Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of contact gaps on the conditions of vehicles supply and wear and tear of catenary wires in a 3 kV DC traction system

Maciołek T., Lewandowski M., Szeląg A., Steczek M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 4

759--768

EN

Short-term contact losses between a pantograph and a contact wire are not included in the standards nor are they taken into account in evaluating pantograph-contact wire interaction. These contact losses, however, accelerate wear and tear as well as disturb operation of vehicles’ drive systems. The article presents the effects of short-term contact breaks as well as an analysis of impact of contact breakages on a vehicle’s current at 3 kV DC power supply. Results of voltage and current oscillations measured in real conditions when pantograph of a DC driven chopper vehicle was running under isolators were presented. Then a simulation model of a vehicles with ac motors and voltage inverters was derived to undertake simulation experiments verifying operation of such a vehicle in condition similar to those measured in real condition.

2

Energy efficiency of a railway line supplied by 3 kV supply system – a case study of the application of an inverter in a traction substation

Drążek Z., Maciołek T., Szeląg A., Steczek M.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 10

99--110

EN

Due to energy saving policy in the European Union and development of power electronics technology, one might expect an increase in the use of solutions, such as inverters in the substations of the 3 kV DC power supply system. The paper includes a study case of the analysis of traffic conditions on the use of inverters in 3 kV DC system traction substations so as to send back trains’ braking energy from a DC traction power supply to an AC power supply network. The authors presented possible estimated energy savings for a selected railway line. Furthermore, the character of a power waveform and energy available for transferring from a DC to an AC power supply network was discussed as well. The effectiveness of this solution largely depends on the nature of train traffic, so prior to applying the inverters, a detailed analysis is required.

PL

Polityka oszczędności energii prowadzona w krajach UE oraz rozwój technologii w energoelektronice zwiększa możliwości stosowania rozwiązań, takich jak falowniki w podstacjach systemu 3 kV DC. W artykule przedstawiono studium przypadku analizy wpływu warunków ruchu na zastosowania falownika w podstacji trakcyjnej 3 kV DC w celu zwrotu energii hamowania odzyskowego pociągów do zasilającej sieci elektroenergetycznej. Pokazano szacunkowo możliwe do uzyskania oszczędności energii dla wybranej linii kolejowej. Omówiono charakter przebiegu mocy oraz wartość energii możliwą do przesłania przez falownik do sieci zasilającej. Efektywność stosowanych rozwiązań i celowość stosowania falownika silnie zależy od charakteru prowadzonego ruchu, dlatego istotne jest przed jego zastosowaniem przeprowadzenie szczegółowych analiz.

3

Input impedance of multi-drive traction vehicle

Steczek M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 6

85--88

EN

The tractions vehicle's input impedance Zin is an important parameter from the point of view of compatibility in electric traction system. The article presents a simulation analysis and comparison of input impedance of two types of traction drive systems: a drive system with a single inverter and a drive system with two parallel inverters cooperating with one input filter. The analysis was carried out for 50 Hz impedance, which acceptable minimum level is defined in the relevant regulations.

PL

Impedancja wejściowa elektrycznego pojazdu trakcyjnego Zin jest ważnym parametrem z punktu widzenia kompatybilności w trakcji elektrycznej. W artykule przedstawiono symulacyjną analizę i porównanie impedancji wejściowej dwóch trakcyjnych układów napędowych: układu z pojedynczym falownikiem oraz układu z dwoma falownikami współpracującym z jednym filtrem wejściowym. Analizę przeprowadzono dla impedancji 50 Hz, której dopuszczalny minimalny poziom jest określony w odpowiednich przepisach.

4

Analysis of disturbing effect of 3 kV DC supplied traction vehicles equipped with two-level and three-level VSI on railway signalling track circuits

Steczek M., Szeląg A., Chatterjee D.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2017

|

Vol. 65, nr 5

663--674

EN

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.

5

Simulation studies of target braking accuracy of an underground train driven by an AC motor

Gocek A., Steczek M.

Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika

|

2016

|

Y. 113, iss. 1-E

67--77

EN

In this paper, a basic function of an Automatic Train Operation (ATO), called target braking, has been discussed. The most important assumptions of this function have been discussed in detail. The SOP-2 system designed by the Technical University of Lodz, in cooperation with Bombardier Transportation (ZWUS), has been presented. In the text, a target braking simulation model created by the authors has been described, which was developed to study the impact of the propulsion system on the target braking accuracy. The simulation results have been presented. The average dispersion of automatic target braking provides train stopping in the most number of cases in the range of 0.53 meters. Target braking values obtained during field tests are in the range from 0.3 to 1 meter. On the basis of the obtained results of target braking, the process conclusions are as follows: rapid deceleration changes cause the so-called jerks, which are negatively perceived by the passengers; braking in a long time causes a decrease in the commercial speed. Currently, the authors have developed a simulation model that includes a DC motor drive, which is in the testing phase.

PL

W artykule przedstawiono podstawowe funkcje Automatycznej Obsługi Pociągu. Szczegółowo omówiono najważniejsze założenia. Zaprezentowano system SOP-2 zaprojektowany przez Politechnikę Łódzką we współpracy z Bombardier Transportation (ZWUS). W tekście zasymulowano hamowanie docelowe pojazdu z dokładnym opisem układu napędowego oraz przedstawiono wyniki symulacji. Średnie odchylenie od punktu zatrzymania wyniosło 0,53 metra. Uzyskano wartości od 0,3 do 1 metra. Na podstawie otrzymanych wyników wyciągnięto następujące wnioski: gwałtowne zmiany opóźnienia nie wpływają korzystnie na pasażerów, długi czas hamowania zmniejsza prędkość handlową pojazdu. Autorzy poszerzyli model silnika DC, który zastosowano w symulacjach.

6

Ocena jakości w procesie hamowania docelowego pociągów metra za pomocą ogólnego wskaźnika jakości

Barański T., Gocek A., Steczek M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

2401--2409, CD2

PL

W artykule został przedstawiony ogólny wskaźnik jakości hamowania oraz zostały przedstawione obliczenia jakości procesu hamowania docelowego uwzględniające realizację wzorcowej krzywej hamowania dla przykładowego odcinka dojazdowego do stacji metra. Obliczenia krzywej hamowania zostały zrealizowane w oparciu o system SOP-2 wdrożony w metrze w Warszawie, który realizujący także funkcję hamowania docelowego. Przedstawione zostały także wstępnie dobrane wagi poszczególnych składników wskaźnika omówionego jakości oraz rezultaty obliczeń jakości hamowania docelowego pociągu metra.

EN

In the paper a method of target braking quality calculation and an evaluation of it has been discussed. The quality of target braking was featured and a quality indicator of target braking was dealt. Authors have attempted to define the braking quality and explained how to assess it. A certain technical parameters and subjective impressions of passengers affects on the quality of target braking. Therefore, the evaluation of braking quality is more complex process. The results of simulation studies in the field of target braking quality has been presented.

7

Modelowanie hamowania docelowego pociągów metra dla różnych rozwiązań napędów trakcyjnych

Barański S., Gocek A., Steczek M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

2389--2400, CD2

PL

W artykule została omówiona funkcja hamowania docelowego pociągów metra z napędem prądu stałego i przemiennego realizowana przy wykorzystaniu systemu typu SOP-2, na przykładzie I linii metra w Warszawie. Zaprezentowano opracowaną metodę symulacyjną hamowania docelowego oraz uzyskane w ten sposób wyniki badań dokładności hamowania. Wyniki zostały zinterpretowane oraz przedstawiono dalsze założenia badawcze.

EN

Target braking of underground trains as a function of SOP-2 system has been described in this paper. A simulation model of target braking developed for the rolling stock powered by an AC and DC motor has been shown. The results of simulation studies in the field of target braking precision has been presented. Further research plans have been explained.

8

Impedancja wejściowa pojazdu trakcyjnego jako kryterium spełnienia wymagań kompatybilności w systemie trakcji elektrycznej DC

Steczek M., Szeląg A.

Elektro Info

|

2015

|

nr 1-2

46--51

PL

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.

9

Metoda identyfikacji on-line harmonicznych prądu i wyznaczania impedancji wejściowej pojazdu trakcyjnego

Steczek M., Szeląg A.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

9972--9982

PL

Zastosowanie energoelektroniki we współczesnych układach napędowych stosowanych do celów trakcyjnych stwarza konieczność prowadzenia badań EMC dotyczących wprowadzanych przez pojazdy zaburzeń w pracy innych urządzeń infrastruktury kolejowej, w szczególności obwody sterowania ruchu i sygnalizacji. Jednym z badanych parametrów jest tu wartość impedancji wejściowej pojazdu. W artykule przedstawiono wyniki prac dotyczących analiz impedancji wejściowej pojazdów trakcyjnych oraz pomiarów impedancji w warunkach laboratoryjnych. Omówiono możliwość prowadzenia pomiarów impedancji on-line w warunkach eksploatacji pojazdu oraz wykorzystania wyników tych pomiarów w układzie diagnostyki poziomu zaburzeń od wyższych harmonicznych wprowadzonych przez pojazd do sieci szynowej. W tym celu zaproponowano zastosowanie algorytmu umożliwiającego wprowadzenie zmian sposobu sterowania układem napędowym pojazdu przy utrzymaniu wymaganego momentu rozwijanego przez silniki pojazdu, ale przy niższym poziomie wprowadzanych zaburzeń.

EN

The use of power electronics in contemporary drive systems used for traction purposes makes it necessary to conduct further EMC research on disturbances of operation of other railway infrastructure equipment that are generated by vehicles, special emphasis should be placed upon traffic and signalling control circuits. One of the examined parameters is, in this case, the value of vehicle input impedance. The article presents the results of works on the analysis of traction vehicle input impedance as well as measurements of impedance under laboratory conditions. The issue of on-line impedance measurements under vehicle operating conditions was raised along with the problem of the use of the results of these measurements in a diagnostic system of disturbances level from higher harmonics introduced by a vehicle into the rail network. To this end, it was suggested to use an algorithm enabling the changes in a manner of control of a vehicle drive system, while maintaining the required torque developed by vehicle motors, but with a lower level of the introduced disturbances.

10

Analysis of input impedance frequency characteristic of electric vehicles with a.c. motors supplied by 3 kV DC system for reducing disturbances in signalling track circuits caused by the harmonics in the vehicle’s current

Szeląg A., Steczek M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 3a

29--33

EN

The paper presents the results of an analysis of input impedance of electric traction vehicles powered by asynchronous motors, supplied by 3kV DC system. Input impedance of a traction vehicle is a parameter defined by appropriate norms affecting the insurance of compatibility between a traction vehicle and an electric traction supply system and track circuits of a railway traffic control system. The results presented in the article show that there are parameters of a traction vehicle main circuit, for which a module of vehicle input impedance is not a constant value and changes according to the inverter’s operation point. Additionally, studies were conducted to determine whether input impedance of a traction vehicle fulfils specified requirements depending on the parameters of the applied input filter and minimum required value of impedance module.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy impedancji wejściowej elektrycznych pojazdów trakcyjnych napędzanych silnikami asynchronicznymi, zasilanych z systemu trakcji 3 kV napięcia stałego. Impedancja wejściowa elektrycznego pojazdu trakcyjnego jest parametrem określonym odpowiednimi normami mającym wpływ na zapewnienie kompatybilności między pojazdem trakcyjnym, systemem zasilania trakcji elektrycznej a obwodami torowymi systemu sterowania ruchem kolejowym. Wyniki przedstawione w artykule dowodzą, że istnieją parametry obwodu głównego pojazdu trakcyjnego, dla których moduł impedancji wejściowej pojazdu nie jest wartością stałą i zmienia się wraz ze zmianą punktu pracy przekształtnika. Dodatkowo przeprowadzono badania mające na celu określenie czy impedancja wejściowa pojazdu trakcyjnego spełnia określone wymagania w zależności od parametrów zastosowanego filtru wejściowego i minimalnej wymaganej wartości modułu impedancji.

11

Wpływ parametrów filtru wejściowego i sterowania PWM na impedancje wejściową układu napędowego z falownikiem napięcia

Szeląg A., Steczek M.

Pojazdy Szynowe

|

2011

|

Nr 3

95-100

PL

Impedancja wejściowa elektrycznego pojazdu trakcyjnego jest parametrem decydującym o stopniu przenoszenia się zakłóceń elektrycznych z sieci jezdnej do obwodu powrotnego. W celu ograniczenia wpływu tych zakłóceń na obwody torowe, parametr ten powinien być utrzymany na odpowiednio wysokim poziomie. Najlepszą metodą oszacowania impedancji wejściowej pojazdu na etapie projektowania jest wykorzystanie symulacji komputerowych. W artykule przedstawiono wyniki wyznaczania impedancji wejściowej falownikowego układu napędowego z zastosowaniem metody symulacji komputerowej, dla przypadku bez modulacji napięcia wyjściowego jak również z modulacją PWM. Wykazano, że istnieją warunki, w których (dla określonych parametrów filtru wejściowego) impedancja pojazdu trakcyjnego nie jest stałą wartością, a w istotny sposób zależy od punktu pracy przetwornicy.

EN

The input impedance of an electric traction vehicle determines level of electric disturbances propagation from a catenary to a return circuit. This parameter should be kept at appropriate level to decrease the influence of disturbances - current harmonics on track circuits. Computer simulation is a proper method to verify the values of the vehicle's input impedance at a design phase. The paper presents input impedance characteristics as results of simulation calculations for the assumed hwerter drive system. Figures are presented for two inverter control options: with and without PWM modulation The presented results of work demonstrate that in the certain conditions (values of input filter parameters) the vehicle's input impedance in non-linear and depends on the inverter operation point.