WWW.KONFERENCIYA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Конференции, лекции

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВОЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

УнИКС-2009

Сборник студенческих докладов

по результатам конференции

ИРКУТСК

2009

1

УДК 378(061)

ББК 74.58

У 59

Печатается по решению

Редакционно-издательского совета ИрГУПСа Редакционная коллегия: С.А. Козлова (отв. редактор) А.М. Худоногов Т.А. Булохова В.В. Третьяков О.В. Мельниченко УнИКС-2009: сборник студенческих докладов по результатам конференции. – У 59 Иркутск: ИрГУПС, 2009. – 176 с.

ISBN 978-5-98710-088- В сборнике приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований по актуальным проблемам наук

и и техники, представленные в докладах на конференции «УнИКС-2009».

ISBN 978-5-98710-088-2 © Иркутский государственный университет путей сообщения, Уважаемый читатель!

Перед Вами научные труды студентов Университетского комплекса Иркутского государственного университета путей сообщения (ИрГУПС).

Сборник публикуется по итогам ежегодной университетской конференции студентов «УнИКС-2009». В нём представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований студентов университета, а также работы студентов Улан-Удэнского (УУИЖТ) и Читинского (ЗабИЖТ) филиалов ИрГУПС по актуальным проблемам науки и техники.

Основная цель конференции – повышение интереса к научноисследовательской работе как составной части подготовки специалистов.

Отбору научных работ на университетский уровень предшествовали проводимые в течение учебного года научно-практические конференции на кафедрах и факультетах. В работе «УнИКС-2009» действовали четыре крупных секции по техническим, экономическим, гуманитарным наукам и информационным технологиям. В сборнике представлено более пятидесяти статей.

Университет приветствует своих учащихся, углублённо занимающихся проблемами будущей профессии. Многие докладчики за свои содержательные сообщения на конференции были награждены дипломами и ценными подарками.

Редакция выражает надежду на то, что опубликованные работы расширят границы обсуждения представленных тем, вызовут интерес не только научной преподавательской и студенческой общественности Университетского комплекса ИрГУПС, но и других вузов.

Материалы сборника «УнИКС-2009» могут быть полезны студентам и преподавателям вузов как технической, так и гуманитарной направленности.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАБОТЫ УБЖД

В УСЛОВИЯХ КОЛЕБАНИЯ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМЫХ

ВАГОНОПОТОКОВ

Баясгалан Даваасурэн (гр. Д-04-1)

Научный руководитель – доцент Н.В. Власова Иркутский государственный университет путей сообщения Очевидна роль транспорта в экономическом развитии каждого государства отдельно и мировой экономики в целом. Принципиальное отличие транспорта как отрасли материального производства состоит в том, что его продукцией является деятельность по перемещению грузов и пассажиров. В процессе такой деятельности складываются различные отношения политического, экономического, технического, технологического и правового характера.

Однако в области железнодорожного транспорта в Монголии круг вопросов значительно шире, нежели осуществление грузовых и пассажирских перевозок. Это вопросы управления и развития транспорта, формирование и развитие международных транспортных коридоров, транзита, тарифного регулирования, обеспечение транспортной безопасности, техническое регулирование и т.д.

Объем экспортных и импортных грузов имеет важнейшее значение в развитии экономики любого государства. В зависимости от рода перевозимого груза в перевозочном процессе, в большинстве случаев, принимает участие несколько видов транспорта (смешанные перевозки).

Для Монголии, не имеющей прямого выхода к морю, железнодорожный транспорт служит основным средством перевозок. Объем транзитных грузов имеет важнейшее значение для УБЖД.

В современных условиях эксплуатации железных дорог улучшение экономических показателей работы транспорта может быть достигнуто путем совершенствования организации местной работы станций и участков.

В сложившихся условиях проведения экономических реформ значительные колебания в грузообороте и необходимость более точного учета экономических факторов, изменение в соотношении различных факторов в транспортных затратах предъявляют более высокие требования к выбору вариантов прокладки в графике движения местных поездов и организации сортировочных работ.

Появление резервов пропускной способности магистральных линий и образование запаса вагонов создадут новые возможности для удовлетворения потребностей предприятий страны в современном обеспечении перевозок грузов. В условиях повышения зарплаты локомотивным бригадам встала задача улучшения степени использования маневровых средств, применяемых в организации сортировочной работы на станции.

Сортировочные условия станций являются основными элементами, определяющими быстроту переработки вагонопотоков. Увеличение перерабатывающей способности горки – важный резерв сокращения простоя вагонов, а также обеспечение сроков доставки грузов. Интенсивность работы сортировочной горки по расформированию составов показывает непосредственное влияние на время нахождения вагонов в парке приема, накопления на путях сортировочного парка, а также уменьшение маневровой работы. Для улучшения технологического и технического урегулирования предлагается на станции Толгойт УБЖД строительство сортировочной горки малой мощности, что приведет к увеличению перерабатываемых вагонов и формирование из них категории поездов в соответствии с действующим планом формирования, осуществлять операции по пропуску поездов без переработки и с частичной переработкой, осмотр вагонов в техническом и коммерческом отношении; осуществлять смену локомотивов и локомотивных бригад, сортировку грузов, погрузку, выгрузку вагонов и обслуживать пути общего и необщего пользования.



КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ И КАЧЕСТВА ЭНЕРГИИ

В ТЯГОВОЙ СЕТИ ПРИ ИХ РАБОТЕ

Иркутский государственный университет путей сообщения В результате комплексного изучения вопросов электромагнитной совместимости системы «электровоз–контактная сеть», в работах ведущих ученых страны: Б.Н. Тихменев, В.А. Кучумов, А.Н. Савоськин, С.В. Власьевский, Ю.М. Кулинич, В.В. Находкин, Н.Н. Широченко [1, 2, 3, 4], появилась возможность повышать эффективность работы силовой схемы электровозов путем разработки других принципов управления тиристорными преобразователями. Как известно, вопросы повышения надёжности и эффективности работы технических средств электровозов всегда были актуальны и им уделялось особое внимание в многочисленных научных исследованиях [1, 2, 3, 4].

Искажение синусоидальной формы напряжения в контактной сети оказывает влияние как на эксплуатационные характеристики электровозов, так и на систему тягового электроснабжения. Так, высшие гармоники напряжения, генерируемые электровозом, приводят к появлению добавочных потерь в обмотках вспомогательных машин электровоза, что снижает их эксплуатационный ресурс. В силовом трансформаторе гармоники напряжения вызывают увеличение потерь на гистерезис, потерь, связанных с вихревыми токами в стали и потерь в обмотках, а также повышает затраты электроэнергии на тягу поездов [1].

Работа электровоза в типовом и предлагаемом режиме была смоделирована при помощи программы OrСad 15.7. Модель электровоза представляет собой приближенную к реальным условиям схему.

Анализируя данным образом работу электровоза на четвертой зоне регулирования в особо неблагоприятных условиях (при работе электровоза в вынужденных режимах системы электроснабжения), получена следующая диаграмма напряжения контактной сети (рис. 1).

Сетевое напряжение, кВ Рис. 1. Диаграмма напряжения в контактной сети, при часовом режиме работы ТЭД на 3,5 (р = 90) зоне регулирования напряжения ВИП Одним из средств повышения надёжности электрооборудования в эксплуатации и уменьшения амплитуды, коммутационных и послекоммутационных колебаний предлагается разработанный способ управления ВИП, использующий алгоритм одновременной коммутации токов тиристоров с применением диодного плеча, включенного параллельно цепи выпрямленного тока [4].

Этот алгоритм управления состоит в том, что подача нерегулируемых импульсов управления с фазой 0 осуществляется одновременно в каждом полупериоде напряжения на тиристоры плеч, участвующие в создании данной зоны. Диодное плечо, включенное параллельно цепи выпрямленного тока, служит для разряда энергии, накопленной в тяговых двигателях и сглаживающем реакторе при смене полярности питающего напряжения без отдачи ее во внешнюю сеть и полезно используемой в тяговых двигателях.

Однако, используя данный алгоритм управления, задачу улучшения качества напряжения в контактной сети удалось решить только при протекании основной коммутации тока тиристоров плеч ВИП, а при фазовом регулировании на каждой зоне (дополнительной коммутации при управлении импульсами р) свободные колебания остались без изменения/ напряжения питающей сети, особенно при р = 90 эл. град.

Техническим решением стал способ разнофазного управления (РФУ), предложенный сотрудниками Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) [2, 3], заключающийся в разнесении во времени начал, а также окончаний коммутации различных групп преобразователей (на 8–9 эл. град. по углам 0 и р). В теории это должно было позволить снизить вынужденный бросок напряжения при включении и выключении каждой группы преобразователей и амплитуду свободных колебаний напряжения на токоприемнике. Однако вследствие различия параметров тяговой сети, меняющегося удаления электровоза от шин тяговых подстанций, а также влияние коммутационных колебаний прошлого периода, частота свободных колебаний напряжения на токоприемнике электровоза постоянно изменяется. В связи с этим происходит только частичное гашение свободных колебаний напряжения. Именно это и послужило причиной разработки адаптивной системы автоматического управления РФУ ВИПов электровоза.

Созданная адаптивная система разнофазного управления ВИП электровоза позволит независимо от места расположения электровоза на фидерной зоне (изменения параметров контактной сети) максимально выполнять функцию значительного снижения гармоник, соответствующих частотам этих колебаний.

Функциональная схема адаптивной системы автоматического управления, представлена на рисунке 2.





При использовании представленных выше способов, можно ожидать существенного снижения колебаний и искажений напряжения в контактной сети (рис. 3).

Сетевое напряжение, кВ 1. Тихменев Б.Н., Кучумов В.А. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями – М. : Транспорт, 1988. – 311 с.

2. Кучумов В.А., Находкин В.В., Широченко Н.Н. Технико-экономические показатели тиристорных электровозов переменного тока с разнофазным управлением // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. – 1987. – № 3. – С. 15–18.

3. Кулинич Ю.М., Находкин В.В., Широченко Н.Н., Кучумов В.А., Штибен Г.А.

Испытания электровоза ВЛ85 с разнофазным управлением выпрямительно-инверторными преобразователями // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектноконструкторского института электровозостроения. – 1986.– № 4. – С. 23–26.

4. Власьевский С.В., Скорик В.Г., Мельниченко О.В. Улучшение формы напряжения контактной сети при работе электровозов с тиристорными выпрямителями // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. – 2007. – № 5. – С. 42–47.

РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА, ИСКЛЮЧАЮЩЕГО

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПЕРЕГРУЗКИ СГЛАЖИВАЮЩИХ

РЕАКТОРОВ ЭЛЕКТРОВОЗА С МИНИМАЛЬНЫМИ ПОТЕРЯМИ

ТЯГОВЫХ СВОЙСТВ

Научные руководители – доцент О.В. Мельниченко, ассистент Е.В. Чупраков В эксплуатируемом парке отечественных электровозов однофазного переменного тока железных дорог ОАО «РЖД» для сглаживания пульсаций выпрямленного тока в цепи тяговых двигателей применяются сглаживающие реакторы (СР).

По проведенному анализу и данным статистики только в локомотиворемонтном депо ст. Нижнеудинск ежегодно выходят из строя не менее 20 сглаживающих реакторов в год. Основной причиной выхода из строя является перегрев обмоток с последующим возгоранием СР и всего электровоза, что часто приводит к исключению подвижного состава из инвентарного парка из-за невозможности восстановления.

Основным недостатком используемой системы охлаждения является неравномерность распределения охлаждающего потока на различные участки СР (рис. 1). Наиболее напряженными точками, характеризующимися максимальной температурой, являются третьи, четвертые и пятые витки от краев катушки, что подтверждается большим количеством их отгаров в эксплуатации.

Данная проблема прогрессирует из-за того, что в настоящее время на электровозах отсутствует контроль температурного состояния СР. В случае возникновения аварийного режима происходит неконтролируемый перегрев конструктивных элементов СР, приводящий в большинстве случаев к возгоранию и последующему отказу.

Рис. 1. Распределение температуры по длине обмотки при существующей системе охлаждения сглаживающего реактора в условиях эксплуатации 1 – магнитопровод; 2 – катушка реактора; 3 – боковина правая; 4 – боковина левая;

5 – шпилька; 6 – стеклопласт. кожух правый; 7 – стеклопласт. кожух левый; 8 – уголок;

9 – пластина; 10 – выводной шунт; 11 – изолирующая прокладка Для исключения возгорания сглаживающих реакторов предлагается непрерывный температурный контроль, с использованием датчиков дистанционного измерения температуры. Посредством разработанной программы, интегрированной в МСУД, происходит обработка сигналов с датчиков и снижение тягового тока именно той группы ТЭД, где имеет место предельная температура сглаживающего реактора (принцип селекции).

На рис. 2 показана упрощенная силовая цепь выпрямленного тока с электронной системой слежения за предельной температурой сглаживающих реакторов электровоза в эксплуатации.

Рис. 2. Упрощенная силовая цепь выпрямленного тока с электронной системой слежения за предельной температурой сглаживающих реакторов электровоза На каждый сглаживающий реактор устанавливается датчик температуры, чувствительный элемент которого направлен на крайние витки реактора. Блок микропроцессорного контроллера БМК-036 опрашивает датчики каждой группы по очереди. С датчиков сигнал о температуре сглаживающих реакторов подается в блок ИЛИmax, в котором сигнал сравнивается с допустимым. При превышении температуры какого-либо реактора над допустимой (например, СР 2-й группы двигателей) сигнал подается в блок аналого-цифровых преобразователей БАЦП-038, который содержит схему обработки аналоговых сигналов датчиков температуры. Далее сигнал попадает в блок микропроцессорного контроллера БМК-036, в котором логическая обработка и вычислительные операции реализуются программными методами. Формирование сигналов 1…8 в БМК-036 для ВИП 1-ой и N-ой группы двигателей происходит в соответствии с хранящимся в постоянной памяти микроконтроллера алгоритмом в стационарном режиме.

А для 2-ой группы сигналы 1…8 (в зависимости от зоны регулирования) формируются таким образом, чтобы снизить угол регулирования р.

Сформированные в БМК-036 сигналы усиливаются в блоках выходных усилителей БВУ-997(998,99N) и попадают на системы формирования импульсов СФИ и на плечи ВИП. После того как температура аварийного сглаживающего реактора восстановится до допустимого значения, ведение поезда будет происходить в обычном режиме.

Селективность управления ВИП в аварийных режимах сглаживающих реакторов будет осуществляться с помощью логических ключей, которые представлены на рис. 3.

Рис. 3. Цепи управления ВИП электровоза с модифицированным МСУД при аварийных режимах работы сглаживающих реакторов При следовании локомотива в обычном режиме логические ключи К1, К3 замкнуты, а К2, К5 и К4 разомкнуты, формирование сигналов 1…8 для всех ВИП происходит одинаково. При возникновении перегрева (например, СР 2-й группы двигателей), ключ К3 остается замкнутым, а ключ К1 размыкается и замыкается ключ К2. Таким образом, формирование сигналов 1-ой и N-ой групп происходит одинаково в стационарном режиме. А для аварийной 2-ой группы формирование сигналов направлено на снижение угла регулирования тиристоров плеч ВИП.

При снижении тягового тока именно той группы ТЭД, где имеет место предельная температура сглаживающего реактора с последующим восстановлением тяговой нагрузки, осуществляется охлаждение СР с минимальными потерями тяговых свойств всего электровоза.

Данное решение проблемы позволит:

– исключить возгорание сглаживающего реактора;

– уменьшить вероятность возникновения возгорания всего электровоза;

– снизить риск угрозы здоровью и жизнедеятельности локомотивной бригады;

– повысить надёжность подвижного состава;

– снизить вероятность аварийной остановки подвижного состава на

ФРАКТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ПРИРОДЫ И ТЕХНИКИ

Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Б.П. Корольков Иркутский государственный университет путей сообщения Представьте себе, что мы находимся в океане на острове и длину побережья требуется вычислить. То, что она бесконечна, этого не может понять здравомыслящий человек. И окажется неправ. Рис. показывает, как можно построить фигуру c неизбежным возрастанием длины берега до.

Рис. 1. Несколько первых шагов в последовательности, приводящей к построению острова Кох, который имеет ограниченную площадь На первом шаге берем обычный равносторонний треугольник (рис.1, первый шаг). Потом на каждой стороне достраиваем по треугольнику, сторона которого в три, а значит, площадь в девять раз меньше, чем у исходного. И так далее. То, что получится после бесконечного количества таких шагов, называется островом Кох. Почему его побережье бесконечно? Это очень просто. На втором шаге периметр фигуры увеличился в 4/3 раза. А на n-ом шагу периметр увеличится в (4/3)n, при n стремящемся к бесконечности, периметр тоже стремится к бесконечности, но при этом площадь острова конечна. Еще остров Кох обладает особенностью: при увеличении мы вновь и вновь видим одну и ту же картину. Эта особенность называется масштабной инвариантностью. Остров Кох получил название фрактал.

Фракталов много. Первый пример фрактала придумал классик математического анализа Вейерштрасс еще в XIX веке. Термин «фрактал»

был введён Бенуа Мандельбротом в 1975 году и получил широкую популярность с выходом в 1977 году его книги «Фрактальная геометрия природы». Определение фрактала, данное Мандельбротом, звучит так: «Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому». Фрактал (лат. fractus – дробленый, состоящий из фрагментов) – термин, означающий геометрическую фигуру, обладающую свойством самоподобия, то есть составленную из частей, каждая из которых подобна всей фигуре. Окружающая нас природа насквозь фрактальна (листья и сучки деревьев, облака и т.п.) Следует отметить, что слово «фрактал» не является строгим термином и не имеет общепринятого строгого математического определения.

Оно может употребляться, когда рассматриваемая фигура обладает какими-либо из перечисленных ниже свойств:

• инвариантной структурой на всех масштабах, в этом отличие от регулярных фигур (таких, как окружность, эллипс, куб). Структура фракталов лишь в идеале самоподобна, а в реальной природе – приближенно самоподобна;

• дробной метрической размерностью, превосходящую привычную нам топологическую (точка – 0, линия – 1, плоскость – 2, • может быть построена при помощи простой рекурсивной процедуры, что я и проделал (рис. 2):



Похожие работы:

«ООО Научно-производственная фирма Нитпо СБОР, ПОДГОТОВКА И ТРАНСПОРТИРОВКА УГЛЕВОДОРОДОВ – 2012 Сборник докладов Международной научно-практической конференции Сочи, Краснодарский край 19 – 24 марта 2012 г. Краснодар 2012 УДК 622.691; 622.692; 622.276.8; 622.279.8 ББК 33.361; 33.362 Под редакцией: В.М. Строганова, Д.М. Пономарева, А.М. Строганова Сбор, подготовка и транспортировка углеводородов - 2012: Сб. докл. Международной научнопрактической конференции. Сочи, Краснодарский край, 2012 г. /...»

«ИЗыСКАНИЯ, ГЕНПЛАН И ТРАНСПОРТ Опыт пРОЕктИРОвАНИя АвтОмОбИльНых ДОРОг в autoCaD Civil 3D проектирование переходно-скоростных полос, уширения проезжей части для автобусной остановки, пересечения автодорог разных категорий в одном уровне. Введение передач и распределительных подстанций проектных работ. В частности, запроразличного напряжения. ектировать: Компания CSoft всегда рада встречаться фрезеровку существующего покрыВ 2007 году компания приобрела прос нашими пользователями на семинарах,...»

«ООО Научно-производственная фирма Нитпо Надежность Оперативность Качество Сбор, подготовка и транспортировка углеводородов - 2013 Сборник докладов Международной научно-практической конференции Сочи, Краснодарский край 25 – 30 марта 2013 г. Краснодар 2013 ООО Научно-производственная фирма Нитпо СБОР, ПОДГОТОВКА И ТРАНСПОРТИРОВКА УГЛЕВОДОРОДОВ – 2013 Сборник докладов Международной научно-практической конференции Сочи, Краснодарский край 25 – 30 марта 2013 г. Краснодар 201 УДК 622.691; 622.692;...»

«УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК Дом учёных им. М. Горького РАН АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ПОЛЬША Отделение в Познани ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СТАНКИН МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ В ЩЕЦИНЕ ЗАПАДНО-ПОМОРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АНАЛИЗ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И НА ТРАНСПОРТЕ Труды XIV Международной научно-практической конференции молодых учёных, студентов и аспирантов Санкт-Петербург...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТА ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ Сборник трудов Четвертой Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых факультетов Транспортные системы и Системы обеспечения транспорта 25–26 апреля 2013 г. Часть 1 ИРКУТСК 2013 1 УДК 629.4.015 +625.1.03. ББК 74.58 П 78 Рекомендовано к изданию редакционным советом ИрГУПС Редакционная коллегия: А.А. Пыхалов, д.т.н.,...»









 
2014 www.konferenciya.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Конференции, лекции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.