии России // Вестник ВНИИЖТ. 2014. № 6. С. 21–25.Simak R. S. Povyshenie energoeffektivnosti OAO “RZhD” v kontekste energeticheskoy strategii Rossii [Improving the energy efficiency of Russian Railways in the context of Russia's energy strategy]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 2014, no. 6, pp. 21–25.Об утверждении государственной программы «Энергоэффективность и развитие энергетики: распоряжение Правительства РФ от 03.04.2013 № 512-р // Собрание законодательства РФ. 2013. № 14 (8 апр.). Ст. 1739.On approval of the state program “Energy Efficiency and Energy Development”. Government Decree of 03.04.2013 No. 512r. Collection of the legislation of the Russian Federation, 2013, no. 14, (Apr 8), art. 1739. (in Russ.).Бурков А. Т. Электроника и преобразовательная техника: учеб.: в 2 т. М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2015. Т. 1: Электроника. 480 с. Т. 2: Электронная преобразовательная техника. 307 с.Burkov A. T. Elektronika i preobrazovatel'naya tekhnika. Ucheb.: v 2 t. [Electronics and converter equipment. Reference book in 2 vol.]. Moscow, FGBOU “Uchebno-metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte” [FGBOU “Educational and Methodical Center for Education in Railway Transport”] Publ., 2015, Vol. 1: Elektronika [Electronics], 480 p.; Vol. 2: Elektronnaya preobrazovatel'naya tekhnika [Electronic converter technology], 307 p.Евстафьев А.М., Зеленченко А.П., Мищенко В.М. Повышение энергетической эффективности рекуперативного торможения пригородных электропоездов постоянного тока // Известия ПГУПС. 2014. № 3. С. 63–69.Evstaf'ev A.M., Zelenchenko A.P., Mishchenko V.M. Povyshenie energeticheskoy effektivnosti rekuperativnogo tormozheniya prigorodnykh elektropoezdov postoyannogo toka [Increasing the energy efficiency of regenerative braking of suburban DC electric trains]. Proceedings of Petersburg Transport University, 2014, no 3, pp. 63–69.Якушев А. Я. Совершенствование системы управления электропоездами постоянного тока // Транспортные средства и техника. 2012. № 2. С. 48–51.Yakushev A. Ya. Sovershenstvovanie sistemy upravleniya elektropoezdami postoyannogo toka [Improving the control system of direct current electric trains]. Transportnye sredstva i tekhnika [Vehicles and equipment], 2012, no. 2, pp. 48–51.Performance indices of stationary energy storage in the traction substations of the Moscow Metro / L. A. Baranov, V. A. Grechishnikov, A. V. Ershov et al. // Russian Electrical Engineering. August 2014. Vol. 85, iss. 8. P. 493–497. URL: https://doi.org/10.3103/S1068371214080033 (дата обращения: 28.06.2018 г.).Baranov L. A., Grechishnikov V. A., Ershov A. V., Rodionov M. D., Shevlyugin M. V. Performance indices of stationary energy storage in the traction substations of the Moscow Metro. Russian Electrical Engineering. August 2014, Vol. 85, iss. 8, pp. 493–497. URL: https://doi.org/10.3103/S1068371214080033 (retrieved on 28.06.2018).Adaptive systems of traction power supply / V. I. Sopov, N. I. Shchurov, A. V. Ivanov, A. P. Kuznetsov // Russian Electrical Engineering. December 2014. Vol. 85, iss. 12. P. 729–733. URL: https://doi.org/10.3103/S1068371214120141 (дата обращения: 28.06.2018 г.).Sopov V. I., Shchurov N. I., Ivanov A. V., Kuznetsov A. P. Adaptive systems of traction power supply. Russian Electrical Engineering, December 2014, Vol. 85, iss. 12, pp. 729–733. URL: https://doi.org/10.3103/S1068371214120141 (retrieved on 28.06.2018).Баранов В. А. Совершенствование электрооборудования электропоездов с коллекторным тяговым приводом // Вестник ВЭлНИИ. 2010. № 2. С. 147–154.Baranov V. A. Sovershenstvovanie elektrooborudovaniya elektropoezdov s kollektornym tyagovym privodom [Improvement of electrical equipment of electric trains with collector traction drive]. Vestnik VElNII, 2010, no. 2, pp. 147–154.Тяговые электрические машины: учеб. / В. Г. Щербаков, А. Д. Петрушин, Б. И. Хоменко и др.; под ред. В. Г. Щербакова, А. Д. Петрушина. М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2016. 641 с.Scherbakov V. G., Petrushin A. D., Khomenko B. I., Sedov V. I., Pakhomin S. A., Maznev A. S., Kopakhch'yan P. G. Tyagovye elektricheskie mashiny. Ucheb. [Traction electrical machines. Reference book]. Moscow, FGBOU “Uchebno-metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte” [FGBOU “Educational and Methodical Center for Education in Railway Transport”], 2016, 641 p.Электропривод постоянного тока: патент 164435 ФИПС (Роспатент): МПК B60L 9/04 (2006/01) / В. А. Баранов, А. С. Мазнев, И. П. Викулов; патентообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС. № 2016100894/11; заявл. 12.01.2016; опубл. 27.08.2016. Бюл. № 24.Baranov V.A., Maznev A.S., Vikulov I.P. DC electric drive. Patent no. 164435 FIPS (Rospatent), publ. August 27, 2016, Bul. no. 24.Герман -Галкин С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: учеб. пособие. СПб.: Корона Принт, 2001. 320 с.German-Galkin S. G. Komp'yuternoe modelirovanie poluprovodnikovykh sistem v MATLAB 6.0. Ucheb. posobie [Computer simulation of semiconductor systems in MATLAB 6.0. Reference book]. St. Petersburg, KoronaPrint Publ., 2001, 320 p.Savos’kin A.N., Pudovikov O.E., Garbuzov I.I. Analysis of electromagnetic processes in the traction network under the interaction of electric locomotives in the regeneration and traction modes // Russian Electrical Engineering. May 2014. Vol. 85, iss. 5. P. 305–311. URL: https://doi.org/10.3103/S1068371214050113 (дата обращения: 28.06.2018 г.).Savos’kin A. N., Pudovikov O. E., Garbuzov I. I. Analysis of electromagnetic processes in the traction network under the interaction of electric locomotives in the regeneration and traction modes. Russian Electrical Engineering, May 2014, Vol. 85, iss. 5, pp. 305–311. URL: https://doi.org/10.3103/S1068371214050113 (retrieved on 28.06.2018).Жиц М. З. Переходные процессы в машинах постоянного тока. М.: Энергия, 1974. 112 с.Zhits M. Z. Perekhodnye protsessy v mashinakh postoyannogo toka [Transients in DC machines]. Moscow, Energiya Publ., 1974, 112 p.Плакс А. В. Системы управления электрическим подвижным составом. М.: Маршрут, 2005. 360 с.Plaks A. V. Sistemy upravleniya elektricheskim podvizhnym sostavom [Electric rolling stock control systems]. Moscow, Marshrut Publ., 2005, 360 p.Баранов В. А. Электрические схемы электропоездов постоянного тока с электрическим торможением // Локомотив. 2009. № 8. С. 36–37; № 9. С. 26–28.Baranov V. A. Elektricheskie skhemy elektropoezdov postoyannogo toka s elektricheskim tormozheniem [Electric circuits of DC electric trains with electric braking]. Lokomotiv [Locomotive], 2009, no. 8, pp. 36–37; no. 9, pp. 26–28.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.