Shylo S. Improving the Efficiency of Traction Transmission in DC Electric Trains

Українська версія

Thesis for the degree of Candidate of Sciences (CSc)

State registration number

0425U000149

Applicant for

Specialization

  • 05.22.09 - Електротранспорт

24-04-2025

Specialized Academic Board

Д 08.084.06

Ukrainian State University of Science and Technologies

Essay

Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences (Doctor of Philosophy) in the specialty 05.22.09 – Electric Transport (275 Transport Technologies (by type)) Dnipro Institute of Infrastructure and Transport Ukrainian State University of Science, – Dnipro, 2025. This thesis addresses the scientific and practical issue of enhancing the efficiency of DC electric trains' traction power transmission by developing and analysing a novel pulse control scheme for traction motors with series excitation. This scheme offers characteristics akin to those of motors with independent excitation, eliminating the need for supplementary power sources. Considering the significant wear (up to 90%) and outdated technical solutions of electric trains operating in Ukraine, modernising traction transmission is crucial for reducing energy and operational losses. The proposed pulse control scheme increases the torque of traction motors by 5–7%, depending on the state of the magnetic system. It also enables dynamic braking with rated torque at armature rotation speeds of up to 8% of the rated torque. An algorithm for protection against boxing was developed and studied. It was found that the scheme operates at high speeds (4–20 modulation periods) when there is a difference in motor speed of 0.06% of the nominal value. Ways to improve the efficiency of traction motors are analysed. The auxiliary power converter schemes are investigated. Recommendations are given for modernising traction transmissions and developing energy-efficient traction power transmissions and auxiliary power converters for DC electric trains.

Research papers

Жорняк Л. Б., Каплієнко О. О., Шило С. І. Застосування теорії розмірностей до опрацювання експериментальних даних під час температурних досліджень електричних апаратів // Електротехніка та електроенергетика. – 2002. – № 1. – С. 41–47. – (Index Copernicus, DOAJ, Google Scholar та ін.).

Жорняк Л. Б., Каплієнко О. О., Шило С. І. Програма визначення часових параметрів нагріву комплектних пристроїв під час прискорених теплових випробувань // Електротехніка та електроенергетика. – 2003. – № 2. – С. 51–54. – (Index Copernicus, DOAJ, Google Scholar та ін.).

Андрієнко П. Д., Шило С. І., Каплієнко О. О. Дослідження теплових режимів роботи силового модуля імпульсного стабілізатора напруги // Вісник КДПУ. – 2006. – № 4. – С. 85–88. – (Index Copernicus, DOAJ, Google Scholar та ін.).

Андрієнко П. Д., Шило С. І., Каплієнко О. О., Немудрий І. Ю. Дослідження динаміки серієсного електродвигуна з різними імпульсними схемами регулювання // Електротехніка та електроенергетика. – 2007. – № 1. – С. 4–8. – (Index Copernicus, DOAJ, Google Scholar та ін.).

Андрієнко П. Д., Шило С. І., Каплієнко А. О., Немудрий І. Ю. Дослідження перехідних режимів під час послідовного з'єднання серієсних електродвигунів постійного струму // Електротехніка та електроенергетика. – 2009. – № 1. – С. 10–16. – (Index Copernicus, DOAJ, Google Scholar та ін.).

Андрієнко П. Д., Шило С. І., Каплієнко О. О., Шевченко Н. М. Дослідження реостатно-рекуперативного гальмування у системі імпульсного регулювання серієсного електродвигуна // Електрифікація транспорту. – 2011. – № 2. – С. 6–9. – (Index Copernicus, DOAJ, Google Scholar та ін.).

Андрієнко П. Д., Шило С. І., Каплієнко О. О. Дослідження динамічних режимів електродвигуна послідовного збудження з імпульсними схемами регулювання електроприводу // Електротехніка та електроенергетика. – 2016. – № 2. – С. 51–58. – (Index Copernicus, DOAJ, Google Scholar та ін.).

Василевський В. В., Каплієнко О. О., Шило С. І. Застосування нейронних мереж для прогнозування вологості ізоляції силових маслонаповнених трансформаторів // Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика. – 2019. – № 2. – С. 8–12. – DOI: 10.20998/2079-3944.2019.2.02. – (Index Copernicus, DOAJ, Google Scholar, Crossref та ін.).

Андрієнко Д. С., Шило С. І. Оцінка доцільності використання напівпровідникових перетворювачів для живлення власних потреб електропоїздів постійного струму // Економічний аналіз. – 2024. – Т. 34, № 3. – С. 447–453.

Leoshchenko S., Oliinyk A., Subbotin S., Shylo S., Shkarupylo V. (2019). Method of artificial neural network synthesis for using in integrated CAD // 15th International Conference on the Experience of Designing and Application of CAD Systems (CADSM 2019) : proceedings. – 2019. – No. 8779248. – P. 24–29. – DOI: 10.1109/CADSM.2019.8779248. – (Scopus, Web of Science)

Korotun A., Moroz H., Titov I., Reva V., Shilo S. Optical properties of the ensembles of the spherical nanoparticles, embedded into the thin-film solar cell // 42nd International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO 2024) : proceedings. – 2024. – ISBN 979-835036817-8. – ISSN 2377-6935. – DOI: 10.1109/ELNANO63394.2024.10756911. – (Scopus)

Андрієнко П. Д., Каплієнко О. О., Шило С. І. Дослідження режимів гальмування у системі імпульсного регулювання серієсного електродвигуна при низьких частотах обертання // Енергозбереження на залізничному транспорті : матеріали ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції (Воловець, 30 травня – 02 червня 2012 року). – Дніпро : ДНУЗТ, 2012. – 82 с. – С. 3.

Андрієнко П. Д., Каплієнко О. О., Шило С. І., Немудрий І. Ю. Порівняльний аналіз схемних рішень стабілізованої тягової підстанції постійного струму // Електрифікація транспорту «Транселектро 2009» : матеріали ІІ Міжнародної науково-практичної конференції (Місхор, 03–05 червня 2009 року). – Дніпро : ДНУЗТ, 2009. – 77 с. – С. 26.

Андрієнко П. Д., Каплієнко О. О., Шило С. І. Аналітичний опис електромеханічних процесів вдосконаленої схеми імпульсного регулювання двигуна постійного струму послідовного збудження // Електрифікація залізничного транспорту «ТРАНСЕЛЕКТРО–2010» : матеріали IV Міжнародної науково-практичної конференції (Місхор, 27–30 вересня 2010 року). – Дніпро : ДНУЗТ, 2010. – 124 с. – С. 5.

Шило С. І. Покращення електромеханічних характеристик серієсних електродвигунів засобами силової електроніки // Енергозбереження на залізничному транспорті і в промисловості : матеріали V Міжнародної науково-практичної конференції (Воловець, 11–13 червня 2014 року). – Дніпро : ДНУЗТ, 2014. – 181 с. – С. 161–162.

Андрієнко П. Д., Каплієнко О. О., Шило С. І., Немудрий І. Ю. Імітаційна модель «Тягова підстанція – електрорухомий склад постійного струму» // Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті (EMC&S–R) : тези IV Міжнародної науково-практичної конференції (Дніпропетровськ, 15–19 лютого 2009 року). – Дніпро : ДІІТ, 2011. – 98 с. – С. 8–9.

Шило С. І. Швидкодіюча система захисту від боксування двигунів послідовного збудження // Всеукраїнська науково-практична конференція «Проблеми ресурсозбереження в промисловості та на транспорті» : матеріали конференції (23–25 жовтня 2024 року, м. Харків). – Харків : ХНУМГ імені О. М. Бекетова, 2024. – 137 с. – С. 57–60.

Files

Similar theses