Стаття

Отримано 14.02.2026

Доопрацьовано 01.06.2026

Прийнято 25.06.2026

Опубліковано 04.07.2026

Взято з Том 29, № 1, 2026

Сторінки 59 -70

Riabov, I., Lysenko, Ye., Yeritsyan, B., Bilokon, I., & Zhukov, A. (2026). Research on the energy efficiency of a traction induction electric drive for a shunting locomotive. Transport Systems and Technologies, 29(1), 59-70. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2026-47-5

Дослідження енергетичної ефективності тягового асинхронного електропривода маневрового локомотива

Євген Рябов*, Євген Лисенко, Багіш Єріцян, Ірина Білоконь, Антон Жуков

yevhen.riabov@khpi.edu.ua

Модернізація парку локомотивів, які використовуються на залізницях України для виконання маневрової роботи, є вкрай важливою для підвищення надійності залізничного транспорту, зниження паливно-енергетичних витрат і мінімізації негативного впливу на навколишнє середовище. Метою цієї роботи було дослідження енергетичної ефективності асинхронного тягового привода маневрового локомотива, яка впливає на його тягові та енергетичні показники. Об’єктом дослідження було обрано маневровий тепловоз ЧМЕ3, для якого за допомогою математичного моделювання визначено показники енергетичної ефективності тягового привода з асинхронними електродвигунами потужністю 140 кВт. Результати розрахунків показали, що на тепловозі ЧМЕ3 може бути застосований асинхронний тяговий привод із чотирма або шістьма електродвигунами. Для обох варіантів виконано розрахунки дотичної потужності на різних позиціях контролера машиніста та встановлено, що обидва варіанти демонструють високі енергетичні показники. Водночас шестимоторний тяговий асинхронний електропривод забезпечив збільшення дотичної сили тяги порівняно з тяговим електроприводом із колекторними двигунами. Проведено порівняння коефіцієнта корисної дії (ККД) тягового асинхронного електропривода та стандартного електропривода з колекторними двигунами. Визначено, що ККД тягового асинхронного привода є вищим у всьому діапазоні навантажень, що підтверджує доцільність використання тягового асинхронного електропривода на маневрових локомотивах. Результати цього дослідження можуть бути використані при розробці нових маневрових локомотивів та модернізації існуючих на вітчизняних і зарубіжних підприємствах

енергетична ефективність; енерго- та ресурсозбереження; асинхронний електродвигун; потужність; рухомий склад
  1. Abouzeid, A.F., Guerrero, J.M., Endemaño, A., Muniategui, I., Ortega, D., Larrazabal, I., & Briz, F. (2020). Control strategies for induction motors in railway traction applications. Energies, 13(3), article number 700. doi: 10.3390/en13030700.
  2. Bakyt, G., Makhanova, A., Mussabekov, M., Ashirbayev, G., Zhamankulov, M., Sarsenov, K., & Mussabekova, A. (2025). Methodology for assessing the key operational efficiency indicators for removal and shunting operations of shunting locomotives. Communications – Scientific Letters of the University of Zilina, 27(4), 250-260. doi: 10.26552/com.C.2025.048.
  3. Bezruchenko, V.M., Varchenko, V.K., & Chumak, V.V. (2003). Traction electric machines of electric rolling stock. Dnipro: Dnipro National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan.
  4. Bulucea, C.A., Nicola, D.A., Rosen, M.A., Mastorakis, N.E., & Bulucea, C.A. (2016). Operation analysis of AC traction motors in terms of electromagnetic torque capability on sustainable railway vehicles. MATEC Web of Conferences, 76, article number 02005. doi: 10.1051/matecconf/20167602005.
  5. Buryakovskiy, S., Kniaziev, V., Maslii, A., Pomazan D., & Pasko, O. (2020). Improvement of performance characteristics of shunting diesel locomotives. In 2020 IEEE KhPI week on advanced technology (pp. 425-428). Kharkiv: Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250140.
  6. Buryakovskiy, S., Maslii, A., & Pomazan D. (2019). Searching of the optimum configuration of the traction electric transmission of the shunting locomotive. In 2019 IEEE international conference on modern electrical and energy systems (pp. 22-25). Kremenchuk: Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/MEES.2019.8896525.
  7. Cho, Y., Han, Y.J., Hwang, J., Yu, J., Kim, S., Lee, C., Lee, S., & Yi, K.P. (2021). Identifying technology opportunities for electric motors of railway vehicles with patent analysis. Sustainability, 13(5), article number 2424. doi: 10.3390/su13052424.
  8. de Pancorbo, S.M., Ugalde, G., Poza, J., & Egea, A. (2015). Comparative study between induction motor and synchronous reluctance motor for electrical railway traction applications. In 2015 5th international electric drives production conference (pp. 1-5). Nuremberg: Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/EDPC.2015.7323219.
  9. Falendysh, A., & Gatchenko, V. (2013). Investigation of effectiveness of CHME3 diesel locomotives, works on two-unit system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(8(66)), 27-30. doi: 10.15587/1729-4061.2013.18723.
  10. Falendysh, A.P., Chyhyryk, N.D., Sumtsov, A.L., & Kletska, O.V. (2019). The choice of the strategy of technical operation of modernized shunting locomotives. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2, 43-50. doi: 10.29202/nvngu/2019-2/7.
  11. Goolak, S., Gorobchenko, O., Holub, H., & Dudnyk, Yu. (2024). Increasing the efficiency of railway rolling stock operation with induction traction motors due to implementation of the operational system for diagnostic condition of rotor. Diagnostyka, 25(4), article number 2024404. doi: 10.29354/diag/193809.
  12. Jibin, W., Gang, Z., Zhanyu, L., Fei, D., Tingting, L., & Zhiwei, S. (2022). Electric system design for 3 000 HP (full hybrid) shunting locomotive. Electric Drive for Locomotives, 3, 116-124. doi: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.03.015.
  13. Lysenko, Y., & Riabov, Y. (2025). Improving the energy efficiency of the traction electric drive of shunting diesel locomotives. Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: Energy and Thermal Engineering Processes and Equipment, 2, 45-50. doi: 10.20998/2078-774X.2025.02.06.
  14. NTRZ. (n.d.). Retrieved from https://ntrz.com.ua/modernyzaczyya-y-remont/.
  15. Pagenkopf, J., Konrad, M., Böhm, M., Jäger, V., & Dittus, H. (2022). Alternative powertrains for shunting locomotives – analysis of feasibility and limitations. In World congress of railway research (pp. 1-6). Birmingham: German Aerospace Center.
  16. Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine No. 1550 “On the Adoption of the National Transport Strategy of Ukraine for the Period up to 2030 and Approval of the Operational Plan for its Implementation in 2025-2027”. (2024, December 27). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1550-2024-%D0%BF#Text.
  17. Riabov, I., Yeritsyan, B., Roi, S., & Kachan, A. (2025). Determination of the rational strategy of voltage regulation of the traction induction electric motor for a shunting diesel locomotive with a group-driven wheelsets. Engineering Research Express, 7, article number 025337. doi: 10.1088/2631-8695/add1af.
  18. Semenov, S., Mikhailov, E., Spivak, O., Dižo, J., Blatnický, M., & Bučko, M. (2025). Features of locomotive adhesive mass utilization in a braking mode. Manufacturing Technology, 25(3), 374-382. doi: 10.21062/mft.2025.040.
  19. Shayda, V., Yureva, O., Lysenko, Ye., & Sych, O. (2024). Improving the energy efficiency of the traction collector electric drive for shunting diesel locomotives. Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: Energy and Thermal Engineering Processes and Equipment, 2, 77-82. doi: 10.20998/2078-774X.2024.02.10.
  20. Syrotenko, Yu.V. (2016). Improving the characteristics of shunting diesel locomotives with adaptation to operating conditions. (Doctoral dissertation, Ukrainian State University of Railway Transport, Kharkiv, Ukraine).
  21. TRZ. (n.d.). Modernization of traction rolling stock. Retrieved from https://trz.com.ua/modernization-ua/.
  22. Tsypenkov, D.V., Ivanov, O.B., Bobrov, O.V., Kuznetsov, V.V., Artemchuk, V.V., & Babiak M.O. (2020). Design of electrical machines. Dnipro: National Technical University “Dnipro Polytechnic”.
  23. Ukrzaliznytsia. (n.d.). Regulatory documentation. Retrieved from https://www.uz.gov.ua/about/technical_and_social_policy/repair_docs/ndi/.
  24. Wang, S., Zhang, W., Huang, J., Wang, Q., & Sun, P. (2019). Adhesion control of heavy-duty locomotive based on axle traction control system. IEEE Access, 7, 164614-164622. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2952268.
  25. Zaika, D.O. (2024). Improving the control of the traction transmission of shunting locomotives through the use of artificial intelligence methods. (Doctoral dissertation, State University of Infrastructure and Technologies of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, Ukraine).
  26. Zhao, N., & Schofield, N. (2016). An improved induction machine design procedure for electric vehicle traction. In 8th IET international conference on power electronics, machines and drives (pp. 1-6). Glasgow: Institution of Engineering and Technology. doi: 10.1049/cp.2016.0127.

https://doi.org/10.32703/2617-9040-2026-47-5