Система показателей при комплексной оценке тягового электропривода пригородных и межрегиональных электропоездов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук Кирюшин, Дмитрий Евгеньевич

• Кирюшин, Дмитрий Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кирюшин, Дмитрий Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Состояние отечественных разработок в области тягового электропривода электропоездов

1.2 Зарубежный опыт разработок тягового электропривода электропоездов

1.3 Постановка задачи и цели исследования

Глава 2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ТЯГОВОГО

ЭЛЕКТРОПРИВОДА

2.1 Измерительно-вычислительный комплекс

2.2 Тяговые расчеты 30 ' 2.3 Технико-экономические расчеты

Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ С УЧЕТОМ УСЛОВИЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ

3.1 Условия и режим движения

3.1.1 Пригородные электропоезда

3.1.2 Межрегиональные электропоезда

3.2 Удельная мощность и составность

3.2.1 Пригородные электропоезда

3.2.2 Межрегиональные электропоезда

3.3 Коэффициент заполнения вагонов электропоезда пассажирами

3.4 Передаточное число тягового редуктора и диаметр бандажа

3.5 Уровень напряжения в контактной сети в режимах тяги и рекуперативного торможения и доля возврата электроэнергии

3.6 Расчетные тяговые и тормозные усилия

3.7 Коэффициент инерции вращающихся масс

3.8 Тяговые и тормозные характеристики. КПД электропривода

3.9 Сопротивление движению

Глава 4 ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ

4.1 Пригородные электропоезда

4.2 Межрегиональные электропоезда

Глава 5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКТОВ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

5.1 Исходные условия

5.2 Результаты технико-экономической оценки комплектов тягового электрооборудования электропоездов различного назначения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система показателей при комплексной оценке тягового электропривода пригородных и межрегиональных электропоездов»

Экономическая стратегия Правительства Российской Федерации, определенная в "Основных направлениях социально-экономической политики на долгосрочную перспективу", рассматривает транспортную систему России как важнейшую составную часть производственной инфраструктуры, а ее развитие - как одну из приоритетных задач государства [1].

В Российской Федерации на долю железных дорог приходилось в 2003 г. 39,5% выполняемого всеми видами общественного транспорта пассажирооборота (рис. 1).

43,7

Железнодорожный Автомобильный Воздушный Речной

Рис. 1 Железные дороги в транспортной системе общего пользования России в 2003 г., %

Нестабильность экономической и политической обстановки в России в 19921998 гг., снижение уровня жизни большей части населения и ряд других факторов обусловили снижение подвижности населения и объемов перевозок пассажиров всеми видами транспорта общего пользования (рис. 2) [1]. Тем не менее ожидается, что улучшение жизненного уровня населения позволит при проведении гибкой тарифной политики увеличить долю транспортных расходов в семейном бюджете и повысить транспортную подвижность населения. В соответствии с прогнозами развития народного хозяйства, разработанными Министерством экономического развития и торговли Российской Федерации и ГипротрансТЭИ количество отправленных пассажиров в пригородном сообщении в 2010 г. по сравнению с 2003 г. возрастет на 8%, пассажирооборот - на 14,8%.

Рис. 2 Динамика изменения пассажирооборота в транспортной системе общего пользования в России

В рамках реализации "Федеральной целевой программы разработки и производства пассажирского подвижного состава нового поколения на предприятиях России. 1996 - 2005 гг." освоено серийное производство отечественных пригородных электропоездов. В последние годы промышленностью были разработаны и предъявлены на испытания ряд новых образцов электропоездов. И хотя большинство из них еще не доведены до эксплуатационной готовности, проведенная работа продемонстрировала возможности промышленности и позволила по-новому оценить перспективы использования электропоездов на сети железных дорог, применения в их конструкции новых систем и оборудования. На основе этого опыта и из анализа зарубежных данных именно в последние годы появились новые аргументы "за" или "против" внедрения на отечественных железных дорогах тех или иных технических решений. При этом важным является разработка инструмента для сравнения электропоездов различного исполнения.

Одним из основных критериев применения электропоездов того или иного типа должна стать их способность успешно конкурировать с другими видами транспорта, т.е. иметь необходимые параметры и технико-экономические показатели, обеспечивающие заметное снижение издержек при эксплуатации и достаточную доходность от перевозок пассажиров. Например, создание экономичного и эффективного моторвагонного подвижного состава для межрегиональных сообщений могло бы составить серьезную конкуренцию автомобильному транспорту общего пользования, объем перевозок которого в зоне работы железных дорог значителен (рис. 3) [1].

МЛН. 1 I I I I I I-1 "Т Г -" "Г ~~Г~[ ГТТГ Т П "--пасс,- км

400 300 200 100 0

20 50 80 110 140 170 200 230 260 2Э0 320 350 380 410

Длина маршрута, км

Рис. 3 Распределение пассажирооборота автомобильного транспорта общего пользования в зоне работы МВПС (данные на лето 2003 г.)

В соответствии с разработанной в 2004 г. «Программой создания и освоения производства моторвагонного подвижного состава в 2004-2010 гг.» для повышения эффективности работы ОАО «РЖД» требуется освоение выпуска моторвагонного подвижного состава нового поколения и его поставок на российские железные дороги и переход на новые современные системы ремонта и технического обслуживания парка моторвагонного подвижного состава. В числе прочих задач планируется увеличить годовой объем выпуска новых вагонов электропоездов с 630 в 2004 г. до 820 в 2010 гчто позволит существенно улучшить структуру парка.

Заключение диссертации по теме «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», Кирюшин, Дмитрий Евгеньевич

7. Результаты работы использованы при подготовке технико-экономических обоснований создания новых электропоездов, подготовке проекта типажа электропоездов и технических требований к ним.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кирюшин, Дмитрий Евгеньевич, 2005 год

1. Типаж и технические требования к перспективному пассажирскому подвижному составу. / О.Н. Назаров // Железнодорожный транспорт, 2003, №2.

2. Назаров О.Н. Совершенствование методов определения и сравнительного анализа тягово-энергетических показателей пригородных электропоездов // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2000. 25 с.

3. Электрифицированным железным дорогам России 70 лет. / А. Т. Головатый // Железные дороги мира, 1999, №9.

4. Т. Gerhard. Eisenbahntechnische Rundschau, 2001, № 12, S. 283 286.

5. Затраты в течение срока службы железнодорожной техники / X. Келлерер // Железные дороги мира, 1996, №7.

6. Экономические аспекты службы подвижного состава / Т. Юшикава, С. На-каяма // Железные дороги мира, 2002, №5.

7. G. Kratz et al. Elektrische Bahnen, 1998, № 11, S. 333 337.

8. S. Sone. Railway Gazette International, 2003, № 6, p. 391 393.

9. Современный трехфазный тяговый привод — состояние и перспективы / В.-Д. Вайгель // Железные дороги мира, 2003, №10.

10. Прогресс в области тягового подвижного состава/ К. Легро // Железные дороги мира, 1999, №7.И Wagner R. Drehstromantriebstechnik // Elektrieche Bahnen, 89 (1991), №11, s. 35/351 36/352.

11. Himer H. Die elektrische Ausrunstung der Triebzuge Baureihe 2300 mit Drehstrom-antriebstechnik für Portugiesische Staatbahn. // Elektrische Bahnen, 1992, № 4, s. 130. 136, 10 bild, 3 tabl.

12. Martin A., Perez RJ.F., Visente C. S-Bahn-Fahrzeuge mit Drehstromantrieb. // Eisenbahntechnische Rundschau, 1991, № 11, S.725.728, 731.732, 13 bild.

13. Скарпетовский Г., Витинс Я. Концепция тяговых преобразователей и систем управления для электровозов с асинхронными двигателями // Вестник ВНИ-ИЖТ. 1996, №2, С.5.11.

14. Развитие тяговых преобразователей на транзисторах IGBT / Б. Ласка// Железные дороги мира, 2003, №11.

15. Применение транзисторов IGBT на железнодорожном подвижном составе / А. Коласс, Ж.-Э. Масслю // Железные дороги мира, 2001, №2.

16. Применение тяговых преобразователей на базе транзисторов IGBT/ М. М. Бакран // Железные дороги мира, 2001, №5.

17. Weigel W.-D. Modern AC drive technology — state of the art and innovation/ 126 conference report SFT// ZEV rail Glasers Annalen. Graz, 2002.

18. Инвестиции и развитие железнодорожного транспорта/ М. Кнуттон // Железные дороги мира, 2001, №12.

19. Бещева Н.И. Пригородное движение на электрифицированных линиях. М.: Трансжелдориздат, 1961.

20. Фаминский Г.В. Экономия электроэнергии на электропоездах // М.: Транспорт, 1970. 88 с.

21. Тулупов В.Д. Автоматическое регулирование сил тяги и торможения электроподвижного состава. М.: Транспорт, 1976.

22. Б.И. Хомяков, Г.Г. Гомола, Ю.А. Басов, О.Н. Назаров, А.Ю. Белокрылин. Перспективы улучшения показателей пригородных электропоездов // Труды ВНИ-ИЖТ; Электрическая тяга на рубеже веков. Москва, 2000, с. 105.129.

23. Хацкелевич A.A., Мугинштейн /I.A., Лисицын А.Л. Автоматизированная система для исследования режимов работы электровозов // Вестник ВНИИЖТ, 1982, №3, с. 14.19.

24. Мугинштейн Л.А., Лисицын А.Л. / Нестационарные режимы тяги (Сцепление. Критическая норма массы поезда). — М.: Интекст, 1996. — 176 с.

25. Приборно-модульные универсальные автоматизированные измерительные системы: Справочник / В.А. Кузнецов, В.Н. Строителев, Е.Ю. Тимофеев и др.; Под ред. В.А. Кузнецова. М.: Радио и связь, 1993. - 304 с.

26. Розенфельд В.Е., Исаев И.П., Сидоров H.H. Теория электрической тяги. -М.: Транспорт, 1983 328 с.

27. Технические требования. Моторвагонный подвижной состав. ВНИИЖТ, ВНИИЖГ, ВНИИУП // М. 2003. 190 с. Утверждены МПС России в 2003 г.

28. Правила тяговых расчетов для поездной работы/М.Транспорт,1985.288 с.

29. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте/ МПС России-1998.

30. Загребельский A.B., Кадышев С.А., Ребрик Б.Н. Стоимость жизненного цикла электровоза // Железнодорожный транспорт, 1998, №12, с.34.,36.

31. Бизнес-план проекта «Внедрение нового электроподвижного состава в пригородном сообщении»/ Б.И. Хомяков, В.Е. Плисецкий, М.Х. Станецкий, и др. ВНИИЖТ, Москва, 2003, 24 с.

32. Методика определения расхода электроэнергии на отопление пассажирских вагонов / В.А. Жариков, Б.Н. Китаев, Л.В. Разаренова // ВНИИЖГ, Москва «Транспорт», 1994. 24 с.

33. Steller G. Entwicklung neuer S-Bahn Triebzuge fur die Berliner Verkers-Betriebe (BVB) / Elektrische Bahnen, 1986, 84, №4,107.118.

34. Методика определения рационального соотношения моторных и прицепных вагонов пригородных электропоездов постоянного тока / Хомяков Б.И., Назаров О.Н., Белокрылин А.Ю., Меркушев С.И. // Вестник ВНИИЖТ, 1993, №6, с. 21.26.

35. Назаров О.Н. Очередность освоения пригородных электропоездов разных поколений / Железнодорожный транспорт, 1993, № 10, с. 40.44.39 «Транспорт электрифицированный с питанием от контактной сети. Ряд напряжений» ГОСТ 6962-75

36. Об эффективности рекуперативного торможения на электропоездах ЭР2Р, ЭР2Т / O.K. Филиппов, Б.И. Хомяков, А.Ю. Белокрылин, С.И. Меркушев, О.Н. Назаров // Локомотив, 1993, № б, С.18.19.

37. Капустин Л.Д. Электропоезда с электрическим торможением / М., Транспорт, 1971 — 216 с.

38. Эксплуатация электропоезда ЭР29: первые результаты / Хомяков Б.И., Меркушев С.И., Назаров О.Н., Белокрылин А.Ю. // Локомотив, 1992. № 5, С.17.19.

39. Сопротивление движению железнодорожного подвижного состава / П.Н. Астахов // Труды ВНИИЖТ, выпуск 311, 1966. стр. 33.34, 71, 115.116.

40. Расход электроэнергии электропоездом ЭР29 / Б.И. Хомяков, О.Н. Назаров, А.Ю. Белокрылин, Б.А. Фомин // Вестник ВНИИЖТ, 1992, №5, С.38.41.

41. К оценке энергетической эффективности перспективных пригородных электропоездов постоянного тока./ Назаров О.Н. // Вестник ВНИИЖТ, 1998, №6, С.35.39.

42. Анализ работы хозяйства электроснабжения в 2002 г. // ЦЭ МПС РФ, Москва, 2003г.

43. Анализ работы хозяйства электроснабжения в 2003 г. // ОАО «Российские железные дороги», Департамент электрификации и электроснабжения, Москва, 2004 г.