Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 56080 10.20295/2223-9987-2022-4-74-89 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Defining Resistance in Traction Motor Circuit According to Microprocessor Control System Data Определение сопротивления в цепи тяговых электродвигателей по данным микропроцессорных систем управления Курилкин Дмитрий Николаевич Kurilkin Dmitry Nikolaevich kurilkin@pgups.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Грачев Владимир Васильевич Grachev Vladimir Vasil'evich

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Танаев Валерий Фаритович Tanaev Valeriy Faritovich lt@pgups.ru Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University St. Petersburg Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation ОАО «Российские железные дороги» Россия JSC “Russian Railways” Russian Federation 24 12 2022 24 12 2022 2022 4 74 89 24 12 2022 https://atjournal.ru/en/nauka/article/56080/view

Цель: Разработка методики определения фактического сопротивления цепей тяговых электродвигателей (ТЭД) локомотива с электрической передачей мощности и уточненного расчета потерь напряжения в коллекторно-щеточном аппарате по данным микропроцессорных систем управления. Эти данные необходимы для расчета актуальных тяговых характеристик локомотива, а также его тормозных характеристик в режимах электрического торможения. Методы: Использовались методы теории электрических машин, статистической обработки и регрессионного анализа экспериментальных данных. Результаты: На основании статистического анализа данных регистрации подсистемы бортовой диагностики 20 секций тепловозов 2ТЭ116У и ТЭП70БС предложена и обоснована методика определения фактического значения сопротивления цепи тяговых электродвигателей, а также методика уточненного расчета потерь напряжения в коллекторно-щеточном аппарате. Подтверждена гипотеза о нормальном законе распределения величины сопротивления и возможности использования его математического ожидания в качестве расчетного значения. Установлены пределы возможного изменения сопротивлений цепей ТЭД тепловозов 2ТЭ116У и ТЭП70БС. Практическая значимость: Полученные результаты позволяют уточнить величину потерь энергии в тяговом приводе локомотивов при расчете его тяговых и тормозных характеристик. Данные о допустимых в эксплуатации пределах изменения активного сопротивления цепей исправных ТЭД могут использоваться для оперативной диагностики силовой цепи локомотива.

Purpose: To develop methodology for determining the actual resistance of traction electric drive (TED) circuits of a locomotive with electric power transmission and with refined calculation of voltage losses of a collector-brush apparatus according to microprocessor control system data. These data are necessary for calculating actual traction characteristics of a locomotive as well as its braking characteristics in electric braking modes. Methods: Methods of electric machine theory, statistical processing and regression analysis of experimental data were used. Results: Based on the statistical analysis of registration data of on-board diagnostics subsystem of 20 sections of 2TE116U and TEP70BS diesel locomotives, methods for determining resistance factual value for traction electric drive circuit as well as methods of refined calculation for voltage losses in a collector-brush apparatus are proposed and justified. The hypothesis on distribution normal law for the value of resistance and the possibility to use its mathematical expectation as an estimated value is confirmed. The limits of resistance possible changes for TED circuits of diesel locomotives 2TE116U and TEP70BS have been established. Practical significance: The results obtained allow us to clarify energy loss amounts in a locomotive traction drive when calculating its traction and braking characteristics. Data on the limits, allowed in exploitation, of active resistance change for TED serviceable chains may be used for operative diagnostics of locomotive power circuit.

 Сопротивление цепи тяговых двигателей электрические потери в тяговых двигателях коэффициент полезного действия тягового электродвигателя тяговый привод Traction drive circuit chain electric losses in traction drives traction drive efficiency traction drive Работа выполнена в рамках гранта ОАО «РЖД» на развитие научно-педагогических школ в области железнодорожного транспорта. The work was carried out within the framework of the Russian Railways grant for the development of scientific and pedagogical schools in the field of railway transport.

Перминов В. А. Влияние технического состояния вспомогательного оборудования тепловозов на их энергоэффективность в эксплуатации / В. А. Перминов, В. В. Грачев, Д. Н. Курилкин и др. // Вестник научно-исследовательского и конструкторско-технологического института подвижного состава. - 2015. - № 97. - С. 45-58. Perminov V. A. Vliyanie tehnicheskogo sostoyaniya vspomogatel'nogo oborudovaniya teplovozov na ih energoeffektivnost' v ekspluatacii / V. A. Perminov, V. V. Grachev, D. N. Kurilkin i dr. // Vestnik nauchno-issledovatel'skogo i konstruktorsko-tehnologicheskogo instituta podvizhnogo sostava. - 2015. - № 97. - S. 45-58. Клименко Ю. И. Влияние параметрических отказов оборудования тепловозов на его энергоэффективность в эксплуатации / Ю. И. Клименко, В. А. Перминов, В. В. Грачев и др. // Локомотив. - 2017. - № 4. - С. 40-45. Klimenko Yu. I. Vliyanie parametricheskih otkazov oborudovaniya teplovozov na ego energoeffektivnost' v ekspluatacii / Yu. I. Klimenko, V. A. Perminov, V. V. Grachev i dr. // Lokomotiv. - 2017. - № 4. - S. 40-45. Перминов В. А. Оперативный контроль уровня энергоэффективности магистрального тепловоза рабочего парка / В. А. Перминов, М. В. Федотов, В. В. Грачев и др. // Вестник научно-исследовательского и конструкторско-технологического института подвижного состава. - 2015. - № 97. - С. 45-58. Perminov V. A. Operativnyy kontrol' urovnya energoeffektivnosti magistral'nogo teplovoza rabochego parka / V. A. Perminov, M. V. Fedotov, V. V. Grachev i dr. // Vestnik nauchno-issledovatel'skogo i konstruktorsko-tehnologicheskogo instituta podvizhnogo sostava. - 2015. - № 97. - S. 45-58. Разработка показателей энергоэффективности тепловозов и методик их определения. Экспериментальные исследования по определению показателя энергоэффективности локомотивов (ПЭЛ) для оценки качества ремонта тепловозов (на примере тепловозов 2ТЭ116У, ТЭП70БС, ТЭМ18ДМ): техн. отчет № 27-2014-19, ОАО «ВНИКТИ»; рук. работы В. А. Перминов. - Коломна, 2014. - 175 с. Razrabotka pokazateley energoeffektivnosti teplovozov i metodik ih opredeleniya. Eksperimental'nye issledovaniya po opredeleniyu pokazatelya energoeffektivnosti lokomotivov (PEL) dlya ocenki kachestva remonta teplovozov (na primere teplovozov 2TE116U, TEP70BS, TEM18DM): tehn. otchet № 27-2014-19, OAO «VNIKTI»; ruk. raboty V. A. Perminov. - Kolomna, 2014. - 175 s. Правила тяговых расчетов для поездной работы. Утверждены распоряжением ОАО «РЖД» от 12 мая 2016 г. № 867р. Pravila tyagovyh raschetov dlya poezdnoy raboty. Utverzhdeny rasporyazheniem OAO «RZhD» ot 12 maya 2016 g. № 867r. Гаккель Е. Я. Электрические машины и электрооборудование тепловозов: учебник для вузов ж. д. транспорта / Е. Я. Гаккель, К. И. Рудая, И. Ф. Пушкарев и др.; под. ред. Е. Я. Гаккель. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1981. - 256 с. Gakkel' E. Ya. Elektricheskie mashiny i elektrooborudovanie teplovozov: uchebnik dlya vuzov zh. d. transporta / E. Ya. Gakkel', K. I. Rudaya, I. F. Pushkarev i dr.; pod. red. E. Ya. Gakkel'. - 3-e izd., pererab. i dop. - M.: Transport, 1981. - 256 s. Кацман М. М. Электрические машины: учеб. для средних проф. заведений. - 3-е изд., испр. - М.: Высш. шк.; Издательский центр «Академия», 2001. - 463 с. Kacman M. M. Elektricheskie mashiny: ucheb. dlya srednih prof. zavedeniy. - 3-e izd., ispr. - M.: Vyssh. shk.; Izdatel'skiy centr «Akademiya», 2001. - 463 s. ГОСТ 2582-2013. Машины электрические вращающиеся тяговые. Общие технические условия. GOST 2582-2013. Mashiny elektricheskie vraschayuschiesya tyagovye. Obschie tehnicheskie usloviya. Грищенко А. В. Новые электрические машины локомотивов: учебное пособие для вузов железнодорожного транспорта / А. В. Грищенко, Е. В. Казаченко. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. - 271 с. Grischenko A. V. Novye elektricheskie mashiny lokomotivov: uchebnoe posobie dlya vuzov zheleznodorozhnogo transporta / A. V. Grischenko, E. V. Kazachenko. - M.: GOU «Uchebno-metodicheskiy centr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte», 2008. - 271 s. Абусеридзе З. В. Исследование физических процессов проводимости щеточного контакта машин постоянного тока / З. В. Абусеридзе // Электричество. - 2010. - № 2. - С. 41-46. Abuseridze Z. V. Issledovanie fizicheskih processov provodimosti schetochnogo kontakta mashin postoyannogo toka / Z. V. Abuseridze // Elektrichestvo. - 2010. - № 2. - S. 41-46. Пустыльник Е. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений / Е. И. Пустыльник. - М.: Наука, 1968 - 288 с. Pustyl'nik E. I. Statisticheskie metody analiza i obrabotki nablyudeniy / E. I. Pustyl'nik. - M.: Nauka, 1968 - 288 s. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: учебное пособие для вузов / В. Е. Гмурман. - М.: Высш. шк., 2003 - 479 с. Gmurman V. E. Teoriya veroyatnostey i matematicheskaya statistika: uchebnoe posobie dlya vuzov / V. E. Gmurman. - M.: Vyssh. shk., 2003 - 479 s.