Статті КАТ

Permanent URI for this collection

RU: Статьи
EN: Articles

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 275
  • Item
    Educational Demo's for Showing the Influence of (im)proper Installation and Grounding of Filters
    (Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), Krakow, Poland, 2023) Botnarevscaia, Rodica; Struzhko, Ivan; Puylaert, Ben; Serdiuk, Tetiana M. ; Leferink, Frank
    ENG: The need of implementing low-pass filters to protect sensitive equipment from high-frequency noise, and reverse, increases as technology develops. However, for efficient filter operation, it is important to ensure its proper installation, with a focus on ensuring a secure and stable ground connection. This paper presents setups for educational purposes as part of electrical engineering courses, in order to demonstrate how the performance of a passive filter depends on the quality of its grounding. The designed units are used to measure the filter's insertion loss in various modes: normal mode, differential mode and common mode. Analytical methods describing the operation of the filter and simulation of its performance using LTSpice XVII have been performed to explain the processes more clearly, and to explain the concept of impedance mismatch and modes for filters.
  • Item
    Choice of STFT and WT Parameters for Monitoring of EMI in Track Circuits
    (Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2023) Havryliuk, Volodymyr I.; Nibaruta, Regis; Radkevych, Anatolii V.
    ENG: The article considers the problem of the correct choice of the parameters of the short-time Fourier transform and the continuous wavelet transform to ensure monitoring of electromagnetic interference in rails in order to ensure the electromagnetic compatibility of traction current with track circuits. The problem of correct choice of parameters for the time-frequency analysis of currents in track circuits lies in the strict requirements of the standards for the accuracy of measuring the magnitude, frequency, and duration of disturbances, as well as in the specifics of the measured current parameters and in restrictions inherent in the short-time Fourier transform and continuous wavelet transforms on the accuracy of measuring harmonic parameters. The specificity of currents in rails is associated with a large dynamic range of harmonics, a wide frequency range and the proximity of harmonics in the spectrum to each other, which makes it difficult to distinguish weak harmonics against the background of more powerful ones, as well as in the non-periodic and random nature of current. The paper considers the technology of the correct choice of parameters of the short-time Fourier transform and the continuous wavelet transforms. The results of the work were approved during testing of new types of trains.
  • Item
    Method of Determination of the Railway Rolling Stock Coordinates within the Track Circuit
    (Lviv Polytechnic National University, 2024) Voznyak, Oleh M.; Buriak, Serhii Yu.
    ENG: This work aims to solve one of the essential problems in railway transport – control over the position of moving units within the race. A method of constant monitoring of the track circuit with a determination of the coordinate of the train shunt placement in the shunt mode of working is proposed to solve this problem. Since the model includes the primary parameters of the track circuit, which may change their values over time, it is suggested to determine them in another (normal) working mode of the track circuit. Therefore, according to the proposed model, the secondary and primary parameters of the track circuit are first determined in the track circuit's normal work mode. Next, already in the shunt mode of its work, the obtained parameters are used to determine the coordinates of the moving unit. According to this method, firstly, the work mode of the track circuit is determined, which consists in determining the state by its input impedance. This step is performed in two stages. In the first stage, based on the state of the track relay, the fact that the track circuit doesn't work in normal mode is verified. In the second stage, the shunt mode is separated from the control mode by the value of the track circuit input impedance. In the shunt mode of the track circuit operation, the coordinate and, if necessary, the speed and acceleration of the moving unit located within the given track circuit are determined. In the normal mode of the track circuit line operation, the values of its secondary parameters are specified based on the measured values of current, voltage, and phase shift between them. This operation is performed to increase the precision of the speed and acceleration determination by solving an inverse problem. In the control mode of the track circuit operation, it is possible to determine the coordinates of damage. This method does not require a significant volume of calculations. It makes it possible to determine the secondary parameters of the track circuit and through them, the resistance of its insulation. Using this method makes it possible to determine the distance and, if necessary, the speed and acceleration of a moving unit within the track circuit. The resulting parameters can be used for positioning moving rolling stock on runs between stations. The application of this method can also be useful in sections of the railway crossings approach to implement a fixed warning time. In addition, thanks to the use of the outlined model, in the control mode of the track circuit operation, nates within the track circuit is possible to determine the damage coordinate. It will make it possible to reduce the time spent on damage detection and elimination.
  • Item
    Вибір параметрів ефективності компонентів системи залізничної автоматики з урахуванням їх поточного стану
    (Видавничий дім Гельветика», Одеса, 2024) Лагута, Василь Васильович; Тимошенко, Людмила Сергіївна
    UKR: Розглянуто оптимізацію вибору параметрів ефективності елементів системи залізничної автоматики та телемеханіки (СЗАТ) з урахуванням їх поточного стану. Зокрема, досліджуються показники надійності та функціональної безпеки, які дозволяють визначити ефективність функціонування СЗАТ. В статті наведені основні принципи, що впливають на успішне виконання системи СЗАТ. Аналізуються параметри надійності елементів, такі як коефіцієнти готовності, час вимушеного простою, частота профілактичних заходів та їх вплив на експлуатаційні показники системи управління рухом поїздів. Особлива увага приділяється аналізу стандартів і нормативів, які регламентують значення функціональної безпеки. Автори зазначають, що жорсткі нормативи можуть ускладнювати розробку систем СЗАТ, тоді як менш жорсткі можуть призводити до ризику залізничних аварій. Для великої кількості відповідальних функцій системи, вимоги до функціональної безпеки можуть знижуватись пропорційно до їх числа. У статті пропонуються підходи до визначення параметрів ефективності елементів СЗАТ з використанням аналізу вартісних характеристик технічного обслуговування, експлуатаційних витрат та надійності систем. Основна мета роботи полягає в обґрунтуванні вибору показників надійності, що дозволяють оцінити поточний стан елементів СЗАТ та використання обраних показників для подальшого функціонування системи. Дослідження акцентує увагу на важливості моніторингу технічного стану об’єктів системи залізничної автоматики для передбачення та управління процесами діагностики та технічного обслуговування засобів автоматики. Висновки роботи дають можливість провести прогноз стосовно виконання відновлювальних заходів засобів СЗАТ з урахуванням їхньої надійності та поточного стану. Отже, розглянуто параметри ефективності елементів системи залізничної автоматики та телемеханіки з урахуванням їхнього поточного стану, що сприяє розумінню та вдосконаленню процесів експлуатації та обслуговування залізничних систем.
  • Item
    Відновлення залізничної інфраструктури для поліпшення логістичних перевезень
    (Український державний університет науки і технологій, Дніпро; ФОП Середняк Т. К., 2023) Радкевич, Анатолій Валентинович; Курган, Микола Борисович; Курган, Дмитро Миколайович
    UKR: Метою дослідження є поліпшення логістичних перевезень на обраному маршруті з розробкою заходів з відновлення колійної інфраструктури, що передбачає визначення обсягів робіт, потрібних матеріалів та засобів, необхідних для усунення зруйнованого земляного полотна і верхньої будови колії. Розв’язання поставленого завдання досягнуто за рахунок покращення існуючої системи організації перевезень вантажів на напрямку Конотоп-Терещенська. В роботі використані рекомендації Міжнародних конференцій з логістики і транспортної безпеки, що містять основні принципи організації робіт з відновлення земляного полотна, штучних споруд та верхньої будови залізничної колії. Запропоновано комплекс заходів з відновлення інфраструктури на прикладі перегону Кролевець-Брюловецький для відновлення руху поїздів і забезпечення заданої провізної спроможності.
  • Item
    Monitoring of Distortions and Interferences in Ask-modulated Currents of Railway Signaling Systems
    (MATEC Web of Conferences, 2024) Havryliuk, Volodymyr I.; Radzikhovskyi, Kostiantyn; Voznyak, Oleh M.
    ENG: The problem considered in the work concerns the automation of the monitoring of ACK signals, which are widely used in railway signaling systems, namely in track circuits, due to the simplicity of their generation. Due to the low interference immunity of ACK signals under the influence of traction current and other electromagnetic sources at the railways, malfunctions can occur in the operation of train control systems. To prevent possible failures in the operation of track circuits, measurements of the signal parameters on generators and receivers of track circuits are periodically carried out. Such measurements are mainly made manually, therefore they are expensive and do not provide the necessary accuracy of the results. The problem of automating the control of signals in track circuits is related to the correct choice of characteristic features of signal distortions in order to identify excessive distortions that can lead to failures in the operation of track circuits. The article discusses methods for analyzing the signal current in the time and frequency domains to detect signal distortions. It is shown that in addition to the current measurements of the rms voltage of signals in track circuits, it is necessary to monitoring the voltage levels in the pulses and pauses of the signals, as well as the spectral composition of the signals.
  • Item
    Мethod of Determination of the Railway Rolling Stock Coordinates Within the Track Circuit
    (Lviv Polytechnic National University, 2023) Voznyak, Oleh M.; Buriak, Serhii Yu.
    ENG: This work aims to solve one of the essential problems in railway transport – control over the position of moving units within the race. A method of constant monitoring of the track circuit with a determination of the coordinate of the train shunt placement in the shunt mode of working is proposed to solve this problem. Since the model includes the primary parameters of the track circuit, which may change their values over time, it is suggested to determine them in another (normal) working mode of the track circuit. Therefore, according to the proposed model, the secondary and primary parameters of the track circuit are first determined in the track circuit's normal work mode. Next, already in the shunt mode of its work, the obtained parameters are used to determine the coordinates of the moving unit. According to this method, firstly, the work mode of the track circuit is determined, which consists in determining the state by its input impedance. This step is performed in two stages. In the first stage, based on the state of the track relay, the fact that the track circuit doesn't work in normal mode is verified. In the second stage, the shunt mode is separated from the control mode by the value of the track circuit input impedance. In the shunt mode of the track circuit operation, the coordinate and, if necessary, the speed and acceleration of the moving unit located within the given track circuit are determined. In the normal mode of the track circuit line operation, the values of its secondary parameters are specified based on the measured values of current, voltage, and phase shift between them. This operation is performed to increase the precision of the speed and acceleration determination by solving an inverse problem. In the control mode of the track circuit operation, it is possible to determine the coordinates of damage. This method does not require a significant volume of calculations. It makes it possible to determine the secondary parameters of the track circuit and through them, the resistance of its insulation. Using this method makes it possible to determine the distance and, if necessary, the speed and acceleration of a moving unit within the track circuit. The resulting parameters can be used for positioning moving rolling stock on runs between stations. The application of this method can also be useful in sections of the railway crossings approach to implement a fixed warning time. In addition, thanks to the use of the outlined model, in the control mode of the track circuit operation, Method of determination of the railway rolling stock coordinates within the track circuit is possible to determine the damage coordinate. It will make it possible to reduce the time spent on damage detection and elimination.
  • Item
    Features of Electromagnetic Compatibility in Railway Transport
    (IEEE Publication Recommender, 2023) Serdiuk, Tetiana M.; Buriak, Serhii Yu.; Serdiuk, Svitlana; Gololobova, Oksana O.; Serdiuk, Kseniia; Skalko, Viktor; Voznyak, Oleh M.
    ENG: The paper is devoted to the study of the causes of electromagnetic interference on railways, methods for their determination and combating them. Various approaches to studying the influence of interfering influences in the operating conditions of railway transport are considered. The actual permissible values of the level of interference from various sources currently operating on the railways of Ukraine are given.
  • Item
    Analysis and Research of the Causes and Course of Degradation of Lithium Batteries
    (EDP Sciences-Web of conferences, 2024) Buriak, Serhii Yu.; Gololobova, Oksana O.; Havryliuk, Volodymyr I.; Serdiuk, Tetiana M.; Voznyak, Oleh M.; Manachyn, Ivan O.
    ENG: Energy storage devices based on lithium technology are confidently leading the respective market due to their significant advantages over other technologies in the industry. Despite their relatively recent history of appearance, they managed to undergo many modifications of both physical and chemical components. One of the constant goals of all research in this field is the formation of knowledge about the degradation processes occurring inside a given chemical current source, and ways to influence them. Systematization and identification of the fundamental reasons for the decrease in the performance of lithium batteries still remains a topical issue of today, and therefore is considered in this article. And no matter how studied this issue looks, taking into account the existing many long-term experimental data of a huge number of scientists and a number of different types of companies, but still, optimization of work is impossible without identifying and eliminating as many destructive factors as possible in battery operation. The difficulty of this process lies also in the fact that, taking into account all the high-tech production processes in the world, there are no two identical lithium current sources. On the example of a single battery, the ability to maintain high performance, close to nominal, was demonstrated from a source that, due to its lifetime, should not have had them. The data obtained during the experiment, which confirmed the high performance, show once again that the issue of degradation of lithium current sources can and should be studied further.
  • Item
    Аналіз параметрів якості електричної енергії та пристроїв для їх вимірювання
    (Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2023) Сердюк, Тетяна Миколаївна; Серченко, Максим Сергійович
    UKR: Мета. Основна мета цього дослідження – дати оцінку явищам, які впливають на параметри якості електричної енергії (ПЯЕ), розглянути способи протидії погіршенню ПЯЕ, оцінити вплив електромагнітних завад на тіло людини, виконати огляд наявних пристроїв для вимірювання параметрів електричної енергії. Методика. Для отримання релевантних даних автори провели огляд літератури за темою роботи з використанням повнотекстових і реферативних баз даних. Розглянуто основні причини порушення електромагнітної сумісності (ЕМС) та способи протидії цим порушенням. Виділено основні параметри якості електричної енергії, умови для їх вимірювання та допустимі діапазони згідно з держстандартами України (ДСТУ). Про-ведено огляд пристроїв для вимірювання параметрів якості електричної енергії та пошук відповідного, який задовольняє українським стандартам. Результати. Автори довели: 1) проблема вимірювання параметрів якості електричної енергії є актуальною та важливою для її точного обліку; 2) контроль параметрів якості електроенергії та дотримання держстандартів дозволяє уникнути негативного впливу на систему електропостачання; 3) використання сучасних цифрових пристроїв вимірювання надає більшу точність вимірювання, ніж аналогові, до того ж вони здатні враховувати більшу кількість параметрів за одне вимірювання. Наукова новизна. Автори провели дослідження в галузі електромагнітної сумісності з використанням цифрового пристрою, що дає більш точні та надійні результати параметрів якості електричної енергії. Практична значимість. На основі отриманих результатів можна як корегувати особисті дослідницькі розвідки окремих вчених чи колективів науковців, так і прогнозувати подальші перспективи розвитку предмет-ного напряму «Електромагнітна сумісність» у системах тягового електропостачання на залізничному транс-порті. Дослідження також можуть бути корисними під час вивчення дисциплін «Електромагнітна сумісність систем залізничної автоматики» та «Електричні кола та лінії залізничної автоматики», організації науково-практичних семінарів, курсів підвищення кваліфікації тощо.
  • Item
    Роботизація діагностики систем залізничної автоматики та зв’язку
    (Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2023) Костенко, Крістіна Леонідівна; Сердюк, Тетяна Миколаївна; Скалько, Віктор Володимирович
    UKR: Мета. Дослідження спрямоване на: отримання нових знань про застосування електродвигунів у робототехніці; оцінку і вибір двигунів, які доцільно вживати в роботах, що пересуватимуться вздовж залізничної лінії і точно визначатимуть місце ушкодження; розробку методу діагностування пристроїв залізничної автоматики та зв’язку на основі роботизації їх технічного обслуговування й пошуку несправностей; оцінку використання робототехніки на залізницях України та світу. Методика. Проаналізовано інформацію з використання електродвигунів у робототехніці, а також застосування роботів на виробництві, яку автори отримали з огляду світової літератури, монографій, реферативних, повнотекстових та лекційних баз даних, наукового співробітництва з передовими кафедрами Університету Твенте, Нідерланди. Результати. У ході дослідження: 1) з’ясовано значення робототехніки, що дає можливість замінити людину на важких і тривалих роботах; 2) складено функціональну схему робота, приводу маніпулятора, його складові та принцип дії; 3) обґрунтовано різні типи використання приводів у роботах: електричних, пневматичних та гідравлічних; застосування в електричних приводах різних типів двигунів, їх принцип дії, значення та доступність; 4) визначено перспективність упровадження електроактивних полімерів та еластичних нанотрубок, які удосконалять у подальшому роботів; 5) запропоновано використання роботів у методах діагностування та виявлення пошкоджень систем автоматики та зв’язку, що полегшить та зменшить час обслуговування; 6) спрогнозовано подальший розвиток наукових досліджень та предметного напряму на залізничному транспорті. Наукова новизна. Уперше запропоновано використовувати роботів для пошуку несправностей у лініях залізничної автоматики та зв’язку, впровадити новітні приводи, які дозволяють удосконалити роботу роботів, зменшити кількість помилок під час визначення дефектів ліній, підвищити точність та ефективність визначення місця ушкодження лінії. Практична значимість. За отриманими результатами досліджень можна прогнозувати подальший розвиток наукових досліджень із роботизації діагностики систем залізничної автоматики та зв’язку, предметного напряму на залізничному транс-порті, навчання за новою спеціальністю 174 «Автоматика, робототехніка та комп’ютерно-інтегровані технології». Ці дослідження також можуть бути корисними під час організації науково-практичних семінарів, конференцій, лекцій, курсів підвищення кваліфікації тощо.
  • Item
    An Integrated Approach to Lithium-Ion Battery Cell Management through Accurate Voltage Measurement and Cell Balancing
    (IEEE, 2023) Nibaruta, Regis; Venugopal, Prasanth; Rietveld, Gert; Havryliuk, Volodymyr I.; Soeiro, Thiago Batista
    ENG: Battery packs have become a critical component in various applications from portable electronics to electric vehicles. Accurate voltage measurement is essential for effective battery management, ensuring safety and reliability, which is especially important in high-power battery packs that consist of multiple cells connected in series or parallel configurations, such as Electric Vehicles (EVs). This paper explores the voltage measurement topologies, pack configuration principles, and implementation of cell balancing in a lithium-ion battery pack. We review the various types of faults that can occur in lithium-ion batteries, different voltage sensor placement strategies, and their impact on the accuracy and robustness of voltage measurement. Our results show that proper cell balancing can improve battery performance, reduce the risk of safety incidents, and extend the battery lifespan.
  • Item
    Comparison of Great Britain and Ukraine Railway Systems Based on Their EMC Capability and Electrification Systems
    (IEEE, 2023) Adhena, Hafte H.; Serdiuk, Tetiana M.; Thomas, David; Greedy, Steve
    ENG: In this paper, a comparison based on electromagnetic compatibility capability, electromagnetic interference susceptibility, signalling, and electrification systems of Great Britain and Ukraine’s railway systems will be analyzed.
  • Item
    Evaluation and Control of Data Relevance in Information Systems of the Transport Industry Management
    (Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine, 2023) Klius, Yu. I.; Prodanchuk, M. A.; Gololobova, Oksana O.; Halan, L. V.; Varhatiuk, M. O.
    ENG: Purpose. Analysis of data coming to the information systems (IS) of the transport area (TA) and development of proposals for verification of their relevance to ensure reliability and efficiency of management. Development of the evaluation and control method of data relevance in information systems of the TA. Methodology. Special and general methods of scientific knowledge are used: critical analysis to establish scenarios of the impact of data relevance on the level of effective interaction of the elements of the system and its management; content analysis for stratification of requirements for data from IS and management decisions at the stage of analysis; mathematical formalization for the development of the data evaluation method and control of their relevance, which is proposed as the mathematical base of the algorithm; method of sequential selection for automatic detection of functional dependence, which describes data with a smaller value of standard error. Findings. Proposals to ensure data relevance have been developed. Data and management decision stratification has been proposed which will allow avoiding common errors due to non-normalization of data presentation. The scenarios of the impact of data relevance on the level of effective interaction of the elements of the transport system and its management have been established. For permanent data control, an algorithm for detecting deviations in consecutive data sets, automatic analysis of specified deviations, and detection of univariate and multivariate nonlinear patterns that cause deviations has been proposed. In case of inconsistencies of data with the identified non-linear patterns, the information is checked by the method of evolutionary programming. The effectiveness of the proposed methods is demonstrated using the example of analysis of the cargo turnover of seaports whose trends are characterized by significant changes over time and across ports. These trends may even have opposite characteristics. Originality. The method of data evaluation and control of their relevance, which is based on the methods of evolutionary (“genetic”) programming, is developed. Practical value. Proposals for evaluation and control of data relevance in information systems of the TA will increase the efficiency of management activities.
  • Item
    Моделювання процесу зношування колісної пари локомотива та рейки під час буксування у кривій
    (Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро, 2023) Афанасов, Андрiй Михайлович; Голік, Сергій Миколайович; Буряк, Сергій Юрiйович; Кравчуновський, О. Г.; Федоров, Євген Федорович; Гололобова, Оксана Олексіївна
    UKR: Мета. У цій статті передбачено провести аналіз процесу зношування бандажів колісної пари локомотива та рейок у кривих ділянках рейкової колії з використанням формалізації показника зносу гребенів за цикл буксування колісної пари. Методика. У процесі розробки моделі зношування колісної пари локомотива було розглянуто явище буксування під час реалізації тягового моменту та визначено функції швидкості ковзання в точці контакту колеса з рейкою. На основі отриманих функцій запропоновано аналітичний вираз для визначення фактора зносу бандажів і гребенів. Для спрощення практичних розрахунків уведено поняття відносного показника зносу гребеня колісної пари й запропоновано аналітичний вираз для його визначення. Результати. Проведені дослідження показують, що буксування колісних пар локомотивів під час реалізації тягового моменту є одним із вирішальних факторів, який визначає знос гребенів. Істотного зниження результуючого ковзання гребеня під час буксування можна досягти за рахунок зменшення часу спрацьовування пристроїв протибуксувального захисту. Також слід відзначити, що результуюче ковзання зменшується більшою мірою, ніж збільшується швидкодія протибуксувального захисту. Наукова новизна. У цьому дослідженні вперше запропоновано модель процесу зношування бандажів і гребенів колісних пар під час буксування локомотива у кривій, де фактор зносу гребеня колеса представлено у вигляді сумарної робота сил тертя за цикл буксування. Практична значимість. Запропоновану аналітичну модель можна використовувати під час прогнозування ресурсу бандажів колісних пар локомотивів та в разі нормування мас поїздів на ділянках залізниці зі складним планом і профілем колії.
  • Item
    Комп’ютерна система діагностики електричної централізації з використанням обчислювальних засобів
    (Таврійський національний університет імені В. І. Вернадського, Київ, 2022) Лагута, Василь Васильович; Єгоров, Олег Йосипович; Доманська, Галина Анатоліївна; Тимошенко, Людмила Сергіївна
    UKR: Автори ставлять за мету розробка структури комп’ютерної системи моніторингу та діагностики елементів електричної централізації шляхом автоматизації процесу збору та опрацювання даних про стан СЗАТ станцій та ділянок. Методика. Проведено аналіз системи створення мікропроцесорних систем управління станцій та ділянкою на базі обчислювальних засобів з відкритим кодом, а також мікропроцесорних та релейно-процесорних систем з урахуванням самодіагностики та резервування. Створення цифрові моделі об'єктів інфраструктури, розгорнути мережі цифрового радіозв'язку, а також удосконалювати системи інтервального регулювання, моніторингу стану технічних засобів та автоматизації окремих технологічних операцій. Результати. Проаналізовано особливості вибору об’єктів контролю залізничної автоматики та застосування нових методів, технічних засобів отримання інформації про стан пристроїв автоматики та телемеханіки. Для об’єктів залізничної автоматики запропоновано нову модель управління процесами діагностування і моніторингу засобів автоматики, що спрямовано на підвищення ефективності оцінки прогнозування технічного стану. Наукова новизна. Автори вперше провели порівняльний аналіз особливості вибору об’єктів контролю залізничної автоматики та застосування нових методів, технічних засобів отримання інформації про стан пристроїв автоматики та телемеханіки.. Практична значимість. Отримані висновки виявили особливості вибору об’єктів контролю залізничної автоматики та застосування нових методів, технічних засобів отримання інформації про стан пристроїв автоматики та телемеханіки. Запропоновано нову модель управління процесами діагностування і моніторингу засобів автоматики, що спрямовано на підвищення ефективності оцінки прогнозування технічного стану.
  • Item
    Моделювання впливу гармонійних завад на приймач тонального рейкового кола
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Гаврилюк, Володимир Ілліч
    UKR: У роботі досліджено вплив гармонійних завад на приймач тонального рейкового кола на основі розробленої математичної та комп'ютерної моделі, що описує поширення електромагнітних завад у рейках від електрорухомого складу до колійного приймача, а також їх вплив на приймач. Модель враховує тип і конкретні параметри рейкового кола, схему каналізації тягового струму, коефіцієнт асиметрії рейкової лінії, опір ізоляції баласту, координати рухомого складу, спектральний склад зворотного тягового струму. Вплив гармонійних завад на колійний приймач тонального рейкового кола проілюстровано шляхом знаходження сумарного струму на вході приймача у вигляді суми сигнального струму для нормального, шунтового і контрольного режимів роботи рейкового кола в найбільш несприятливих для цих режимів роботи умовах і максимально допустимому струму завад. Значення сигнального струму в пропонованій моделі визначається через напругу генератора і коефіцієнт передачі струму, який згідно з відомими формулами знаходиться через матриці чотириполюсників загальної еквівалентної схеми рейкового кола. Середнє квадратичне значення сумарного струму завад на вході колійного приймача від усіх одиниць електрорухомого складу в межах фідерної зони моделі визначається за запропонованою методикою з урахуванням коефіцієнта передачі апаратури кінця рейкового кола. Адекватність розробленої моделі була експериментально перевірена шляхом порівняння результатів моделювання з експериментальними результатами, отриманими при реєстрації струму на вході колійного приймача при подачі на нього сигнального струму від генератора ГПУ та гармонійної завади від керованого генератора. Для моделювання струму на вході колійного приймача в нормальному режимі граничні значення струмів на його вході взяті з технічної документації, а саме: ередньоквадратичне значення сигнального струму на вході приймача взято на рівні 3 мА; середнеквадратичне значення завад взято на рівні 0,55 і 0,7 мА. З аналізу отриманих результатів можна зробити висновок, що завади на вході приймача з частотою в смузі ±(0..0,5) Гц щодо частоти сигнального струму викликають появу періодичних змін струму нижче рівня його надійного спрацьовування з тривалістю більше 0,6 с, що може призвести до збою в роботі рейкового кола у нормальному режимі. Для моделювання струму на вході колійного приймача у шунтовому та контрольному режимах граничні значення струму на його вході прийняті такими: залишкове напруга на вході приймача 0,23 В; середньоквадратичне значення гармонійної завади – 0,4 мА. В результаті зроблено висновок, що завади на вході приймача з частотою в смузі ±(0…0,5) Гц щодо частоти сигнального струму викликають підвищення струму на його вході вище за рівень надійного відпускання приймача з тривалістю більше 0,6 с, що може призвести до збою в роботі ТРК у шунтовому та контрольному режимах.
  • Item
    Impact of Electromagnetic Interferences on Traction Network: Mathematical Model of Traction Network
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Taghizade, Ansari Hossein; Serdiuk, Tetiana M.; Mysiv, Ivan
    ENG: In Ukraine, almost half of the railway lines are electrified. In railway network, there are automatic devices by w ich traffic of trains and safety on the railway are regulated. However, there are some faults in these automatic devices that can put the passengers and the railway system’s safety at risk. The main sources of these faults are the presence of the stray currents, harmonics, and the electromagnetic interferences. For investigation of these faults, having an accurate model of the railway network is vital. So the topic of research is actuality now. The main goal of this paper is to study the propagation of traction current harmonics on feeder zone (section between substations) and to define the interference on code current flowing in rail lines. Thus, it is necessary to carry out a mathematic model of the traction supply net. Also some scientific work was addressed to determine the traction current spectrum composition and the most dangerous harmonics for TC operations. This paper introduce a mathematical model of the railway network, which can be helpful in analysis of the impact of these faults on the railway network. It was considered as 8-poles for the one-track railway traction. As mentioned before, one of the main steps to investigate the electromagnetic interferences' impact on automatic devices of the railway system is the accurate model of traction network. The proposed model can be used when the electric locomotive current divides into two different current which flow in traction lines. Moreover, a system of differential equation regarding the proposed model was written and a solution to this system was introduced. All rail currents and the return current can be calculated from the above solution. Therefore, the impact of electromagnetic interferences on these current can be investigated.
  • Item
    Лінеаризування математичної моделі тягового електроприводу постійного струму
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Кедря, Михайло Михайлович; Сердюк, Тетяна Миколаївна; Кумпан, М. Л.; Сердюк, Ксенія Миколаївна
    UKR: В статті розглядається електровоз постійного струму з індивідуальним тяговим приводом послідовного збудження. Такий привід можна представити у вигляді одновимірної електромеханічної системи, в якій керованою величиною є дотична сила тяги на ободі колісної пари. Керуючим впливом на привід буде напруга живлення двигуна. Режим управління приводом залежить від швидкості руху електровоза і струму двигуна. Оскільки зараз намітилася тенденція до підвищення швидкостей руху та впровадження нових типів рухомого складу з новою системою керування, дослідження роботи двигунів постійного струму є актуальною задачею. Метою наукової роботи є розробка математичної моделі тягового електроприводу електровозу постійного струму для дослідження впливу зміни напруги в контактній мережі на тяговий електропривод. Для досягнення поставленої мети виконано: - визначені та лінеаризовані основні рівняння та залежності, що описують процес роботи електропривода – тягового двигуна електровоза ДЕ1; - розроблена та проаналізована динамічна структура за системою лінеаризованих рівнянь; - побудовані частотні характеристики роботи тягового електропривода; - проведено моделювання перехідних процесів в електроприводі при раптовій зміні напруги та буксуванні колісної пари. Основні результати полягають у наступному: - створено математичну модель тягового електропривода електровоза ДЕ-1, яка дозволяє досліджувати динамічні режими роботи, обумовлені допущеннями моделі; - математична модель складається з трьох форм: перша форма – лінеаризовані диференційні рівняння; друга – структурні схеми та передаточні функції; третя – частотні характеристики. Запропонована математична модель може бути використана для будь-якого виду тягового електроприводу постійного струму з урахуванням його особливостей.
  • Item
    Analysis of Operation of Railway Communication Systems
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Botnarevscaia, R.; Serdiuk, Tetiana M.
    ENG: Actuality. Technological progress, which has rapidly burst into our lives, dictates its own rules. There is a need to modernize the railway infrastructure, which, in its current equipment, built in 70-80 years of the last century, is morally and technically obsolete. Considering the huge volumes of work to be done, we come to the understanding that it is not possible to carry out such modernization in a short time, both from a financial point of view and from a technical point of view. For a long time, you will have to measure with the simultaneous operation of both new and old equipment and ensure their uninterrupted functioning. New electronic equipment introduced in various fields requires careful testing for electromagnetic compatibility. Ensuring safety in the transport of passengers and goods depends on this. So, the scientific work deals with the analysis of operation of railway communication systems are actuality. The object of research is railway communication lines. The main purpose is to evaluate the quality of different kinds of railway communication and the reasons of noise and interference in these systems. It was carried out the follows in the paper: the reasons of appearance noises in the telecommunication channels (radio and wire communications) were analyzed; the main faults in the overhead communication lines and their influence on the quality of communication were evaluated; the electromagnetic interferences in the communication lines and their frequency diapasons were researched; the further ways of investigation and simulation of influence traction and non-traction systems on the communication channels were described. The scientific novelty is in the proposition of use CST simulation to investigate electromagnetic influence of traction and non-traction power system on the communication channels with the 8-poles mathematic modelling. Research will be carried out by the method of direct measurements on existing equipment and collection of statistical data. At the end of the research, conclusions will be drawn about the electromagnetic compatibility of the of old and new equipment of communication systems, and we can say that the issue does not lose its relevance due to the introduction of new types of rolling stock, the modernization of traction substations.