Введение к работе
Актуальность проблемы определяется сироким применением на железных дорогах KH/J* электрической тяги по системе
постоянного тока с напряжением 3 кВ. При обсей протяженности к.-д. сети КНДР СЕысе 6S60 км все основные ЛИНИИ электрифицированы; полигон эксплуатации электровозов превышает 6600 км (76Й сети), а доля электрической тяги в общем грузообороте железных дорог составляет 92. Электрифицированные линии имеют тяжелый профиль пути с руководящими подъемами более 20 о/оо; на отдельных линиях в северной части КНДР до 33 о/оо. Локомотиеный парк состоит из 6- и 8-осных электровозов отечественного производства мотостью соответственно 3900 и 5200 кВт. Весовая норка грузового поезда при электрической тяге составляет обычно 3000 т, средняя техническая скорость 45-50 км/ч при конструктивной скірости электровозов 120 км/ч.
Существенный недостаток эксплуатируемых электровозов состоит в отсутствии на больсинстве из них электрического торможения, что затрудняет вождение поездов на горных участках. Поэтому внедрение рекуперативного торможения является важнейшей задачей электровозостроения КНДР и локомотивной службы железных дорог. На решение этой задачи направлены проводн-мке в стране исследования и испытания, в процессе которых на электровозах опробованы системы рекуперативного торможения с разнили способами возбуждения тяговых машин в генераторном режиме. Выявлены основные недостатки этих систем: неполное использование мощности электровоза при пекуперации, больпля масса дополнительного
оборудования, что ведет к превышению допустимой осевой нагрузки 22 т/ось, не обеспечена защита тяговых машин.
В связи с эти.: поставлена конкретная задача разработки системы рекуперативного тормогения'для внедрения в первую очередь на эксплуатируемом парке электровозов (сеыев 350 единиц). Ьто повысит надежность и безопасность двике- ' ния поездов, позволит сократить расход электроэнергии электровозами на 15-20$"и увеличить скорость на вредных спусі-JC на 16-22 км/ч.
Цель работы состоит в анализе процессов рекуперативного тормокения электровозов постоянного тока на вредных спусках, обосновании критериев для сравнения систем рекуперации и в разработке на этой основе конкретной системы рекуперации, приемлемей для модернизации парка іектрово-зов хелезных дорог КНДР.
Методика исследований включает ресение системы нелинейных уравнений, описываших стационарный или переходный процесс в рекуперирующем электровозе при учете начальных условий и ограничений, характерных для тяговых машин постоянного тока. Ка основе этого выполнены расчеты тормозных и скоростных характеристик электровоза, реализованы требования к кесткости и устойчивости этих характеристик путем наложения обратных связей на систему (противокомпаундиро-вание). Аналогичным образом обеспечено выполнение требований по качеству регулирования в переходных процессах.
Научная новизна работы заключается в том, что предложена математическая модель неоднородной электромашинкой системы рекуперирующего электровоза постоянного тока, учи-тывающая нелинейность характеристики намагничивания тяговых
кагкн и особенности их функционирования s качестве генератора с отдачей энергии в тяговую четь и в качестве возбудителя. Моделі разработана в двух вариантах, соответственно для устан' чизгегося режима поддеркиванкя постоянной скорости поезда на вредном спуске и для переходных рекимов. R последнем случае учтено влияние индуктиЕ.чостей и вихревых токов.
Ресенне системы нелинейных алгебраических или нелинейных дифференциальных уравнений реализовано ч^слекк!:м методом на ЭЕй ЕС I860. Анализ результатов репенпя осуществлялся по критериям качества полученной систем тормозных характеристик, на основе чего обоснованы параметры рекуперативной схемы и введены дополнительные стабилиз:груц-кие элемента.
Практическая ценность диссертации состоит в том, что предлоїіена и обоснована усовершенствованная система рекуперативного тор.мокения, тре^уксая небольших затрат электрооборудования и пригодная для модернизации электровозов ке-лезных дорог КНД?.
Практическая ценность диссертации определяется тахэд тем, что расчетные програма; ЭЕ. и другие -материалы могут быть непосредственно использованы для решения конкретных задач в процессе внедрения рекуперативного тормокенпя.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсукденыгна 1П Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электровозострое-Н!щ в стране", Новочеркасск, БзііНИИ, 1991; на научно-практической конференции ас...грантов, молодых ученых и специалистов "слектипческое оборудование и электроснабжение",
- б -
Москва, ЫЖГ, 1991; на кафедре "Ьлпктрическая тяга" ІІЖГ, 1991; в отделе электрификации Министерства железных дорог КЦЦР, Пхеньян, 1991; на кафедре "Электрическое оборудование локомотивов" Пхеньянского института кнкенеров железнодорожного транспорта, І990-І99І.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из вве-дени. , пяти глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Она содержит 166 страниц основного машинописного текста, 65 иллюстраций, 21 таблицу, 72 наименования используемой литературы и 4 приложения. Общий объем работы 245 с.
