Smooth excitation control on single-phase-direct current electric locomotives
Keywords:
single-phase direct current electric locomotives, magnetic flux regulation, electromagnetic processes, energy indicatorsAbstract
Increasing the energy and operational efficiency of the use of electric rolling stock is a strategic task of the locomotive complex of JSC “Russian Railways” and the company as a whole. Both tasks are solved by increasing the traction and coupling qualities of electric locomotives and increasing their energy performance. Currently, single-phase DC electric locomotives of the Traction Directorate of JSC “Russian Railways” use smooth zone-phase regulation of speed by changing voltage, to expand the range of its regulation, a change in magnetic flux is used. One of the ways to regulate the magnetic flux (magnetizing force) of the main poles of traction electric motors is a stepwise, or contactor-rheostatic method. This method does not allow using the entire area of possible changes in the magnetic flux. Three stages of magnetic flux regulation are implemented on electric locomotives of the main series of freight traffic VL80R, VL85, 2ES5K. The last position when adjusting the speed is considered a backup, it provides about 10 % of the control range. Thus, a significant drawback is obviously laid in the design. Smooth regulation of the magnetizing force of a traction electric motor allows you to expand the range of traction force regulation, improve the energy performance of an electric locomotive. The article notes other shortcomings of the traditional step-rheostat system, considers electromagnetic processes in the rectified current circuit, shows a smooth, previously undescribed method of implementing the regulation of the magnetic flux of the main poles, justifies the method of its change on the traditional element base.
References
Стратегия научно-технического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года (Белая книга) : утв. ОАО «РЖД» №769/р от 17.04.2018.
Долгосрочная программа развития ОАО «РЖД» до 2025 года : утв. распоряжением Правительством РФ от 19.03.2019 г. № 466р.
Тихменев Б.Н., Трахтман Л.М. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. Теория работы электро-оборудования. Электрические схемы и аппараты. М. : Транспорт, 1980. 431 с.
Плакс А.В. Система управления электрическим подвижным составом. М. : Маршрут, 2005. 360 с.
Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К). Руководство по эксплуатации. Новочеркасск : 2007. В 2 т. Т. 1. 635 с.
Электровоз ВЛ80р : Руководство по эксплуатации. М. : Транспорт, 1985. 546 с.
Электровоз ВЛ85: Руководство по эксплуатации / Б.А. Тушканов, Н.Г. Пушкарев, Л.А. Позднякова и др. М. : Транспорт, 1992. 480 с.
Корягина Е.Е., Коськин О.А. Электрооборудование трамваев и троллейбусов. М. : Транспорт, 1982. 296 с.
Тихменев Б.Н., Кучумов В.А. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями. М. : Транспорт, 1988. 312 с.
Тихменев Б.Н. Электровозы переменного тока со статическими преобразователями. М. : Транспорт, 1958. 277 с.
Евстафьев А.М. Электронные системы ослабления возбуждения тяговых двигателей электроподвижного состава: дис. … канд. техн. наук. СПб., 2005. 135 с.
Мазнев А.С. Баранов В.А., Богданов А.А Тяговые характеристики электровозов ВЛ10 в режиме усиленного воз-буждения // Известия ПГУПС. 2007. № 2. С. 62–69.
Мазнев А.С., Шатнев О.И., Евстафьев А.М. Электронные системы регулирования возбуждения для электропо-движного состава // Вестник РГУПС, 2007. № 3. С. 12.
Калинин М.В. Электронные системы ослабления возбуждения ТД электровозов переменного тока // Известия ПГУПС. Современные технологии – транспорту, 2009. С. 19–29.
Мазнев А.С., Евстафьев А.М. Электронные системы управления для электроподвижного состава постоянного тока // Известия ПГУПС. Современные технологии – транспорту, 2007. С. 60–69.
Volchek T.V. Tomilov V.S., Barenov E.A. Proposals for Introduction of Modern Power Semiconductor Devices Into Con-verter-Fed Commutator Motor Locomotives of Russian Railways // Пром-Инжиниринг : материалы междунар. науч.-техн. конф. = 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM. 2020.
Горбань В.Н., Донской А.Л., Шабалин Н.Г. Электронное оборудование электровоза ВЛ80Р: Ремонт и техническое обслуживание. М. : Транспорт, 1984. 184 с.
Макаров В.В. Разработка привода с независимым возбуждением и поосным распределением нагрузок для маги-стрального подвижного состава: дис. … канд. техн. наук. Омск, 1991. 193 с.