Цель: Целью настоящего исследования является разработка технических решений по модернизации грузовых электровозов семейства «Ермак» в ходе заводского ремонта, направленных на повышение энергетической эффективности в режиме тяги. Методы: Для решения поставленной задачи применены методы следующих научных дисциплин: теории электрических цепей; динамики твердого тела; статистической обработки больших массивов экспериментальных данных; моделирования теплового режима ТЭД; программно-аппаратного моделирования для исследования работы ТЭД в штатном и энергоэффективном режимах (на основе программного пакета SimInTech отечественной разработки). Результаты: Разработан комплекс научно обоснованных технических решений по модернизации многодвигательного тягового привода грузовых электровозов семейства «Ермак» в ходе заводского ремонта, направленных на повышение энергетической эффективности. В результате будет достигнуто сокращение удельного расхода электроэнергии в режиме тяги с обеспечением надежности и работоспособности коллекторных тяговых двигателей. Практическая значимость заключается в получении значительного экономического эффекта за счет сокращения потребления электроэнергии на тягу. Установлено, что степень использования установленной мощности грузовых электровозов на линии Лихая — Крымская (профиль I-II и III типа) является неудовлетворительной: в штатном режиме работы тягового электропривода она составляет около 0,22 — для поездов массой 6300 т и 0,12 — для поездов массой 1750 т. За счет применения алгоритма ДАУ расчетным путем доказана возможность существенного повышения энергетической эффективности электровозов. Оценка экономической эффективности составляет 4,78 млн руб. на один электровоз (180 оборотов локомотива в год, при уровне цен 5 руб/кВт · ч).
грузовой электровоз переменного тока, тяговая система, энергетическая эффективность, электромеханические процессы, потери мощности, компьютерное моделирование
1. Электровозы 2ЭС5С и 3ЭС5С: асинхронная тяга под флагом России // Техника железных дорог, 2020, № 1(49). - С. 10-13
2. Способ управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой / А.А. Андрющенко, А.А. Зарифьян, Ю.А. Орлов, К.П. Солтус // Патент RU 2617857; приоритет от 15.09.2015 - Бюллетень № 13 - Опубликовано 28.04.2017.
3. Гапанович, В.А. Энергосбережение на железнодорожном транспорте / В.А. Гапанович, В.Д. Авилов, Б.А. Аржанников [и др.]; под ред. В.А. Гапановича. - М.: Изд. дом МИСиС, 2012. - 620 с. .
4. Пыров, А.Е. Современные системы управления электровозами / Железнодорожный транспорт. - 2005. - № 2. - С. 64-66. .
5. Бабич, В.М. Повышение энергетической эффективности электровозов / Омская гос. акад. путей сообщения, 1995. - 112 с.
6. Заручейский, А.В. Анализ научных подходов к повышению эффективности использования грузовых электровозов / А.В. Заручейский, Р.В. Мурзин, В.А. Кучумов, Н.Б. Никифорова // Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО «РЖД». - 2014. - №1 - С. 37-41. .
7. Никончук, И.Н. К вопросу повышения эксплуатационной энергетической эффективности работы восьмиосных пассажирских электровозов постоянного тока // Вестник ВНИИЖТ. 2020. Т. 79. № 6. С. 373 - 382..
8. Зарифьян, А. А. Анализ использования мощности грузовых электровозов и возможность сокращения энергопотребления за счет модернизации при заводском ремонте / А. А. Зарифьян, А. Ш. Мустафин // Вестник РГУПС. - 2021. - № 1(81). - С. 20-29. - DOIhttps://doi.org/10.46973/0201-727X_2021_1_20. .
9. Бурков, А. Т. Электроника и преобразовательная техника. - Т. 2: Электронная преобразовательная техника. М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2015. - 307 с. .
10. Зарифьян, А. А. Изучение электромеханических процессов в коллекторном тяговом двигателе с учетом потерь / А.А. Зарифьян, А.III. Мустафин // Вестник РГУПС. - № 3. - 2021. - С. 81-89. - DOIhttps://doi.org/10.46973/0201-727Х 2021 3 81.
11. Алексеев, А.Е. Тяговые электродвигатели. - М.: Трансжелдориздат МПС, 1951. - 484 с.
12. Ягуп, В.Г., Краснов, А.А. Математическое моделирование электропривода электровоза 2ЭЛ5 в режиме тяги // Збірник наукових праць Українського державного університету залізничного транспорту, 2017, вип. 170. - С. 20 - 31.
13. Литовченко, В.В., Кокорин, Д.В., Назаров, Д.В. Математическая модель коллекторного тягового электродвигателя. // Электротехника, 2014, № 8. - С. 22 - 29.
14. Зарифьян, А.А. Моделирование теплового режима тягового электрооборудования электровозов при наличии регулируемой принудительной вентиляции / А.А. Зарифьян, В.В. Михайлов, А.Ш. Мустафин, Н.Р. Тептиков // Электроника и электрооборудование транспорта, 2019, №3. - с. 17-21.
15. Устройство токосъёма для электрической машины / Ю.А. Евдокимов, Н.К. Мышкин, В.Г. Козубенко, В.М. Коротков // А.с. СССР SU 1403150. Приоритет от 24.02.1986. https://patents.su/1988/page/846
16. Устройство токосъёма для электрической машины / Колесников В.И., Соломин В.А., Чернявская Н.А. // Патент РФ RU 2178225/ Приоритет от 20.01.1999. https://yandex.ru/patents/doc/RU2178225C2_20020110
17. Зарифьян, А.А. Программно-аппаратное моделирование электромеханических процессов в тяговом приводе электровоза при поосном регулировании силы тяги / А.А. Зарифьян, А.Ш. Мустафин, Т.З. Талахадзе // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2020. - № 4(53). - С. 48-52.
