• Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
    • Джерела фінансування
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Редакційні збори
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Контакти
uk Українська
  • English English

Транспортні системи та технології

  • Подати статтю
  • Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
    • Джерела фінансування
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Редакційні збори
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Пошук
  • Контакти

Стаття

  • Читати статтю
  • Завантажити статтю

Отримано 21.07.2025

Доопрацьовано 23.11.2025

Прийнято 29.12.2025

Взято з Том 28, № 2, 2025

Сторінки 64 -75

  • 148 Переглядів

ЦИТУВАТИ

Riabov, I., Overianova, L., Ivanov, K., Bilokon, I., & Zhukov, A. (2025). Development of a hybrid tractionsystem for a suburban multiple electric train with dual power supply. The National Transport University Bulletin: A Scientific and Technical Journal, 28(2), 64-75. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2025-46-5

Розробка гібридної тягової системи для приміського електропоїзду з двосистемним живленням

Євген Рябов Лілія Овер’янова Костянтин Іванов Ірина Білоконь Антон Жуков

Анотація

У  статті  розглянуто  та  проаналізовано  варіанти  побудови  тягових  систем сучасного  електрорухомого  складу.  Розглянуто  та  проаналізовано  тягові  системи,  в  яких використовуються  традиційні  підходи  до  схемотехнічних  рішень.  Проведено  огляд  тягових систем з перетворювачами з середньочастотними трансформаторами, використання яких зменшує  масу  електрообладнання,  потребує  меншого  простору  для  його  розміщення  та підвищує  енергоефективність  електрорухомого  складу.  Показано,  що  пріоритетним  є використання гібридної тягової системи з традиційною схемотехнікою, обладнання для якої має  високі  показники  надійності.  Запропоновано  варіанти  гібридних  тягових  систем  для приміського  електропоїзду  з  двосистемним  живленням.  Показано  доцільність  стабілізації наруги  проміжного  контуру  для  забезпечення  автономності  енергообміну  між  системою накопичення енергії та тяговим електроприводом. Проведено опис роботи схем та показано, що  при  виборі  напруги  проміжної  ланки  не  вище  1000В  можливе  використання  серійних технічних  рішень  в  обладнанні  системи  накопичення  енергії.  Запропоновані  гібридні  тягові системи  можуть  бути  використанні  при  модернізації  чи  створенні  моторвагонного електрорухомого складу, а також бути використанні на іншому рейковому транспорті

Ключові слова:

електрорухомий склад; енергоефективність; гібридна тягова система; тяговий електропривод; накопичувач енергії; тяговий перетворювач; тяговий трансформатор; тяговий асинхронний електродвигун

Використані джерела

  1. Borsuk, Yu.V. (2025) Suburban railway transportation in Ukraine: features of territorial organization and development trends [in Ukrainian]. [Electronic resource]. Access mode: https://geography.lnu.edu.ua/wpcontent/uploads/2025/09/Borsuk_Prymiski-zaliznychni-perevezennia-v-Ukraini_2025.pdf.
  2. Ukrzaliznytsia (2025).    Suburban               train        schedule.                [in           Ukrainian].          [Electronic             resource].               Access    mode: https://uz.gov.ua/passengers/suburban_train_schedule/.
  3. Private Joint-Stock Company "Kyiv Electric Wagon Repair Plant" (2025). [in Ukrainian]. [Electronic resource]. Access mode: https://kevrz.com.ua/index.php/ua/.
  4. Chyhrinov, V. (2024). Retrospective analysis of suburban passenger transportation indicators of the regional branch of JSC «Ukrzaliznytsya». Sustainable economic development. 3(50), 458-467. [in Ukrainian] https://doi.org/10.32782/23081988/2024-50-69.
  5. Lomotko, D. V., Krasnoshtan, O. M., Kava, O. S. (2022). Ways to restore the logistics of suburban passenger rail transportation on non-electrified sections of the railway. Information and control systems in railway transport, 4, P.41-47. [in Ukrainian].
  6. Sablin, O. I., Kuznetsov, V. G., Artemchuk V. V. (2013). Problems and prospects of effective use of electricity recovery in the electric transport system. Optical-electronic information and energy technologies, 2, P. 126-130. [in Ukrainian].
  7. Buriakovskyi, S. H., Overianova, L. V., Neshcheret, V. O., Ivanov, K. I. (2023). Assessment of the energy saving potential when using energy recovery in a railcar electric rolling stock for suburban transportation. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Energy and heat engineering processes and equipment, 3(15), 52-59 https://doi.org/10.20998/2078-774X.2023.03.08. [in Ukrainian].
  8. N. A. Kostyn, A. V. Nykytenko. (2014). Autonomy of recuperative braking is the basis of reliable and energy-efficient recuperation on electromotive components of direct current. Railway transport of Ukraine, 3, P. 15–22. [in Ukrainian].
  9. Shylo, S. I. (2025). Increasing the efficiency of traction transmission of direct current electric trains: author's abstract of dissertation ... candidate of technical sciences: 05.22.09. Dnipro, 26 p. [in Ukrainian].
  10. Zabarylo D. O. (2015). Increasing the efficiency of dual-supply electric rolling stock with asynchronous traction drive: author's abstract of thesis ... candidate of technical sciences: 05.22.09. Dnipropetrovsk. 25 p. [in Ukrainian]. 
  11. Demydov O. V. (2021). Energy-efficient gearless traction drive of a suburban electric train based on a synchronous motor with permanent magnets: author's abstract of the dissertation ... candidate of technical sciences: special. 05.22.09 Kharkiv, 21 p. [in Ukrainian].
  12. Mukha, A. M. (2011). Development of scientific foundations for the creation of traction power transmissions of multisystem electric locomotives [Text]: dissertation ... Dr. Tech. Sciences: 05.22.09. Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after V. Lazaryan, - 362 pages. [in Ukrainian].
  13. Hulak S. O. (2020). Increasing the energy performance of AC electric locomotives due to reactive power compensation adapted to the power supply system: dissertation ... candidate of technical sciences: special 05.22.09:– Kharkiv, 209 p. [in Ukrainian].
  14. Krasnov O. O. (2020). Active traction converter for AC electric locomotives with collector traction motors: dis. ... candidate of technical sciences : 05.22.09 : Kharkiv, 188 p. [in Ukrainian].
  15. Overianova, L.V. (2014). Determination of parameters and assessment of properties of electromechanical inertial energy storage devices for suburban electric trains: author's abstract of the dissertation of candidate of technical sciences: 05.22.09, Kharkiv, 20 p. [in Ukrainian].
  16. Sulym, A.O. (2023). Increasing the efficiency of electricity use for regenerative braking of metro trains by introducing onboard capacitive energy storage devices [Text]: monograph. State Property Fund of Ukraine, State Enterprise "Ukr. Research Institute of Carriage Building" (SE "UkrNDIV"). Kremenchuk: SE "UkrNDIV", 104 p. [in Ukrainian].
  17. Kondratieva L. Yu. (2025). Energy-efficient control of the traction electric drive of a quarry locomotive with a combined power plant: dissertation ... doctor of philosophy : special. 141, Kharkiv, 193 s. [in Ukrainian].
  18. Yatsko, S., Vashchenko, Ya., Sydorenko, A. (2019). Development of strategies for reducing traction energy consumption by electric rolling stock. JCPEE, Volume 9, Number 1, pp. 44-51 https://doi.org/10.23939/jcpee2019.01.044.
  19. Maslii, A., Buriakovskyi, S., Antonenko, R., Gevrasov, V., Maslii, A. (2025). Assessing the applicability of energy storage system for plug-in hybrid traction system in rail rolling stock. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (136), 22–31. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.337731.
  20. Afanasov, A. M., Lynyk, D. I., Arpul, S. V., Bilukhin, D. S., Vasyliev, V. Ye. (2022). Prospects for the use of autonomous electric trains with on-board energy storage. Transport systems and transportation technologies, (23), S.46-51. https://doi.org/10.15802/tstt2022/261652.
  21. Steiner, M., Klohr, M., Pagiela, S. (2007). Energy storage system with ultracaps on board of railway vehicles. 2007 European Conference on Power Electronics and Applications, Aalborg, Denmark, pp. 1-10, https://doi.org.10.1109/EPE.2007.4417400.
  22. Kono, Y., Shiraki, N., Yokoyama, H., Furuta, R. (2014). Catenary and storage battery hybrid system for electric railcar series EV-E301. 2014 International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE ASIA), Hiroshima, Japan, 2014, pp. 2120-2125, https://doi.org.10.1109/IPEC.2014.6869881.
  23. Ogasa, M. (2010), Application of Energy Storage Technologies for Electric Railway Vehicles—Examples with Hybrid Electric Railway Vehicles. IEEJ Trans Elec Electron Eng, 5: 304-311. https://doi.org/10.1002/tee.20534. 
  24. Yoshiaki, TAGUCHI, Satoshi KADOWAKI, Takayuki NAKAMURA, Masaki MIKI, Kenji HATAKEDA, Yoshimasa ARITA. (2015). Development of a Traction Circuit for Battery-powered and AC-fed Dual Source EMU and Running Test Evaluation of the On-board Battery Performance, Quarterly Report of RTRI, Volume 56, Issue 2, Pages 98-104, Released on J-STAGE June 09, 2015, https://doi.org/10.2219/rtriqr.56.98, [Electronic resource]. Access mode: https://www.jstage.jst.go.jp/article/rtriqr/56/2/56_98/_article/-char/en.
  25. Bombardier      Talent      3             Battery    Train       (2025)     [Electronic             resource].          Access    mode:      https://www.railwaytechnology.com/projects/bombardier-talent-3-battery-train/?cf-view&cf-closed.
  26. FLIRT              Akku:      continues               where      the           overhead line         ends        (2025)          [Electronic             resource].               Access    mode: https://www.stadlerrail.com/en/solutions/rolling-stock/mainline-flirt-akku.
  27. Hybrid             Multiple Units       (2025)     [Electronic             resource].               Access    mode: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:0a451202-2be4-485d-a736-974d74263e63/siemens-mobilitymireo-plus-b-mireo-plus-h-en.pdf.
  28. Becker,F., Dämmig, A. (2016). Catenary free operation of light rail vehicles — Topology and operational concept. 18th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'16 ECCE Europe), Karlsruhe, Germany, pp. 1-10, https://doi.org.10.1109/EPE.2016.7695286.
  29. Battery Powered Trains (2025) [Electronic resource]. Access mode: https://www.hitachirail.com/products-andsolutions/rolling-stock/battery-powered-trains/.
  30. Karkosiński, D., Stromski, P., Karkosińska Brzozowska, N. (2021). Hybrid energy storage for electric multiple units to operate at the partially electrified line Gdynia-Hel. Rail Vehicles. Pojazdy Szynowe, (1), 18–32. https://doi.org/10.53502/RAIL-138488.
  31. Steimel, A. (2008). Electric traction - motive power and energy supply : basics and practical experience. Access mode: https://www.iqytechnicalcollege.com/Electric%20Traction%20-%20Motion%20Power%20and%20Energy%20Supply_%20Basics%20and%20Practical%20Experience.pdf.
  32. Eckel, H.-G., Bakran, M. M., Krafft, E. U., Nagel, A. (2005). A new family of modular IGBT converters for traction applications. 2005 European Conference on Power Electronics and Applications, Dresden, Germany, P.10, https://doi.org/10.1109/EPE.2005.219248.  
  33. Plakhtii, O., Nerubatskyi, V., Sushko, D., Ryshchenko, I., Tsybulnyk, V., & Hordiienko, D. (2019). Improving energy characteristics of ac electric rolling stock by using the three-level active four-quadrant rectifiers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(8 (100), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.174112.
  34. Bakran M. M., Eckel, H.-G., Eckert, P., Gambach, H., Wenkemann, U. Comparison of multisystem traction converters for high-power locomotives. 2004 IEEE 35th Annual Power Electronics Specialists Conference, Aachen, Germany, 2004, pp. 697-703 Vol.1, https://doi.org/10.1109/PESC.2004.1355833. 
  35. Farnesi, S., Marchesoni, M., Passalacqua, M., Vaccaro, L. (2019). Solid-State Transformers in Locomotives Fed through AC Lines: A Review and Future Developments. Energies, 12(24), 4711. https://doi.org/10.3390/en12244711
  36. BORDLINE® M400_DC_3000V_M For Hybrid Bi-Mode Locomotives (2025) [Electronic resource]. Access mode: https://library.e.abb.com/public/5f0dd4e9c23c4f19842ac96a34a85872/BORDLINE%20M400_DC_3000V_M.pdf.
  37. Dong-Uk Kim,  Jin-Hyuk Park,  Seung-Hwan Lee,  Sungmin Kim (2025). Development of medium voltage single-phase solid-state transformer for high-speed railway vehicles: reduced scale verification results. High Voltage, 10(3), 555–569 (2025). https://doi.org/10.1049/hve2.70061.
  38. Morel, F., Stackler, C., Ladoux, P., Fouineau, A., Wallart, F., Evans, N., Dworakowski, P. (2019). Power electronic traction transformers in 25 kV / 50 Hz systems: Optimisation of DC/DC Isolated Converters with 3.3 kV SiC MOSFETs. PCIM Europe 2019; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management, Nuremberg, Germany, 2019, pp. 1-8.
  39. E. S. Lee, J. H. Park, M. Y. Kim, J. S. Lee. (2022). High-Efficiency Module Design of Solid-State Transformers for Railway Vehicles, IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 8, no. 1, pp. 98-120, https://doi.org/10.1109/TTE.2021.3101733.
  40. Adamowicz, M., Szewczyk, J. (2020). SiC-Based Power Electronic Traction Transformer (PETT) for 3 kV DC Rail Traction. Energies, 13(21), 5573. https://doi.org/10.3390/en13215573.
Поділитися
Facebook
Twitter
LinkedIn
Email
Telegram
Viber
WhatsApp

https://doi.org/10.32703/2617-9040-2025-46-5

Адреса
03049, Україна, г. Київ,
вул. Івана Огієнка, 19


Email
ntu@tstjournal.org.ua

Основна інформація
  • Цілі та проблематика
  • Індексація журналу
  • Умови публікації
  • Редакційна колегія
  • Публікаційна етика
Додаткова інформація
  • Політика скарг
  • Процес рецензування
  • Політика відкритого доступу
  • Політика антиплагіату
  • Політика використання генеративного ШІ
  • Політика архівування матеріалів