Transport engineering

Транспортное машиностроение

2782-5957

59110

10.30987/2782-5957-2023-4-31-38

Транспортные системы

Transport systems

Транспортные системы

DEFINITION OF THE EFFICIENCY FACTOR OF TRACTION ELECTRIC MACHINES OF LOCOMOTIVES IN OPERATING CONDITIONS

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ЛОКОМОТИВОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

https://orcid.org/0000-0001-5959-2547

Гребенников

Николай Вячеславович

Grebennikov

Nikolay Vyacheslavovich

grebennikovnv@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

Ростовский государственный университет путей сообщения Ростов-на-Дону Россия Rostov State Transport University Rostov-on-Don Russian Federation

28 04 2023

2023 4 31 38 13 02 2023 13 02 2023

https://zh-szf.ru/en/nauka/article/59110/view

В статье рассматривается задача определения коэффициента полезного действия тяговых электрических машин локомотивов в условиях эксплуатации. В связи с тем, что большую часть времени локомотивы эксплуатируются с неполной нагрузкой, то для объективной оценки энергоэффективности локомотивов возникает необходимость учитывать недоиспользования мощности тяговых электрических машин в процессе преобразования энергии. На основе методов теории электропривода синтезирована формула определения коэффициента полезного действия для тяговых электрических машин, работающих в широком диапазоне мощностей, которая учитывает влияние изменения режимов работы на энергоэффективность преобразования энергии. Представлены результаты анализа данных эксплуатации тепловоза 2ТЭ25КМ и определена зависимость коэффициента полезного действия в зависимости от позиции контроллера машиниста.

The paper deals with the problem of defining the efficiency factor of electric traction machines of locomotives in operating conditions. Due to the fact that most of the time locomotives are operated with underload, for an objective evaluation of the energy efficiency of locomotives, it becomes necessary to take into account the power underutilization of traction electric machines in energy conversion. Based on the methods of electric drive theory, a formula for defining the efficiency factor for traction electric machines operating in a wide range of capacities is developed, which takes into account the influence of changes in operating modes on the efficiency of energy conversion. The analysis results of 2TE25KM diesel locomotive operation data are presented and the dependence of the efficiency factor in accordance with the position of the driver's controller is determined.

коэффициент полезного действия машины энергоэффективность мощность

efficiency factor machines energy efficiency power

Зарифьян, А. А. Показатели энергетической эффективности грузовых магистральных электровозов в различных условиях эксплуатации / А. А. Зарифьян // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. - 2019. - № 2(46). - С. 28-35. - EDN NIPMTH.

Zarifyan AA. Freight electric locomotives power efficiency Indicators in various operating conditions. Institute for Natural Monopolies Reserch: Railway Equipment. 2019;2(46):28-35.

Гребенников, Н. В. Анализ энергетической эффективности эксплуатации пассажирского тепловоза ТЭП70БС / Н. В. Гребенников // Вестник транспорта Поволжья. - 2022. - № 5(95). - С. 17-22. - EDN TITZZW.

Grebennikov NV. Analysis of the energy efficiency of TEP70BS passenger diesel locomotive operation. Vestnik Transporta Povolzhya.2022;5(95):17-22.

Особенности проектирования контактно-аккумуляторного маневрового электровоза / П. Г. Колпахчьян, А. М. Евстафьев, В. В. Никитин [и др.] // Электротехника. - 2021. - № 10. - С. 15-20. - EDN IWZFDO.

Kolpakhchyan PG, Evstafyev AM, Nikitin VV. Design features of a contact-battery shunting electric locomotive. Elektrotekhnika. 2021;10:15-20.

Грачев, В. В. О достоверности прямых способов оперативного контроля энергоэффективности тепловозов в эксплуатации / В. В. Грачев, А. В. Грищенко, Ф. Ю. Базилевский // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. - 2018. - № 2(42). - С. 40-48.

Grachev VV, Grishchenko AV, Bazilevsky FYu. About the reliability of diesel locomotive energy efficiency operating control indexesInstitute for Natural Monopolies Reserch: Railway Equipment. 2018;2(42):40-48.

Магистральные электровозы. Тяговые электрические машины / В.И. Бочаров, Г.В. Василенко, А.Л. Курочка и др.; Под ред. В.И. Бочарова и В.П. Янова. - Москва : Энергоатомиздат, 1992. - 464 с.

Bocharov VI, Vasilenko GV, Kurochka AL. Mainline electric locomotives. Traction electric machines. Moscow: Energoatomizdat; 1992.

Владыкин, А. В. Поиск оптимального состояния привода с точки зрения энергоэффективности подвижной единицы / А. В. Владыкин, Н. О. Фролов // Инновационный транспорт. - 2016. - № 3(21). - С. 36-38. - DOI 10.20291/2311-164X-2016-3-36-38.

Vladykin AV, Frolov NO. Search for the optimal state of the drive according to energy efficiency of the moving unit. Innotrans Journal. 2016;3(21):36-38. DOI 10.20291/2311-164X-2016-3-36-38 .

Ильинский, Н.Ф. Основы электропривода : учеб. пособие для вузов. - 2-е изд. ; перераб. и доп. - Москва : МЭИ, 2003. - 224 с. - ISBN 5-7046-0874-4.

Ilyinsky NF. Fundamentals of electric drive: textbook for universities. 2nd ed. Moscow: MPEI; 2003.

Пугачев, А. А. Система управления тяговым асинхронным двигателем с минимизацией мощности потерь / А. А. Пугачев, В. И. Воробьев, А. С. Космодамианский // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2015. - № 2(46). - С. 55.

Pugachev AA, Vorobyev VI, Kosmodamiansky AS. Control system of tractive induction motor with power loss minimization. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2015;2(46):55-61.

Чуприна, Н. В. Система прямого управления моментом тягового синхронного двигателя с постоянными магнитами с минимизацией потерь мощности / Н. В. Чуприна, А. А. Пугачев // Интеллектуальная электротехника. - 2022. - № 4(20). - С. 22-37. - DOI 10.46960/2658-6754_2022_4_22.

Chuprina NV, Pugachev AA. Traction permanent magnet synchronous motor direct torque control system with power losses minimization. Smart Electrical Engineering. 2022;4(20):22-37. DOI 10.46960/2658-6754_2022_4_22.

10.

Пугачев, А.А. Энергетические показатели качества электропривода вспомогательных систем тягового подвижного состава / А.А. Пугачев, В.И. Воробьев, Г.С. Михальченко, А.С. Космодамианский, А.В. Самотканов // Мир транспорта и технологических машин. - 2015. - № 1(48) - С. 58-66.

Pugachev AA, Vorobyev VI, Mikhalchenko GS, Kosmodamiansky AS, Samotkanov AV. Energy quality indicators of the electric drive of traction rolling stock auxiliary systems. Transport and Technological Cars. 2015;1(48):58-66.

11.

Мощинский, Ю.А. Обобщенная математическая модель частотно-регулируемого асинхронного двигателя с учетом потерь в стали / Ю.А. Мощинский, Аунг Вин Тут // Электричество. - 2007. - № 11. - С. 60-66.

Moshchinsky YuA, Aung Vin Tut. Generalized mathematical model of a frequency-controlled induction motor taking into account losses in steel. Elektrichestvo. 2007;11:60-66.