Снижение влияния электровозов переменного тока с плавным регулированием напряжения на качество электрической энергии в контактной сети

• Автор: Скорик, Виталий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ разработок, повышающих качество электроэнергии в контактной сети
1.2 Постановка цели и задач исследования
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ «КОНТАКТНАЯ СЕТЬ - ЭЛЕКТРОВОЗ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА»
ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ
2.1 Общие принципы математического моделирования
2.2 Обобщенная математическая модель системы «контактная сеть -электровоз» для определения показателей качества электроэнергии
2.2.1 Математическая модель контактной сети переменного тока
2.2.2 Математическая модель электровоза переменного тока
2.3 Реализация обобщенной математической модели системы «контактная сеть - электровоз» в пакете схемотехнического моделирования ОгСАБ
3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ ЭЛЕКТРОВОЗА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ
3.1 Причины снижения качества электрической энергии на токоприемнике электровоза в системе тягового электроснабжения магистральных железных дорог
3.2 Влияние алгоритма основной коммутации выпрямителя электровоза на свободные колебания в контактной сети
3.3 Разработка алгоритма управления основной коммутацией выпрямителя электровоза для повышения качества электроэнергии

3.4 Сравнительный анализ электромагнитных процессов в системе «контактная сеть - электровоз» при разных алгоритмах управления
основной коммутацией
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРОВЕДЕННЫЕ ДЛЯ ПРОВЕРКИ АДЕКВАТНОСТИ РАЗРАБОТАННОЙ ОБОБЩЕННОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ «КОНТАКТНАЯ СЕТЬ -ЭЛЕКТРОВОЗ»
4 Л Система измерения токов и напряжений для оценки показателей качества электроэнергии в контактной сети при работе электровоза на участке железной дороги
4.2 Оценка адекватности процессов в обобщенной математической модели системы «контактная сеть - электровоз» процессам в реальном электровозе
4.3 Оценка адекватности математической модели силового трансформатора электровоза
5 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ НОВОГО АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И ОЦЕНКА ЕГО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
5.1 Разработка устройств управления в БУВИП-030 электровозов ВЛ65 и ВЛ80Р для реализации предлагаемого алгоритма управления выпрямителем
5.1.1 Разработка схемных изменений в кассете БПН
5.1.2 Разработка схемных изменений в кассете БРУ
5.2 Экономическое обоснование разработки
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ВВЕДЕНИЕ
Применение тиристорных выпрямителей в статических преобразователях электровозов переменного тока в нашей стране и за рубежом дало возможность производить управление коллекторными тяговыми двигателями путем плавного регулирования напряжения на них. Это регулирование осуществляется изменением моментов отпирания соответствующих плеч выпрямительно-инверторного преобразователя (ВИП) электровоза в пределах периода питающего напряжения.
Преобразователи на основе полупроводниковых тиристоров позволили разработать и внедрить на электровозах переменного тока системы электрического рекуперативного и реостатного торможения, а также провести автоматизацию управления и регулирования по току двигателей и скорости движения с одновременным управлением по системе многих единиц. Опыт использования тиристоров и систем управления ими позволили добиться по ряду показателей достаточно эффективной эксплуатации электровозов. Но все же эксплуатация таких электровозов наряду с достоинствами силовых схем тиристорных преобразователей выявила и ряд их недостатков по сравнению с электровозами, оборудованными неуправляемыми вентилями.
Вопросы эффективности работы электровозов всегда были актуальными, и им уделялось большое внимание в многочисленных научных исследованиях. ОАО «Российские железные дороги» разработало и осуществляет специальную программу повышения эффективности работы всех звеньев работы железнодорожного транспорта. В этой программе основным направлением повышения эффективности является снижение эксплуатационных расходов и экономия топливно-энергетических ресурсов путем разработки новых и совершенствования существующих конструкций и технологий, а также роста надежности их работы.
Одной из задач, требующих решения в рамках программы ОАО «РЖД» является повышение электромагнитной совместимости электроподвижного

грамма Рврісе присутствовала также в составе пакета Везі§пЬаЬ фирмы МісгоБіт, предшественника системы ОгСАО, зарекомендовав себя в качестве одной из самых надежных реализаций классического алгоритма моделирования аналоговых устройств на ЭВМ.
Упрощенная схема структуры пакета моделирования ОгСАБ 9.2 представлена на рис. 2.1.
Рис. 2.1 Структурная схема пакета ОгСАО
Основными достоинствами пакета ОгСАБ по сравнению с другими программными продуктами схемотехнического направления являются новые возможности при проектировании аналоговых и цифровых устройств, а также отображении результатов их моделирования:
- автоматическое создание графики символов компонентов при создании их математических моделей;
- отображение непосредственно на схеме результатов расчета режимов по постоянному току;
- расширенная элементная база по сравнению с пакетом моделирования DesignLab 8.0;