Анатолий Николаевич Савоськин, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Электропоезда и локомотивы»
127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9
Author ID: 528727
Anatoliy N. Savos’kin,
Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of Electric trains and Locomotives
127994, Moscow, 9, bldg. 9, Obraztsova St.
Author ID: 528727
Антон Александрович Чучин, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Электропоезда и локомотивы
127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9
Anton A. Chuchin, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department of Electric trains and Locomotives
127994, Moscow, 9, bldg. 9, Obraztsova St.
Введение. На электровозах постоянного и переменного тока широко применяются коллекторные тяговые двигатели последовательного возбуждения, недостатком которых является их повышенная склонность к буксованию. Необходимо найти современное решение актуальной задачи повышения сцепных свойств электровозов. Для этого должны быть рассмотрены процессы срыва и восстановления сцепления колесных пар электровоза переменного тока с управляемыми преобразователями возбуждения коллекторных тяговых электродвигателей, обеспечивающими плавные переходы с характеристик последовательного на независимое возбуждение, а также возможность плавного управления токами возбуждения и силами тяги в этих режимах. Целью статьи является разработка предложений по повышению сцепных свойств электровозов.
Материалы и методы. Авторами предложена методика исследований срыва сцепления колесной пары электро- воза. Рассмотрены процессы взаимодействия колесных пар и рельсов при наезде на масляное пятно, определены значения сил тяги, сил сцепления, а также скорости проскальзывания колесных пар. Исследование указанных процессов выполнялось на математической модели, разработанной в программном пакете Matlab/Simulink.
Результаты. Результаты исследования процессов при срыве сцепления под одним колесом колесной пары, а также при срыве сцепления под обоими колесами колесной пары показали, что сила сцепления первой колесной пары становится значительно меньше силы тяги двигателя, чем в случае срыва сцепления под одним колесом. Это вызывает значительное увеличение относительной скорости скольжения колеса от 6,9 % при срыве сцепления под одним колесом и до 9,5 % при срыве сцепления под обоими колесами, при этом возрастает и скорость вращения колеса.
Обсуждение и заключение. Полученные результаты целесообразно использовать в дальнейшем при разработке систем управления силой тяги на пределе по сцеплению и систем управления проскальзыванием колесных пар грузовых электровозов переменного тока с транзисторным управляемым мостом коллекторных тяговых двигателей.
Introduction. Collector traction motors of sequential excitation are widely used on DC and AC electric locomotives, which disadvantage is their increased tendency to slip. It is necessary to find a modern solution to the urgent task of improving coupling properties of electric locomotives. In this regard, the processes of disrupting and restoring the coupling of wheel pairs of an alternating current electric locomotive with controlled excitation converters of collector traction motors should be considered, providing smooth transitions to sequential and independent excitation characteristics, as well as the pos- sibility of smooth control of excitation currents and traction forces in these modes. The objective of the paper is to develop proposals to improve the coupling properties of electric locomotives.
Materials and methods. The authors propose a methodology for studying the clutch failure of an electric locomotive wheel pair. The processes of interaction of wheel pairs and rails when hitting an oil stain are considered, and the values of traction forces, adhesion forces, and the speed of wheel pair slippage are determined. The study of these processes was carried out using a mathematical model developed in the Matlab/Simulink software package.
Results. The results of processes study in case of clutch failure under one wheel of a wheel pair, as well as in case of clutch failure under both wheels of a wheel pair, showed that the clutch force of the first wheel pair becomes significantly lower than the thrust force of the engine rather than in case of clutch failure under one wheel. This causes a considerable increase in the relative sliding speed of the wheel from 6.9 % when the clutch is broken under one wheel to 9.5 % when the clutch is broken under both wheels. At the same time, the speed of the wheel rotation increases.
Discussion and conclusion. The results obtained in this article may be used for the development of traction force control systems at the adhesion limit and wheel pair slip control systems for AC freight electric locomotives with controlled exci- tation converters for commutator traction motors.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.