В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 27 июня 2014 г. №14.576.21.0036 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 1 в период с 27.06.2014 по 31.12.2014 выполнялись следующие работы:

1) Аналитический обзор состояния и тенденции развития систем электрической передачи мощности транспортных средств (строительно-дорожных машин, железнодорожного и городского транспорта, судов) с различными типами электрических машин, анализ современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ, в том числе обзор научных информационных источников за период 2009 – 2013 гг.

2) Формулирование возможных направлений решения задачи энергосбережения и их сравнительная оценка.

3) Выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленной задачи.

4) Разработка функциональной схемы силового канала электромеханической трансмиссии с реактивными индукторными электрическими машинами.

5) Разработка технических требований к математической модели силового канала электромеханической трансмиссии с реактивными индукторными электрическими машинами.

6) Выбор и обоснование технических решений для энергосберегающей электрической передачи мощности.

7) Приобретение специализированного программного обеспечения для проведения расчетных исследований.

8) Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-96 по теме электрические передачи мощности, схемы питания реактивных индукторных машин, способы управления электроприводами с реактивными индукторными машинами за период 2005-2014 гг.

9) Проведение маркетинговых исследований

10) Участие в мероприятиях направленных на освещение и популяризацию результатов ПНИ.

При этом были получены следующие результаты:

1) Проведен поиск информационных источников, затрагивающих научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ в научных журналах крупнейших издательств, таких как Elsevier, Highwire, IEEE, Nature, Taylor & Francis и.т.д., а также в открытых базах данных: научной электронной библиотеке eRIBRARY.RU http://elibrary.ru/defaultx.asp, Directory of Open Access Journals, Library of Congress Online Catalog, Science.gov и Scientific News, используя поисковые системы по научной литературе ScienceResearch.com, http://scienceresearch.com/scienceresearch/, Google Scholar http://scholar.google.ru/, на сайтах компаний-разработчиков транспортных средств. Произведен отбор наиболее значимых литературных источников, производится анализ и систематизация данных. На основе анализа публикаций можно сделать вывод о том, что реактивные индукторные машины (РИМ) находят применение в мощных приводах, как в качестве двигателей, так и в качестве генераторов. В настоящее время РИМ находят распространение в промышленности, находят применение в силовых установках гибридных автомобилей, а также на железнодорожном транспорте. РИМ становится конкурентом синхронным машинам и асинхронным двигателям.

2) Осуществлен выбор основных направлений по решению задач энергосбережения. Произведена сравнительная оценка разнообразных конфигураций магнитных систем РИМ, их схем питания и способов управления. Показано, что для тягового привода наиболее оптимальным является применение РИМ конфигурации 12/8, 18/12 со схемой питания в виде ассиметричного моста. Алгоритмы управления должна управлять формой тока для получения наибольшей энергоэффективности.

3) Осуществлен выбор и дано обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач по созданию энергоэффективной электрической передачи мощности с реактивными индукторными электрическими машинами. Представлен и обоснован ряд показателей реактивных индукторных машин определяющих их преимущества по сравнению с другими типами электрических машин.

4) Разработана функциональная схема силового канала электромеханической трансмиссии и дано описание об устройстве и назначении элементов. Показано что в ЭПМ и тяговый генератор и тяговый двигатель являются реактивными индукторными машинами, что позволяет достичь высокого КПД электромеханической трансмиссии в целом.

5) Разработаны технические требования, предъявляемые к математической модели, которая должна будет разработана во втором этапе. Расчет потерь в меди и стали РИМ, а также в силовых полупроводниковых приборах, позволит с достаточно большой точностью определить КПД электрической передачи мощности.

6) Произведен выбор и обоснование технических решений для энергосберегающей электрической передачи мощности. Электропередача транспортного средства содержит: тяговый реактивный индукторный генератор, преобразователь генератора, выполненных по схеме автономного инвертора напряжения АИН с тормозным регулятором; тяговые реактивные индукторные двигателя; тяговые преобразователи; преобразователь собственных нужд.

7 Произведен выбор и закупка специализированного программного обеспечения – MATLAB, тем самым создан необходимый задел для выполнения второго этапа ПНИ.

8) Согласно ГОСТ 15.011-96 разработано задание на проведение патентных исследований, регламент поиска, производится поиск патентной информации. Осуществлен отбор наиболее значимых изобретений, анализ патентных материалов с целью исследование технического уровня электрических передач мощности, схем питания реактивных индукторных машин, способов управления электроприводами с реактивными индукторными машинами. Поиск проводится по базам данных PATENTSCOPE Eapatie USPTO, Departisnet, PAJ, K-PION, SIPO, БД ФИПС, БД ЕПВ. Страны поиска РФ, США, Япония, Корея, Китай, Германия, Канада, Швейцария. Классификационные рубрики В60К 1/00, 6/00, 7/00, 17/12; В60L 8/00, 11/00, 11/08, 15/00, 15/06, 15/08; В61C 9/00, 9/24, 9/38, 9/46, 9/48, 9/50; F16D 28/00; H02K 1/00, 17/00, 19/00, 19/06, 19/08, 29/00, 21/00, 16/00, 9/00; H02P 4/00, 5/00, 6/00, 9/00, 23/00, 25/00.

Разнообразие тематики представленных патентов свидетельствует об активном поиске оптимальных решений в рассматриваемой предметной области. Тем не менее, общий анализ показывает, что, несмотря на большое число исследований, в предметной области патентного поиска, оптимальная электрическая передача транспортных средств, в данный момент не найдена, следовательно, решение данной проблемы представляется важным и перспективным направлением.

9) Проведенные маркетинговые исследования состояния потенциальных рынков показывают, что троллейбусные парки большинства стран имеют большой износ и требуют обновления. Так, предполагаемый объем финансирования на закупку новых троллейбусов в странах СНГ и РФ в период 2017 − 2020 гг. может составить порядка 50,0 млрд. рублей и, в связи с ослаблением российской валюты открываются реальные перспективы возвращения и выхода на новые рынки стран Восточной Европы, а также Латинской и Южной Америки.

10) Проведена работа (запросы, переписка, изучение требований) по оценке возможности публикаций в журналах индексируемых в базах данных Scopus.

Подготовлены статьи для публикации в журналах.

Статья «Analytic model of electromagnetic processes in switched reluctance machines 18/15 configuration» для публикации в «IRANIAN JOURNAL OF ELECTRICAL & ELECTRONIC ENGINEERING» ISSN 1735-2827, статья на рассмотрении (Paper ID: A-10-1315-1).

Статья «Version of switched reluctance generator rotor at a fixed configuration of stator» для публикации в « Journal of engineering and applied sciences » ISSN 1816-949X, статья принята к печати (Paper ID: 20652).

Участие в конференции:

1. Международная научно-практическая конференция «Достижения и перспективы технических наук» 13 августа 2014 г. г. Уфа.

Доклад: Киреев А.В. Перспективы использования реактивных индукторных электрических машин на подвижном составе железных дорог / А.В. Киреев, Н.В. Гребенников, Н.М. Кожемяка.

По результатам конференции был опубликован доклад в сборнике статей Международной научно - практической конференции «Достижения и перспективы технических наук» - Уфа: Аэтерна, 2014. – 58с. Сборник доступен по адресу: http://aeterna-ufa.ru/sbornik/TN-14.pdf .

2. Научно-практическая конференция по результатам реализации прикладных научных исследований и экспериментальных разработок в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы». 27-28 ноября по приоритетному направлению «Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика». Место проведения: Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ). Москва, ул. Б.Семёновская, д. 38.

Доклад: Киреев А.В. Доклад по теме №14.576.21.0036: Разработка научно-технических решений для создания энергосберегающей электрической передачи мощности транспортных средств с реактивными индукторными электрическими машинами.

3. Научно-техническая конференция и выставка инновационных проектов, выполненных вузами и научными организациями Южного федерального округа в рамках участия в реализации федеральных целевых программ и внепрограммных мероприятий, заказчиком которых является Минобрнауки России. 14-16 декабря 2014 года. Место проведения: Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова.

Доклад: Гребенников Н.В. Энергосберегающая электрическая передача мощности транспортных средств с реактивными индукторными электрическими машинами / Н.В. Гребенников, А.В. Киреев.