W pracy zostały opisane podstawowe zagadnienia związane z pomiarami pola magnetycznego zmiennego w elektrycznych pojazdach trakcyjnych w odniesieniu do obowiązujących norm i przepisów. Szczegółowo omówiono technikę pomiarów pola magnetycznego oraz problematykę poprawności ich wykonywania i oceny. Przeprowadzone badania pól magnetycznych generowanych przez wybrane pojazdy trakcyjne wykazały, że wskazane jest doprecyzowanie wymagań prawnych w odniesieniu do tramwajów.
EN
The paper describes the basic issues related to the measurements of alternating magnetic field in electric traction vehicles in relation to the applicable standards and regulations. The technique of magnetic field measurements and the problem of their correctness and evaluation are discussed in detail. Conducted research on magnetic fields generated by selected traction vehicles showed that it is advisable to clarify legal requirements with respect to trams.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zagadnienia związane z badaniami odbieraków prądu instalowanych na elektrycznych pojazdach trakcyjnych w odniesieniu do obowiązujących norm i przepisów. Omówiono tematykę pomiarów nacisku statycznego i zaprezentowano skonstruowane stanowisko pomiarowe do badań statycznych odbieraków prądu. Przedstawiono i omówiono charakterystyki statyczne dla wybranych pantografów. Badania przeprowadzono zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 50206-1:2010.
EN
The article presents issues related to testing current collectors installed on electric traction vehicles in relation to the applicable standards and regulations. The subject of static contact force measurements is discussed and a constructed measuring stand for testing static current collectors is presented. The static characteristics for selected pantographs were presented and discussed. The tests were carried out in accordance with the requirements of the PN-EN 50206-1: 2010 standard.
Celem niniejszego referatu jest przedstawienie wymagań jakie powinny być spełnione, aby urządzenia elektryczne i elektroniczne nie emitowały nadmiernych poziomów zaburzeń elektromagnetycznych w pokładowej sieci zasilającej niskiego napięcia kolejowych pojazdów trakcyjnych. Przykładem, którym posłużono się w niniejszym referacie będzie urządzenie radiowe końcowe w postaci radiotelefonu pociągowego zgodnego ze standardami polskiego zarządcy infrastruktury kolejowej PKP PLK. W referacie omówiono metody eliminacji zaburzeń przewodzonych przy wykorzystaniu dedykowanego filtra eliminującego zaburzenia przewodzone pochodzące od zainstalowanego radiotelefonu pociągowego.
EN
The purpose of this paper is to present the requirements that must be met in order for electrical and electronic equipment does not emit excessive levels of electromagnetic disturbances in the ship's low-voltage rail traction vehicles. An example, which are used in this paper is the radio terminal device as a train radio according with the technical standards infrastructure manager PKP PLK. The paper discusses methods of eliminating conducted disturbances using a dedicated filter to eliminate conductive disturbances from the installed train radio.
The paper presents a significant problem related to reasonable use of electric power by the Polish railway. A general principle serving for developing an energy balance is presented, particularly with reference to the traction vehicles. The use of specific energy consumption is emphasized, that enables comparing similar types of railway vehicles. The factors affecting the energy efficiency of the rail system are specified. In conclusion, the future measures allowing to improve this efficiency are itemized.
PL
W artykule przedstawiony został istotny problem związany z racjonalnym wykorzystaniem energii elektrycznej przez polską kolej. Przedstawiona została ogólna zasada tworzenia bilansu energetycznego, a także jej odniesienie do pojazdów trakcyjnych. Podkreślono stosowanie jednostkowego zużycia energii jako narzędzia do porównania podobnego rodzaju pojazdów kolejowych. Zestawione zostały czynniki wpływające na efektywność energetyczną systemu kolei. Na zakończenie artykułu podano kierunki działań mających poprawić tę efektywność.
The article presents basic information on the current situation related to the basic elements of non-electrified railway transport, which are railway lines and traction vehicles. Data on the situation in a highly industrialized country such as the USA and in Poland are given in the first part. Then it is presented the numerical data, location concentration and a map of the location of non-electrified lines as well as general information about diesel vehicles. The next point of the article discusses the carried out and planned purchases and modernization of diesel railway vehicles. The second, following part of the article presents data on the development plans for the non-electrified rail network and describes the selected information about possible sources of financing the activities for non-electrified railway transport, such as purchases and modernization of rolling stock and networks. The following text is a continuation of the article with the same title, published in the quarterly journal Rail Vehicles No. 2/2020.
PL
W artykule przedstawiono podstawowe informacje na temat aktualnej sytuacji związanej z podstawowymi elementami niezelektryfikowanego transportu kolejowego, jakimi są linie kolejowe i pojazdy trakcyjne. W części pierwszej podano dane dotyczące sytuacji w wysoce uprzemysłowionym państwie jakim jest USA i w Polsce. Dalej przedstawione została dane liczbowe, koncentracja lokalizacji i mapka rozmieszczenia linii niezelektryfikowanych oraz ogólne informacje o pojazdach spalinowych. W kolejnym punkcie artykułu omówione zostały realizowane i planowane zakupy oraz modernizacje kolejowych pojazdów spalinowych. W drugiej, poniższej części artykułu przedstawione zostały dane o planach rozwoju niezelektryfikowanej sieci kolejowej oraz opisano wybrane informacje o możliwych źródłach finansowania działań na rzecz niezelektryfikowanego transportu kolejowego, takich jak zakupy i modernizacje taboru i sieci. Tekst jest kontynuacją artykułu pod tym samym tytułem, zamieszczonym w kwartalniku Pojazdy Szynowe nr 2/2020.
The article presents the basic information about the current situation related to the basic elements of non-electrified railway transport, which are railway lines and traction vehicles. Data concerning the situation in a highly industrialized country like the USA and in Poland are given. The further part presents the numerical data, location concentration and a map of arrangement of non-electrified lines, as well as general information about diesel vehicles. The next part of the article discusses the ongoing and planned purchases and modernizations of railway diesel vehicles. An important part of the article are data about development plans of the non-electrified railway network in Poland. The last part of the article describes the selected information about costs related to activities for non-electrified railway transport, such as purchases and modernization of rolling stock and networks.The second part of the article will be published in the next issue of quarterly Rail Vehicles.
PL
W artykule przedstawiono podstawowe informacje na temat aktualnej sytuacji związanej z podstawowymi elementami niezelektryfikowanego transportu kolejowego, jakimi są linie kolejowe i pojazdy trakcyjne. Podano dane dotyczące sytuacji w wysoce uprzemysłowionym państwie jakim jest USA i w Polsce. W dalszej części przedstawione została dane liczbowe, koncentracja lokalizacji i mapka rozmieszczenia linii niezelektryfikowanych oraz ogólne informacje o pojazdach spalinowych. W kolejnej części artykułu omówione zostały realizowane i planowane zakupy oraz modernizacje kolejowych pojazdów spalinowych. Istotną częścią artykułu są dane o planach rozwoju niezelektryfikowanej sieci kolejowej w Polsce. W ostatniej części artykułu opisano wybrane informacje o kosztach związanych z działaniami na rzecz niezelektryfikowanego transportu kolejowego, takich jak zakupy i modernizacje taboru i sieci. Druga część artykułu zostanie opublikowana w kolejnym numerze kwartalnika Pojazdy Szynowe.
Przedstawiono analizę impedancji z pełnego przejazdu lokomotywą przekształtnikową dla wybranych częstotliwości w aspekcie zakłóceń w sieci trakcyjnej – dla przykładowego filtra wejściowego.
EN
The analysis of the impedance from the whole journey of the converter locomotive for selected frequencies in the aspect of disturbances in the catenary is presented – for an example of the input filter.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wymagania stawiane transformatorom oraz elementom indukcyjnym pracującym w przetwornicach zasilających pojazdy szynowe. Omówiono wybrane rozwiązania konstrukcyjne i technologiczne stosowane przy produkcji transformatorów i dławików pracujących w trudnych i specyficznych warunkach kolejowych. Firma TRAFECO Sp. j. posiada w ofercie transformatory i elementy indukcyjne przeznaczone do pracy w trakcji kolejowej, tramwajowej i trolejbusowej.
W artykule omówiono skoordynowaną organizację miejskiego ruchu kilku tramwajów poruszających się zgodnie z kryterium minimalnego zużycia energii. Wszystkie tramwaje wyposażone były w trójfazowe silniki indukcyjne. Uwzględniony został wpływ sygnalizacji świetlnej na skrzyżowaniu przy formułowaniu procedury jazdy energooszczędnej. Najpierw podano przykład takiej jazdy trzech tramwajów, gdy sygnalizacja świetlna zapewniła wszystkim pojazdom przejazd przy zielonym świetle, a więc bez żadnego oczekiwania. Zostały również przeanalizowane dwa przypadki, gdy sygnalizacja świetlna spowodowała krótki oraz długi postój tramwaju. Pokazano, że w przypadku długich nieplanowych postojów likwidowanie opóźnienia wymaga odpowiedniego zaplanowania dalszej jazdy z większą prędkością na kilku kolejnych odcinkach jazdy.
EN
The paper deals with the coordinated organization of city ride of some trams running in accordance to the criterion of the minimum energy use. All trams were driven by three-phase induction motors. The influence of light signalling on the crossing has been taken into account at elaboration of the procedurę of the energy-saving traffic. First the ride of three trams was described at green light for every vehicle and here no waiting was necessary. There were also analysed two variants of disturbances caused by the light signalling: additional short and long tram stop because of the red light. For greater time lags of the traffic, the ride delay must be liquidated during the quicker run between some successive stops; the ride algorithm ought to ensure the minimum energy use.
Electric traction vehicles cooperating with a 3kV DC traction system and equipped with drive systems based on voltage source inverters are the most significant sources of disturbances for a railway signalling system. Every traction vehicle to be authorised for operation on railway lines must fulfil the limits imposed on current harmonics magnitudes and those provided by railway operators. The solution introduced for prototypes of most modern traction drives is to replace the two-level inverters with three-level topology. Therefore, it is essential to establish the influence of the new solution on the railway signalling system. This paper presents a comparative analysis between simulation results delivered for two and three-level traction drive system regarding generation of disturbing current harmonics. Two types of VSI modulation techniques were taken under consideration: sinusoidal PWM (SPWM) and a new one, proposed by the authors, based on selective harmonic elimination (SHE). Furthermore, the authors presented application of one of the SHE based optimization techniques for shaping the EMU’s (electric multiple unit) DC side input current harmonics spectrum in order to meet the required limits. The described technique is based on off-line generation of a set of solutions for each of the VSI operating points and selection of the best solution for the assumed criteria. The applied simulation models and the concept of SHE control were verified in a laboratory by means of a low-power drive stand. Using the three-level inverter in traction drives system results in less current harmonics than using two-level topology without modification of the modulation technique. Thus, it does not guarantee fulfilling all limits assumed in this paper. The proposed modulation technique allows for fulfilling the limits, and the technical implementation of the proposed technique in a traction drive system will be considered in future studies.
Przewozy kolejowe charakteryzują się zmiennym zapełnieniem składu wagonów, co znacznie utrudnia wyznaczenie parametrów optymalnych pojazdu trakcyjnego dla takich przewozów. Można jednak wyznaczyć parametry optymalne pojazdu trakcyjnego dla zmiennego zapełnienia składu wagonów wówczas, jeżeli do zadania jazdy dołączymy probabilistyczny model mas wagonów w analizowanym przedziale czasu.
EN
The rail transport is characterized by changeable of composition of wagons what much appointing optimum parameters of the traction vehicle. It is possible however to appoint optimum parameters of the traction vehicle for changeable e composition of train, if we join the probabilistic model of masses of wagons to setting the ride in the analysed period of the time. Article describes such method.
W artykule przedstawiono klasyfikację i przyczyny najczęściej występujących uszkodzeń węglowych nakładek stykowych pantografów eksploatowanych na polskich liniach kolejowych wraz z identyfikacją przyczyn ich występowania. W artykule wskazano na najbardziej istotne elementy utrzymania odbieraków prądu, które są najczęstszą przyczyną nie tylko usterek odbieraków prądu i sieci trakcyjnej, ale również przyspieszonego zużycia współpracujących elementów i wysokich kosztów eksploatacji pojazdów trakcyjnych.
EN
The article presents the classification and the most common causes of pantographs carbon plates damage operated on Polish railways with identification of the causes of their occurrence. The article pointed out the most important elements of the maintenance of current collectors, which are the most common cause of not only the fault current collector and catenary, but they also cause accelerated wear of components and generate high operating costs of railway transport.
W artykule przedstawiono problem zastosowania liczników zużycia energii elektrycznej w wybranych zespołach trakcyjnych prądu stałego. Autorzy przedstawili ogólne warunki i wymogi zastosowania takiego rozwiązania w krajowym systemie kolejowym. Podali przykłady pomiarów zużycia energii z jazd próbnych oraz eksploatacyjnych pojazdów EN57. Przedstawiono analizę uzyskanych wyników wraz z sugestiami sposobów zmniejszenia zużycia energii elektrycznej przez pojazdy trakcyjne.
EN
In this paper the problem of the use of DC electricity meters in selected train sets is presented. General conditions and requirements for using this solution in the Polish Railways have been presented. The authors gave examples of electricity consumption measurements for EN57 vehicle in test conditions as well as in operational conditions. An analysis of the obtained results and suggested ways to reduce electricity consumption by the train sets was presented.
W artykule przedstawiono dodatkowe kryteria wytrzymałościowe, decydują- ce o bezpieczeństwie zestawów kołowych pojazdów trakcyjnych oraz tocznych. Kryteria te obowiązują dla przeprowadzonego prawidłowego montażu zestawu kołowego. Przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat drgań skrętnych oraz giętnych zestawu kołowego. Omówiono również kryteria, decydujące o wytrzymałości statycznej i zmęczeniowej złącza wtłaczanego.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A simplified model of a rail vehicle - electric locomotive, with particular emphasis on wheelrail cooperation model, is presented. The principles of detecting the slip and algorithms that detect and eliminate the slip, both during acceleration and braking using dump valves are presented. Two anti-slip system simulation models, implemented in Matlab Simulink are described taking into account each subsystem model. The following models of hardware and software subsystems are described: the rotational speed sensors, the dumping valves and the subsystem determining the reference speed. The study program, simulation results, analysis and conclusions are presented.
PL
Przedstawiono uproszczony model pojazdu szynowego – lokomotywy elektrycznej, ze szczególnym uwzględnieniem modelu współpracy koła z szyną. Zaprezentowano zasady wykrywania poślizgu oraz opisano algorytmy wykrywania i likwidacji poślizgu, zarówno przy rozruchu, jak i przy hamowaniu z udziałem zaworów upustowych. Opisano modele symulacyjne obu układów przeciwpoślizgowych zaimplementowane w środowisku Matlab Simulink® z uwzględnieniem modeli poszczególnych podsystemów. Nakreślono modele podsystemów sprzętowych: model czujników obrotowo-impulsowych i zaworów upustowych oraz modele podsystemów programowych: podsystemu wyznaczania prędkości referencyjnej. Opisano program prób i badań obu układów. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych oraz analizę eksperymentów symulacyjnych wraz z wnioskami.
W celu oszczędzania energii w pojazdach – samochodach, trolejbusach, tramwajach, metrze – stosowane są coraz powszechniej zasobniki wykonywane z akumulatorów litowych, superkondensatorów. Są one montowane również stacjonarnie w podstacjach trakcyjnych. Przy zasilaniu trakcji kolejowej wyznaczenie oszczędności energii jest trudne. Ocenę stosowania zasobnika należy oprzeć na wyznaczaniu ilości oszczędzonej energii; trzeba dobrać parametry koniecznego zasobnika w danej podstacji trakcyjnej. Artykuł przedstawia metodę obliczeń oszczędności energii elektrycznej po zastosowaniu zasobnika z superkondensatorem lub akumulatorem chemicznym w kolejowej podstacji trakcyjnej systemu 3 kV DC. Wykorzystane są charakterystyki pojazdów trakcyjnych, charakterystyki układu zasilania i rozkłady jazdy. Wymagane są obliczenia dla układu zasilania,, chwilowego położenia i stanu wszystkich pojazdów w obszarze zasilania. Potrzebne jest również uwzględnienie wzajemnego oddziaływania pojazdów między sobą i ich współpracy z układem zasilania. Przeprowadzona została analiza efektów energetycznych dla linii jednotorowej dla zasobnika z superkondensatorem i akumulatorem litowym.
Przetwornice statyczne pojazdów trakcyjnych charakteryzuje szeroki zakres parametrów znamionowych oraz różnorodność układów elektrycznych, do których muszą być dostosowane transformatory obniżające napięcie. Wynika z tego rozmaitość rozwiązań konstrukcyjnych transformatorów oraz konieczność ich indywidualnego projektowania. W artykule przedstawiono teoretyczne i praktyczne aspekty konstruowania transformatorów.
XX
Electrotechnical Institute has been conducting research and design of transformers with nominal frequency greatly exceeding 50 Hz. Over 30 types of transformers were designed and built by the institute. This paper was elaborated basing on acquired experience in and the research results. Basing on the laws of electric machines growth, dependencies of size, mass, losses and efficiency on nominal frequency were derived. It was shown that raising the nominal frequency by multiple factor does not give much benefit. It was shown that, for the transformer mass decrease, the key factor is dissipation of magnetic materials, construction and technology of production of the core. Table 3 contains parameters of nine types of transformers designed and built in the institute. High efficiency was obtained, and in case of nanocrystalline cores, exceptionally small mass of the transformers. This paper contains practical advices and remarks regarding construction and method of production of the transformers. Brief description of the research conducted in the Electrotechnical Institute was presented. Sample results of the dissipation of several types of cores were presented.
Kolejowe obiekty ruchome – takie jak lokomotywy elektryczne, elektryczne zespoły trakcyjne, wagony pasażerskie – stanowią specyficzne i złożone środowisko elektromagnetyczne. Pracujące w tym środowisku urządzenia nie powinny wpływać wzajemnie na siebie, a w szczególności urządzenia elektryczne zasilane napięciem 3 kV DC nie powinny wprowadzać nadmiernych zaburzeń elektromagnetycznych. Chodzi przede wszystkim o zaburzenia radioelektryczne w portach pokładowej sieci zasilania niskiego napięcia stałego DC i przemiennego AC, portach związanych z bateriami akumulatorów, portach pomiarowych i sterowania, służących do zasilania urządzeń elektronicznych, oraz portach komunikacji i sygnalizacji pojazdu.
EN
The paper shows the main sources of radio disturbance occurringin the on-board powersupply. Discusses the methodology of measurements and includes a examples ofthe results ofnormative measurements before installing a filter to eliminate excessive levels of disturbance and after installation. Presented in the paper the results show the effectiveness ofthe used filter and decrease the emission values disorders conducted by about 40 dB. The result so obtained by indivldual approach to problem-values overruns board approved levels in low-voltage network supply. Presents the problem of rolling stock testing on emissions conducted disturbances in the on-board Iow voltage power supply with respect to the maximum levels contained in the standards.
W referacie przedstawiono zagadnienie dotyczące metod pomiarów impedancji wejściowej pojazdu trakcyjnego wyposażonego w przekształtniki energoelektroniczne, której charakterystyka w funkcji częstotliwości może służyć do oceny spełniania określonych wymagań w celu ograniczenia możliwości wystąpienia zakłóceń w poprawnej pracy obwodów torowych wchodzących w skład systemów sterowania ruchem kolejowym. Istnieją sytuacje, w których wartość impedancji wejściowej pojazdu trakcyjnego zmienia się w szerokim zakresie. Z tego powodu za zasadne należy uznać prowadzenie szczegółowych badań, w tym symulacyjnych oraz pomiarów, ułatwiających prawidłowy dobór parametrów i konfiguracji obwodu głównego pojazdu już na etapie jego projektowania.
EN
The paper presents the problem of measurements of an input impedance of a traction vehicle equipped with power electronic converters, whose frequency characteristic may be applied to assess the level of fulfilling certain requirements, so to limit the possibility of disturbances in the proper functioning of track circuits that are a part of railway traffic control systems. There could appear cases, in which the value of the input impedance of a traction vehicle changes considerably. Therefore, it should be regarded as justified to conduct detailed studies, including simulation and measurements, which would facilitate selection of appropriate parameters and configuration of a vehicle’s main circuit already at the vehicle’s prototype design stage.
Współczesne układy elektryczne często są zasilane ze źródeł napięcia odkształconego pochodzącego z przekształtników energoelektronicznych. Artykuł jest opisem pracy pewnego nowego układu trójfazowego kaskadowego falownika napięcia z trójfazowym transformatorem, jako źródła napięcia bez wyższych harmonicznych do rzędu 10 włącznie, lub w wersji rozbudowanej bez harmonicznych do rzędu 22, na podstawie analizy z wykorzystaniem pojęcia wektora przestrzennego. Źródło trójfazowego napięcia o takiej jakości napięcia jest wystarczające do zasilenia obwodów pomocniczych prądu przemiennego pojazdu trakcyjnego, jak i może zasilać sieć autonomiczną, w tym silniki indukcyjne.
EN
The modern electrical systems are often supplied from the deformed i voltage sources derived from the energy-electronic converters. The article is a description of operation of a i new three- phase cascade inverter of 1 voltage with the three-phase transformer as the voltage source without i the higher harmonics up to the order of 10 inclusive or in the extended t version without harmonics up to the order of 22 based on the analysis with s using the notion of spatial vector. Three-phase voltage source with such voltage quality is sufficient to supply a the AC auxiliary circuits of the traction vehicle and it can power the a autonomous network including the induction motors.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.