Никита Дмитриевич ШИЛИН, младший научный сотрудник
129626, г. Москва, ул. 3-я Мытищинская, д. 10
Nikita D. SHILIN, Junior Researcher
129626, Moscow, 10, 3rd Mytishchinskaya St.
Сергей Николаевич ПРОКОФЬЕВ, ведущий научный сотрудник
129626, г. Москва, ул. 3-я Мытищинская, д. 10
Sergey N. PROKOF'EV, Leading Researcher
129626, Moscow, 10, 3rd Mytishchinskaya St.
Введение. Повышение тяговых и сцепных свойств грузовых электровозов в настоящее время является актуальным вопросом для отечественного локомотивостроения. Рост массы и скорости движения поездов вынуждает искать новые пути и возможности реализации предельной силы тяги грузовых электровозов для соответствия требованиям быстроразвивающегося перевозочного процесса.
Материалы и методы. Проведен анализ существующих теоретических и практических методов управления сцеплением, а также выполнена разработка алгоритма управления сцеплением колесных пар электровоза с асинхронными тяговыми двигателями.
Результаты. На основе проведенного анализа результатов испытаний реального электровоза была разработана математическая модель движения электровоза, включающая в себя алгоритмы поосного управления силой тяги, в том числе с учетом перераспределения силы тяги между осями. Были проведены расчеты математической модели движения электровоза с поездом на участке с работающим и неработающим алгоритмом перераспределения, а также с различными настройками этого алгоритма. В модели также учтены изменение коэффициента сцепления колес с рельсами в зависимости от номера колесной пары по ходу движения, а также догружающие и разгружающие силы, возникающие в экипажной части в зависимости от реализуемой силы тяги. В результате расчетов были получены данные, имеющие хорошую сходимость с данными испытаний реального электровоза.
Обсуждение и заключение. Разработанная математическая модель позволяет оценить реализацию силы тяги электровоза, максимально приближенную к заданной контроллером машиниста, в условиях меняющегося коэффициента сцепления и его неоднородности под разными колесными парами электровоза. Полученные результаты в дальнейшем возможно применять при разработке перспективных грузовых электровозов с асинхронными тяговыми двигателями.
Introduction. Improving the traction and adhesion properties of freight electric locomotives is currently an urgent issue for the domestic locomotive industry. The increase in the mass and speed of trains enables to seek new ways and possibilities for realising the maximum tractive force of freight locomotives in order to meet the requirements of the rapidly developing transportation methods.
Materials and methods. The authors carries out the analysis of existing theoretical and practical methods of adhesion control and developed the algorithm for controlling the wheelsets adhesion of a locomotive with asynchronous traction motors.
Results. The authors concerning the tests analysis of a real electric locomotive, developed a mathematical model of the locomotive movement, which included algorithms for axial control of the tractive force with the redistribution of the tractive force between the axles. Calculations of a mathematical model of the movement of a locomotive with a train on a section with the redistribution algorithm both enabled and disabled, as well as with various settings of this algorithm, were carried out. The model also took into account the change in the adhesion coefficient of the wheels with the rails depending on the numerical order of a wheelset in the direction of travel, as well as the additional loading and unloading forces that arise in the undercarriage depending on the tractive force being realised. As a result of the calculations, obtained data showed good convergence with the test data of a real electric locomotive.
Discussion and conclusion. The developed mathematical model allows evaluating the realisation of the tractive force of a locomotive as close as possible to that specified by the locomotive throttle under conditions of a changing adhesion coefficient and its heterogeneity under different wheelsets of the locomotive. The obtained results can be further applied in the development of promising freight electric locomotives with asynchronous traction motors.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.