Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 49427 10.20295/1815-588X-2022-19-1-75-81 Современные технологии - транспорту HIGH TECHNOLOGIES FOR TRANSPORT Современные технологии - транспорту Improvement of Regulating Properties of DC Electric Trains with Pulse Converters Улучшение регулировочных свойств электропоездов постоянного тока с импульсными преобразователями Мазнев Александр Сергеевич Maznev Alexander Sergeevich

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Калинина Анна Андреевна Kalinina Anna Andreevna Волов Алексей Викторович Volov Alexey Viktorovich Теличенко Станислав Алексеевич Telichenko Stanislav Alekseevich telichenko@pgups.ru Сапожников Лев Александрович Sapozhnikov Lev Aleksandrovich Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation 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 Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation 24 03 2022 24 03 2022 19 1 75 81 24 03 2022 https://atjournal.ru/en/nauka/article/49427/view

Цель: Разработка схемных решений импульсных преобразователей с улучшенными регулировочными показателями для электропоездов постоянного тока с коллекторным тяговым приводом. Методы: Проведен анализ полупроводниковых систем управления электропоездов постоянного тока. Выполнен расчет частотных характеристик преобразователя при использовании параметров тяговых двигателей электропоезда ЭД4М. Результаты: Раздельное регулирование токов обмоток якоря и возбуждения позволяет реализовать устойчивость системы торможения с импульсным преобразователем и отсутствие бросков тока двигателя. Практическая значимость: Рассмотренные схемные решения целесообразно применять на электропоездах магистральных железных дорог, что позволит расширить диапазон скоростей в режиме электрического торможения и повысить энергетическую эффективность подвижного состава.

Purpose: Development of circuit solutions for pulse converters with improved control parameters for DC electric trains with a collector traction drive. Methods: The analysis of semiconductor control systems of DC electric trains is carried out. The calculation of frequency characteristics of the converter at using the parameters of traction motors of ED4M electric train is made. Results: Separated regulation of the currents of the armature and excitation windings makes it possible to realize the stability of braking system with pulse converter and the absence of motor current surges. Practical importance: It is expedient to use the considered circuit solutions on mainline railway electric trains that will allow expanding the speed range in electric braking mode and increasing the energy efficiency of a rolling stock.

 импульсный преобразователь электропоезд постоянного тока рекуперативное торможение частотные характеристики pulse converter DC electric train regenerative braking frequency characteristics

Титова Т. С. Перспективы развития тягового подвижного состава. Часть 1 / Т. С. Титова, А. М. Евстафьев, М. Ю. Изварин, А. Н. Сычугов // Транспорт Российской Федерации. - 2018. - № 6(79). - С. 40-44. Titova T. S., Evstaf'ev A. M., Izvarin M. Yu., Sychugov A. N. Perspektivy razvitiya tyagovogo podvizhnogo sostava. Chast' 1 [Prospects for the development of traction rolling stock. Part 1]. Transport Rossiiskoi Federatsii [Transport of the Russian Federation], 2018, vol. 6(79), pp. 40-44. (In Russian) Титова Т. С. Перспективы развития тягового подвижного состава. Часть 2 / Т. С. Титова, А. М. Евстафьев, М. Ю. Изварин, А. Н. Сычугов // Транспорт Российской Федерации. - 2019. - № 2(81). - С. 52-55. Titova T. S., Evstaf'ev A. M., Izvarin M. Yu., Sychugov A. N. Perspektivy razvitiya tyagovogo podvizhnogo sostava. Chast' 2 [Prospects for the development of traction rolling stock. Part 2]. Transport Rossiiskoi Federatsii [Transport of the Russian Federation], 2019, vol. 2(81), pp. 52-55. (In Russian) Мазнев А. С. Влияние принципа управления полупроводниковым преобразователем на регулировочные свойства и характеристики электропоездов постоянного тока / А. С. Мазнев, А. А. Киселев, А. В. Волов // Бюллетень результатов научных исследований. - 2020. - Вып. 1. - С. 70-84. Maznev A. S., Kiselev A. A., Volov A. V. Vliyanie printsipa upravleniya poluprovodnikovym preobrazovatelem na regulirovochnye svoistva i kharakteristiki elektropoezdov postoyannogo toka [Influence of the control principle of a semiconductor converter on the control properties and characteristics of DC electric trains]. Byulleten' rezul'tatov nauchnykh issledovanii [Bulletin of scientific research results], 2020, vol 1, pp. 70-84. (In Russian) Киселев А. А. Структура и принципы управления многорежимным полупроводниковым преобразователем постоянного тока / А. А. Киселев, А. С. Мазнев, А. В. Третьяков и др. // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2019. - № 6. - С. 27-31. Kiselev A.A., Maznev A.S., Tret'yakov A.V. [i dr.]. Struktura i printsipy upravleniya mnogorezhimnym poluprovodnikovym preobrazovatelem postoyannogo toka [Structure and principles of control of a multi-mode semiconductor DC converter]. Elektronika i elektrooborudovanie transporta [Electronics and electrical equipment of transport], 2019, №6, pp. 27-31. (In Russian) Розанов Ю. К. Силовая электроника: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Электроника, электромеханика и электротехнологии» / Ю. К. Розанов, М. В. Рябчицкий, А. А. Кваснюк. - 2-е изд., стер. - М.: МЭИ, 2009. - 631 с. Rozanov Yu. K., Ryabchinskiy M. V. & Kvasnyuk A. A. Silovaya elektronika. Uchebnik dlya vuzov [Power Electronics. Textbook for universities]. Moscow, MPEI [Moscow Power Engineering Institute] Publ., 2009, 632 p. (In Russian) Устройства силовой электроники железнодорожного подвижного состава. - М.: ФГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2011. - 471 с. Ustroistva silovoi elektroniki zheleznodorozhnogo podvizhnogo sostava [Power electronics devices of railway rolling stock], Moscow, FGOU "Uchebno-metodicheskii tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte" [Educational and methodological center for education in railway transport], 2011, 471 p. Мазнев А. С. Поиск эффективных технических решений тягового привода электрического подвижного состава с тиристорными преобразователями: дисс. … д-ра техн. наук / А. С. Мазнев. - Ленинград, 1991. - 502 с. Maznev A.S. Poisk effektivnykh tekhnicheskikh reshenii tyagovogo privoda elektricheskogo podvizhnogo sostava s tiristornymi preobrazovatelyami [Search for effective technical solutions for the traction drive of electric rolling stock with thyristor converters]. Dissertatsiya na soiskanie nauchnoi stepeni d.t.n. [Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences], Leningrad, 1991, 502 p. Назаров О. Н. Совершенствование методов определения и сравнительного анализа тягово-энергетических показателей пригородных электропоездов: дисс. … канд. техн. наук / О. Н. Назаров. - М, 2000. - 161 с. Nazarov O. N. Sovershenstvovanie metodov opredeleniya i sravnitel'nogo analiza tyagovo-energeticheskikh pokazatelei prigorodnykh elektropoezdov [Improvement of methods for determining and comparative analysis of traction and energy indicators of suburban electric trains]: spetsial'nost' 05.22.07 "Podvizhnoi sostav zheleznykh dorog, tyaga poezdov i elektrifikatsiya" : dissertatsiya na soiskanie uchenoi stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk [specialty 05.22.07 "Railway rolling stock, train traction and electrification" : dissertation for the degree of candidate of technical sciences], Moscow, 2000. 161 p. Некрасов В. И. Импульсное управление тяговыми двигателями электрического подвижного состава постоянного тока: учебное пособие / В. И. Некрасов; Ленингр. ин-т инженеров ж.-д. транспорта им. акад. В. Н. Образцова. Кафедра «Электр. тяга». - Ленинград: [б. и.], 1972. - 114 с. Nekrasov V. I. Impul'snoe upravlenie tyagovymi dvigatelyami elektricheskogo podvizhnogo sostava postoyannogo toka [Tekst]: Ucheb. posobie [Pulse control of DC electric rolling stock traction motors [Text]: Textbook]. Leningr. in-t inzhenerov zh.-d. transporta im. akad. V. N. Obraztsova. Kafedra "Elektr. tyaga" [Leningrad Institute of Railway Engineers transport them. acad. V. N. Obraztsova. Department "Electric traction"], Leningrad, 1972, 114 p.