Стан електромеханічного обладнання та аналіз режимів роботи тягових електроприводів кар’єрних електровозів

А.М. Артеменко; О.П. Чорний; О.К. Данилейко

doi:10.31498/2225-6733.41.2020.226186

Автор(и)

А.М. Артеменко Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського, м. Кременчук , Україна
О.П. Чорний Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського, м. Кременчук , Україна https://orcid.org/0000-0001-8270-3284
О.К. Данилейко ДВНЗ «Криворізький національний університет», м. Кривий Ріг , Україна

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.41.2020.226186

Ключові слова:

тяговий електропривод, кар’єрний електровоз, стан електромеханічного обладнання, режими роботи

Анотація

У статті досліджено стан електромеханічного обладнання та проведено аналіз режимів роботи тягових електроприводів кар’єрних електровозів на основі статистичних даних промислових підприємств. Розглянуто формування кар’єрного залізничного транспорту України тяговими агрегатами залежно від обсягів видобутку та експлуатації гірничо-транспортного устаткування, роботу якого продемонстровано на прикладі Полтавського гірничо-збагачувального комбінату. Проаналізовано вплив зміни електричних параметрів обмоток та умов зчеплення коліс з рейковим полотном на аварійність і працездатність багатодвигунового тягового електропривода постійного струму з двигунами послідовного збудження. Зроблено висновки щодо виявлення можливих відмов тягових електричних двигунів магістральних і кар’єрних електровозів. Сформульовано завдання подальших досліджень режимів роботи тягового електропривода електровозів: створення математичних моделей та обґрунтування методів їх аналізу, розроблення заходів контролю електричних параметрів тягових двигунів, їх керування при зміні умов зчеплення для забезпечення підвищення експлуатаційних показників

Біографії авторів

А.М. Артеменко , Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського, м. Кременчук

Старший викладач

О.П. Чорний , Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського, м. Кременчук

Доктор технічних наук, професор

О.К. Данилейко , ДВНЗ «Криворізький національний університет», м. Кривий Ріг

Старший викладач

Посилання

Перелік використаних джерел (ДСТУ):

Ющенко А.И. Справочник машиниста рудничного локомотива / А.И. Ющенко, В.П. Гудалов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Недра, 1981. – 200 с.

Долгов В.А. Тепловозы ТЗМ1 и ТЗМ2 / В.А. Долов. – М. : Транспорт, 1972. – 256 с.

Симсон А.З. Двигатели внутреннего сгорания (тепловозные двигатели и газотурбинные установки) / А.З. Симсон. – М. : Транспорт, 1980. – 384 с.

Дьомін Ю.В. Залізнична техніка міжнародних транспортних систем (вантажні перевезення) / Ю.В. Дьомін. – К. : Юнікон – Пресс, 2001. – 342 с.

Расчет и проектирование механической и пневматической частей тормозов вагонов : учебное пособие / П.С. Анисимов, В.А. Юдин, А.Н. Шамаков, С.Н. Коржин; под общ. ред. П.С. Анисимова. – М. : Маршрут, 2005. – 248 с.

Асадченко В.Р. Автоматические тормоза подвижного состава : учебное пособие / В.Р. Асадченко. – М. : Маршрут, 2006. – 392 с.

Бабаєв А.М. Принцип дії, розрахунки та основи експлуатації гальм рухомого складу залізниць : навчальний посібник / А.М. Бабаєв, Д.В. Дмитрієв. – К. : ДЕТУТ, 2007. − 176 с.

Курган М.Б. Залежність експлуатаційних витрат від рівня швидкості на ділянках, що обмежують рух поїздів / М.Б. Курган, О.С. Маркова // Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту: тези 66-ї Міжн. наук.-практ. конф. − Дніпропетровськ, 2006. − С. 211-212.

Курган М.Б. Втрати часу руху поїздів на ділянках обмеження швидкості / М.Б. Курган, О.С. Маркова // Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту: тези 67-ї Міжнародної наук.-практ. конф. − Дніпропетровськ, 2007. − С. 206-207.

Курган М.Б. Фактори, що впливають на першочерговість усунення обмежень швидкості руху поїздів, пов’язаних зі станом залізничної колії / М.Б. Курган, О.С. Чернишова // Проблеми механіки залізничного транспорту: тези доп. 12-ї Міжн. наук. конф. − Дніпропетровськ, 2008. − С. 90.

Транспорт на горных предприятиях / Под общ. ред. проф. Б.А. Кузнецова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Недра, 1976. – 552 с.

Ярмолюк В.Т. Основи гірничої справи / В.Т. Ярмолюк. – К. : Либідь, 2000. – 280 с.

Про залізничний транспорт : Закон України від 04.07.1996 № 273/96-ВР зі змінами і доповненнями станом на 2005 рік // Відомості Верховної Ради (ВВР). – 1996. – № 40. – Ст. 184. – Режим доступу : https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/273/96-%D0%B2%D1%80#Text.

Кірпа Т.М. Залізниці України / Т.М. Кірпа, О.М. Пшінько, І.В. Агієнко. – Дніпропет-ровськ : Арт-Пресс, 2001. – 328 с.

Кушнірчук В.Г. Перевезення вантажів залізничним транспортом: довідник / В.Г. Кушнірчук, В.І. Петров. – К. : Основа, 2001. – 512 с.

Смоляницкий Д.М. Организация работы шахтного транспорта / Д.М. Смоляницкий. – К. : Техника, 1980. – 253 с.

Статут залізниць України. – К. : Транспорт України, 1998. – 83 с.

Шахтный электровозный транспорт. Теория, конструкции, электрооборудование : учебник / О.Н. Синчук, Э.С. Гузов, В.Л. Дебелый, Л.Л. Дебелый; под ред. О.Н. Синчу-ка. – Кривой Рог-Донецк : ЧП А.В. Щербатых, 2015. – 428 с.

Автомобили-самосвалы / В.Н. Белокуров [и др.]; под общ. ред. А.С. Мелик-Саркисьянца. – М. : Машиностроение, 1987. – 216 с.

Основы теории автотранспортных систем (Грузовые автомобильные перевозки) / В.И. Николин, Е.Е. Витвицкий, С.М. Мочалин, Н.И. Ланьков. – Омск : Изд-во ОмГПУ, 1999. – 281 с.

Гришкевич А.И. Автомобили: Теория / А.И. Гришкевич. – М. : Высшая школа, 1986. – 208 с.

Закин Я.Х. Маневренность автомобиля и автопоезда / Я.Х. Закин. – М. : Транспорт, 1986. – 136 с.

Теоретические и практические аспекты строения архитектур современных тяговых электромеханических комплексов шахтных электровозов : кол. монография : в 2-х т. Т. 1. Тяговые электромеханические комплексы постоянного тока / О.Н. Синчук, Ф.И. Караманиц, В.Л. Дебелый, В.О. Черная, В.А. Федотов, Д.О. Кальмус, О.А. Удовенко, С.Н. Якимец, А.Б. Семочкин, Л.В. Сменова; под ред. О.Н. Синчука. – Кривой Рог : ЧП А.В. Щербатых, 2018. – 192 с.

Теоретические и практические аспекты строения архитектур современных тяговых электромеханических комплексов шахтных электровозов: кол. монография : в 2-х т. Т. 2. Тяговые электромеханические комплексы переменного тока / И.О. Синчук, Ф.И. Караманиц, В.Л. Дебелый, И.А. Козакевич, В.А. Федотов, Л.В. Сменова, А.В. Омельченко, Д.А. Шокарев; под ред. О.Н. Синчука. – Кривой Рог : ЧП А.В. Щербатых, 2018. – 2 т. – 184 с.

Лукин В.В. Вагоны : общий курс / В.В. Лукин, П.С. Анисимов, Ю.П. Федосеев. – М. : Маршрут, 2004. – 424 с.

Інструкція з організації руху вантажних поїздів підвищеної ваги й довжини на залізницях. – К. : Транспорт України, 2000. – 43 с.

Типовий технологічний процес роботи вантажної станції ЦД 0017. – К. : ДАЗТ, 2004. – 262 с.

Нормативні акти з безпеки руху поїздів. – К. : Транспорт України, 2002. – 142 с.

Інструкція з оперативного планування поїзною і вантажною роботою. – К. : Транспорт України, 2004. – 40 с.

Інструкція з розрахунків пропускної спроможності залізниць України ЦД 0036. – К. : Транспорт України, 2002. – 375 с.

Організація технологічних процесів ремонту ТРС із застосуванням засобів діагносту-вання / В.Г. Пузир, О.С. Крашенінін, І.Г. Крамчанін, А.П. Фалендиш // Збірник наукових праць УкрДАЗТ. – 2004. – Вип. 57. – С. 31-34.

Тартаковський Е.Д. Технологія передрейсового контролю локомотивів і локомотивних бригад / Е.Д. Тартаковський, В.Г. Пузир // Збірник наукових праць УкрДАЗТ. – 2002. – Вип. 49. – С. 75-79.

Пузир В.Г. Вибір аналітичної моделі для оцінювання якості управління локомотивом / В.Г. Пузир, І.В. Ремез // Збірник наукових праць УкрДАЗТ. – 2004. – Вип. 64. – С. 164-171.

Диагностика изоляции тяговых электродвигателей электровозов на основе нано-интерферометрических оптоволоконных датчиков / М.Н. Петров, А.И. Орленко, О.А. Терегулов, Э.В. Лукьянов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 15. – С. 139-141.

Авилов В.Д. Контроль технического состояния и оценка ресурса тяговых двигателей и колесно-моторных блоков подвижного состава / В.Д. Авилов, В.В. Харламов, В.Н. Костюков // Сборник научных работ ОАО «РЖД». – 2006. – С. 28-32.

Діагностування тягових електродвигунів за нерівномірністю обертання якоря / Б.Є. Бондар, О.Б. Очкасов, Д.В. Черняєв, І.Я. Шевченко // Наука та прогрес транспорту. – 2013. – Вип. 3 (45). – С. 13-21.

Афанасов А.М. Повышение энергетической эффективности испытаний тяговых электромашин постоянного и пульсирующего тока / А.М. Афанасов // Електротехніка і електромеханіка. – 2015. – № 1. – С. 12-15. – Режим доступа : https://doi.org/10.20998/2074-272X.2015.1.02.

Афанасов А.М. Розвиток наукових основ та вдосконалення енергоефективних методів випробування тягових електричних машин постійного та пульсуючого струму : автореф. дис. … д-ра техн. наук : 05.22.09, 05.22.12 / Афанасов Андрій Михайлович. – Дніпропетровськ, 2013. – 39 с.

References:

Iushchenko A.I., Gudalov V.P. Sravochnik mashinista rudnichnogo lokomotiva [Mine locomotive driver’s guide]. Moscow, Nedra Publ., 1981. 200 p. (Rus.)

Dolgov V.A. Teplovozy TZM1 i TZM2 [Diesel locomotives TZM1 and TZM2]. Moscow, Transport Publ., 1972. 256 p. (Rus.)

Simson A.Z. Dvigateli vnutrennego sgoraniia (teplovoznye dvigateli i gazoturbinnye ustanovki) [Internal combustion engines (diesel engines and gas turbines)]. Moscow, Transport Publ., 1980. 384 p. (Rus.)

D’omіn Iu.V. Zalіznichna tekhnіka mіzhnarodnikh transportnikh sistem (vantazhnі perevezennia) [Railway equipment of international transport systems (freight transportation)]. Kiev, Iunіkon – Press Publ., 2001. 342 p. (Ukr.)

Anisimov P.S., Iudin V.A., Shamakov A.N., Korzhin S.N. Raschet i proektirovanie mek-hanicheskoi i pnevmaticheskoi chastei tormozov vagonov: ucheb. posobie [Calculation and design of mechanical and pneumatic parts of car brakes: textbook]. Moscow, Marshrut Publ., 2005. 248 p. (Rus.)

Asadchenko V.R. Avtomaticheskie tormoza podvizhnogo sostava: ucheb. posobie [Automatic brakes of rolling stock: textbook]. Moscow, Marshrut Publ., 2006. 392 p. (Rus.)

Babaєv A.M., Dmitrієv D.V. Printsip dії, rozrakhunki ta osnovi ekspluatatsії gal’m rukhomogo skladu zalіznits’: navch.posіbnik [Principle of operation, calculations and bases of op-eration of brakes of a rolling stock of railways: textbook]. Kiev, DETUT Publ., 2007. 176 p. (Ukr.)

Kurgan M.B., Markova O.S. Zalezhnіst’ ekspluatatsіinikh vitrat vіd rіvnia shvidkostі na dіliankakh, shcho obmezhuiut’ rukh poїzdіv. Tezi 66 Mіzhn. Nauk.-prakt. konf. «Problemi ta perspektivi rozvitku zalіznichnogo transportu» [Dependence of operating costs on the level of speed in areas that limit the movement of trains. Proceedings of the 66-th Int. sci.-pract. Conf. «Problems and prospects for the development of railway transport»]. Dnipropetrovsk, 2006, pp. 211-212. (Ukr.)

Kurgan M.B., Markova O.S. Vtrati chasu rukhu poїzdіv na dіliankakh obmezhennia shvidkostі. Tezi 67 Mіzhn. Nauk.-prakt. konf. «Problemi ta perspektivi rozvitku zalіznichnogo transportu» [Loss of train travel time in speed limit areas. Proceedings of the 67-th Int. sci.-pract. Conf. «Problems and prospects for the development of railway transport»]. Dnipropetrovsk, 2007, pp. 206-207. (Ukr.)

Kurgan M.B., Chernishova O.S. Faktori, shcho vplivaiut’ na pershochergovіst’ usunennia obmezhen’ shvidkostі rukhu poїzdіv, pov’iazanikh zі stanom zalіznichnoї kolії. Tezi 12 Mіzhn. nauk. konf. «Problemi mekhanіki zalіznichnogo transportu» [Factors influencing the priority of removing train speed restrictions related to the condition of the railway track. Pro-ceedings of the 12-th Int. sci. Conf. «Problems of railway transport mechanics»]. Dnipropetrovsk, 2008, pp. 90. (Ukr.)

Ed. by prof. Kuznetsov B.A. Transport na gornykh predpriiatiiakh [Mining transport]. Moscow, Nedra Publ., 1976. 552 p. (Rus.)

Iarmoliuk V.T. Osnovi gіrnichoї spravi [Fundamentals of mining]. Kiev, Libіd’ Publ., 2000. 280 p. (Ukr.)

Zakon Ukraїni 273/96-VR. Pro zalіznichnii transport [Law of Ukraine 273/96-VR. About railway transport]. Vіdomostі Verkhovnoї Radi Publ., 1996, no. 40, art. 184. (Ukr.)

Kіrpa T.M., Pshіn’ko O.M., Agієnko І.V. Zalіznitsі Ukraїni [Railways of Ukraine]. Dnipropetrovsk, Art-Press Publ., 2001. 328 p. (Ukr.)

Kushnіrchuk V.G., Petrov V.І. Perevezennia vantazhіv zalіznichnim transportom: dovіdnik [Transportation of goods by rail: a guide]. Kiev, Osnova Publ., 2001. 512 p. (Ukr.)

Smolianitskii D.M. Organizatsiia raboty shakhtnogo transporta [Organization of work of mine transport]. Kiev, Tekhnika Publ., 1980. 253 p. (Rus.)

Statut zalіznits’ Ukraїni [Charter of the Railways of Ukraine]. Kiev, Transport Ukraїni Publ., 1998. 83 p. (Ukr.)

Sinchuk O.N., Guzov E.S., Debelyi V.L., Debelyi L.L. Shakhtnyi elektrovoznyi transport. Teoriia, konstruktsii, elektrooborudovanie : uchebnik [Mine electric locomotive transport. Theory, designs, electrical equipment: textbook]. Kryvyi Rih-Donetsk, ChP A.V. Shcherbat-ykh Publ., 2015. 428 p. (Rus.)

Belokurov V.N., Gladkov O.V., Zakharov A.A., Melik-Sarkis’iants A.S. Avtomobili-samosvaly [Dump trucks]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1987. 216 p. (Rus.)

Nikolin V.I., Vitvitskii E.E., Mochalin S.M., Lan’kov N.I. Osnovy teorii avtotransportnykh sistem (Gruzovye avtomobil’nye perevozki) [Fundamentals of the theory of road transport systems (Freight road transport)]. Omsk, OmGPU Publ., 1999. 281 p. (Rus.)

Grishkevich A.I. Avtomobili: Teoriia [Cars: Theory]. Moscow, Vysshaia shkola Publ., 1986. 208 p. (Rus.)

Zakin Ia.Kh. Manevrennost’ avtomobilia i avtopoezda [Vehicle and road train maneuverability]. Moscow, Transport Publ., 1986. 136 p. (Rus.)

Sinchuk O.N., Karamanits F.I., Debelyi V.L., Chernaia V.O., Fedotov V.A., Kal’mus D.O., Udovenko O.A., Iakimets S.N., Semochkin A.B., Smenova L.V. Teoreticheskie i praktiches-kie aspekty stroeniia arkhitektur sovremennykh tiagovykh elektromekhanicheskikh kompleksov shakhtnykh elektrovozov: kol. monografiia: v 2-kh t. Tom 1. Tiagovye elektromek-hanicheskie kompleksy postoiannogo toka [Theoretical and practical aspects of the structure of the architecture of modern traction electromechanical complexes of mine electric locomotives: col. monograph: in 2 vol. Vol. 1. Traction electromechanical complexes of direct current]. Krivoi Rog, ChP A.V. Shcherbatykh Publ., 2018. 192 p. (Rus.)

Sinchuk I.O., Karamanits F.I., Debelyi V.L., Kozakevich I.A., Fedotov V.A., Smenova L.V., Omel’chenko A.V., Shokarev D.A. Teoreticheskie i prakticheskie aspekty stroeniia arkhitektur sovremennykh tiagovykh elektromekhanicheskikh kompleksov shakhtnykh el-ektrovozov: kol. monografiia: v 2-kh t. Tom 2. Tiagovye elektromekhanicheskie kompleksy peremennogo toka [Theoretical and practical aspects of the structure of the architecture of modern traction electromechanical complexes of mine electric locomotives: col. monograph: in 2 vol. Vol. 2. AC traction electromechanical complexes]. Krivoi Rog, ChP A.V. Shcherbatykh Publ., 2018. 184 p. (Rus.)

Lukin V.V., Anisimov P.S., Fedoseev Iu.P. Vagony: obshchii kurs [Wagons: general course]. Moscow, Marshrut Publ., 2004. 424 p. (Rus.)

Іnstruktsіia z organіzatsії rukhu vantazhnikh poїzdіv pіdvishchenoї vagi i dovzhini na zalіznitsiakh [Instruction on the organization of movement of freight trains of the increased weight and length on railways]. Kiev, Transport Ukraїni Publ., 2000. 43 p. (Ukr.)

Tipovii tekhnologіchnii protses roboti vantazhnoї stantsії TsD 0017 [Typical technological process of cargo station CD 0017]. Kiev, DAZT Publ., 2004. 262 p. (Ukr.)

Normativnі akti z bezpeki rukhu poїzdіv [Regulations on train safety]. Kiev, Transport Ukraїni Publ., 2002. 142 p. (Ukr.)

Іnstruktsіia z operativnogo planuvannia poїznoiu і vantazhnoiu robotoiu [Instructions for operational planning of train and freight work]. Kiev, Transport Ukraїni Publ., 2004. 40 p. (Ukr.)

Іnstruktsіia z rozrakhunkіv propusknoї spromozhnostі zalіznits’ Ukraїni TsD 0036 [Instruc-tion on calculations of capacity of the railways of Ukraine CD 0036]. Kiev, Transport Ukraїni Publ., 2002. 375 p. (Ukr.)

Puzir V.G., Krashenіnіn O.S., Kramchanіn І.G., Falendish A.P. Organіzatsіia tekhnologіchnikh protsesіv remontu TRS іz zastosuvanniam zasobіv dіagnostuvannia [Organization of technological processes of TRS repair with the use of diagnostic tools]. Zbіrnik naukovikh prats’ UkrDAZT – Collection of scientific works of UkrDAZT, 2004, vol. 57, pp. 31-34. (Ukr.)

Tartakovs’kii E.D., Puzir V.G. Tekhnologіia peredreisovogo kontroliu lokomotivіv і lokomo-tivnikh brigad [Technology of pre-trip control of locomotives and locomotive crews]. Zbіr-nik naukovikh prats’ UkrDAZT – Collection of scientific works of UkrDAZT, 2002, vol. 49, pp. 75-79. (Ukr.)

Puzir V.G., Remez І.V. Vibіr analіtichnoї modelі dlia otsіniuvannia iakostі upravlіnnia lokomotivom [Selection of an analytical model for assessing the quality of locomotive control]. Zbіrnik naukovikh prats’ UkrDAZT – Collection of scientific works of UkrDAZT, 2004, vol. 64, pp. 164-171. (Ukr.)

Petrov M.N., Orlenko A.I., Teregulov O.A., Luk’ianov E.V. Diagnostika izoliatsii tiagovykh elektrodvigatelei elektrovozov na osnove nano-interferometricheskikh optovolokonnykh datchikov [Diagnostics of the insulation of traction electric motors of electric locomotives based on nano-interferometric fiber-optic sensors]. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovanii – International Journal of Applied and Basic Research, 2013, no. 15, pp. 139-141. (Rus.)

Avilov V.D., Kharlamov V.V., Kostiukov V.N. Kontrol’ tekhnicheskogo sostoianiia i otsenka resursa tiagovykh dvigatelei i kolesno-motornykh blokov podvizhnogo sostava [Monitoring the technical condition and assessing the resource of traction motors and wheel-motor units of rolling stock]. Sbornik nauchnykh rabot OAO «RZhD» – Collection of scientific works of JSC «Russian Railways», 2006, pp. 28-32. (Rus.)

Bondar B.Є., Ochkasov O.B., Cherniaєv D.V., Shevchenko І.Ia. Dіagnostuvannia tiagovikh elektrodvigunіv za nerіvnomіrnіstiu obertannia iakoria [Diagnosis of traction motors by uneven rotation of the armature]. Nauka ta progres transport – Science and Transport Progress, 2013, vol. 3 (45), pp. 13-21. (Ukr.)

Afanasov A.M. Povyshenie energeticheskoi effektivnosti ispytanii tiagovykh elektromashin postoiannogo i pul’siruiushchego toka [Increasing the energy efficiency of testing DC and pulsating traction electric machines]. Elektrotekhnіka і elektromekhanіka – Electrical Engi-neering & Electromechanics, 2015, no. 1, pp. 12-15. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2015.1.02. (Rus.)

Afanasov A.M. Rozvitok naukovikh osnov ta vdoskonalennia energoefektivnikh metodіv viprobuvannia tiagovikh elektrichnikh mashin postіinogo ta pul’suiuchogo strumu. Avtoref. diss. dokt. techn. nauk [Development of scientific bases and improvement of energy-efficient methods of testing traction electric machines of direct and pulsating current. Thesis of Doct. tech. sci. diss.]. Dnipropetrovsk, 2013. 39 p. (Ukr.)