Анализ управления скольжением колесных пар грузового электровоза с асинхронными тяговыми двигателями

Введение. С каждым годом на сети железных дорог РФ непрерывно возрастает количество электроподвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями, так как такой тяговый привод имеет ряд преимуществ перед приводом с двигателями постоянного тока. Одной из проблем, связанной с внедрением асинхронных двигателей и повышением массы составов поездов, является реализация максимальной силы тяги электровозом на границе по сцеплению колес с рельсами. Своевременное распознавание избыточного скольжения колесных пар является важнейшим показателем эффективности тягового привода при реализации максимальных тяговых свойств электровоза всеми осями.

Материалы и методы. В статье отражены результаты исследования параметров скольжения колесных пар электровоза с асинхронными тяговыми двигателями и поосным управлением силой тяги, полученных в ходе проведения опытных поездок на участке железной дороги при различных условиях сцепления. Представлена методика исследования срывов сцепления колесных пар электровозов с асинхронными тяговыми двигателями.

Результаты. В ходе сравнения полученных экспериментальных результатов с расчетными параметрами математической модели O. Polach приведен уточненный диапазон относительного скольжения колесных пар, в котором система управления электровозом может реализовать максимальную силу тяги. Превышение этого диапазона приведет к повышенному износу колесных пар без повышения тяговых свойств.

Обсуждение и заключение. Результаты исследования целесообразно использовать в дальнейшем при разработке систем управления силой тяги на пределе по сцеплению и систем управления скольжением колесных пар грузовых электровозов с асинхронными тяговыми двигателями.

1. Лужнов Ю. М. Нанотрибология сцепления колес с рельсами. М.: Интекст, 2009. 176 с.

2. Меншутин Н. Н. Исследование скольжения колесной пары электровоза при реализации силы тяги: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.00.00. М., 1961. 18 с.

3. Самме Г. В. Фрикционное взаимодействие колесных пар локомотива с рельсами. Теория и практика сцепления локомотива: монография. М.: Учеб.-метод. центр по образованию на ж.-д. транспорте, 2014. 104 с.

4. Logston C. F., Jr., Itami G. S. Locomotive friction-creep studies // ASME J. Eng. Ind. 1980. Vol. 102. P. 275–281.

5. Buscher M. Регулирование проскальзывания колес на электровозах с асинхронным тяговым приводом // Железные дороги мира. 1994. № 4. С. 30–45.

6. Polach O. Creep forces in simulations of traction vehicle running on adhesion limit // Wear. 2005. Vol. 258. P. 992–1000.

7. Polach O. SBB 460 Adhäsionsverhalten, Techn. Report No. 401 / SLM Winterhur. [S. l.], 1992.

8. Polach O. Optimierung modern Lok-Drehgestelle durch fahrzeug-dynamische Systemanalyse // Eisenbahningenieur. 2002. Vol. 53, no. 7. P. 50–57.

9. Розенфельд В. Е., Исаев И. П., Сидоров Н. Н. Теория электрической тяги: учеб. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1983. 328 с.

10. Осинцев И. А., Логинов А. А. Устройство и эксплуатация электровоза 2ЭС10: учеб. пособие. М.: ОАО «Российские железные дороги», 2015. 332 с.

11. Labview. Руководство пользователя / пер. с англ. С. В. Николаева. Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2008. 410 с.

12. Модель взаимодействия колеса и рельса с учетом дискретного строения металла контактирующих тел / Г. П. Бурчак [и др.] // Вестник машиностроения. 2019. № 2. С. 21–28.

13. Ляпушкин Н. Н. Прогнозирование сцепных свойств локомотивов с различными типами тяговых электродвигателей: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.22.07. М., 2013. 46 с.

14. Шилин Н. Д., Прокофьев С. Н. Поосное перераспределение силы тяги для электровозов с асинхронными тяговыми электродвигателями // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2022. Т. 81, № 2. С. 148–156. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2022-81-2-148-156.