Диссертация (792728)
Текст из файла
Брянский государственный технический университетНа правах рукописиТарасов Алексей НиколаевичУправление асинхронными тяговыми электродвигателями тележкилокомотива в предельных по сцеплению режимах движенияСпециальность 05.09.03 – «Электротехнические комплексы и системы»Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наукНаучный руководитель:доктор технических наук,доцент Федяева Г.А.Брянск 2017СОДЕРЖАНИЕСтр.ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................................................................................4РАЗДЕЛ 1.АНАЛИЗАЛГОРИТМОВУПРАВЛЕНИЯТЭП ЛОКОМОТИВОВ В РЕЖИМЕРЕАЛИЗАЦИИ ПРЕДЕЛЬНЫХ УСИЛИЙ ..........................................................................................................
101.1. Алгоритмы защиты от буксования и юза ............................................................................................... 111.2. Алгоритмы реализации потенциального коэффициента сцепления................................................... 311.3. Классификация алгоритмов управления ТЭП в режиме реализации предельных усилий ипостановка задачи .......................................................................................................................................... 39РАЗДЕЛ 2.СПОСОБУПРАВЛННИЯИ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЭП ССОВМЕСТНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ АД ........................................................................................................ 422.1.
Способ и алгоритмы управления ТЭП гибридного тепловоза в режиме реализации предельныхусилий .............................................................................................................................................................. 442.2. Математическое и компьютерное моделирование СУ ТЭП с совместным регулированием АТД........ 552.3. Выводы по разделу 2 ................................................................................................................................
73РАЗДЕЛ 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ТЭПГИБРИДНОГО ТЕПЛОВОЗА ............................................................................................................................ 743.1. Упрощённое моделирование механической подсистемы ТЭП .............................................................. 743.2. Моделированиемеханическойчасти гибридного тепловозаТЭМ9H с высокой степеньюдетализации .................................................................................................................................................... 823.3. Выводы по разделу 3 ................................................................................................................................
93РАЗДЕЛ4.КОМПЛЕКСНЫЕЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕМОДЕЛИТЭПССОВМЕСТНЫМРЕГУЛИРОВАНИЕМ АТД И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РЕАЛИЗАЦИИ ПРЕДЕЛЬНЫХ УСИЛИЙ ............ 944.1. Создание комплексных моделей ТЭП с совместным регулированием АТД.......................................... 944.2. Предварительный анализ реализации предельных усилий на упрощенных моделях ТЭП ................. 994.3. Исследование динамических процессов в ТЭП с совместным разрывным управлениемАТД при разгоне и торможении на пределе по сцеплению ..................................................................
10424.4. Выводы по разделу 4 .............................................................................................................................. 117ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................................................................ 119СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................................................................
121ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................................................................... 1353ВВЕДЕНИЕВ целях обновления отечественного локомотивного парка правительством Российской Федерации намечены перспективы развития транспорта до2030 года, принята Стратегия развития железнодорожного транспорта. Организация проектирования и выпуска в России локомотивов нового поколенияс асинхронным тяговым приводом предусмотрена в рамках данной стратегии. Современные тепловозы и электровозы, оснащенные мощными асинхронными тяговыми двигателями (АТД), имеющими высокий номинальныйэлектромагнитный момент, могут перевозить тяжеловесные составы и достигать в процессе работы предельных по сцеплению тяговых или тормозныхусилий даже в хороших условиях сцепления.
При этом скорость проскальзывания колес в контакте колесо-рельс увеличивается выше некоторого критического значения, и рабочая точка тягового электропривода (ТЭП) переходитв зону буксования (или юза), что может без применения специальных системи алгоритмов управления ТЭП сопровождаться ухудшением тормозных и тяговых свойств, увеличением динамическими нагрузок и износа.Изучением ТЭП с асинхронными двигателями (АД) как единой управляемой электромеханической системы занимались отечественные и зарубежные ученые: В.И.
Андерс, Х.П. Бауэр, А.Т. Бурков, М. Бушер, Ю.И. Гусевский,А.А. Зарифьян,В.Л.Кодкин,П.Г. Колпахчьян,Х.П. Котц,А.С. Курбасов, В.А. Кучумов, В.В. Литовченко, П.Ю., Петров, Е.М. Плохов,В.А. Пречисский, Г.А. Федяева, М. Флейшер, В.А. Шаров, Х.Ю. Шварц,В. Энгель и другие ученые.Однако электропривод с совместным регулированием АТД в пределахтележки, параллельно подключенных к одному инвертору, пока исследованнедостаточно и требует дальнейшей проработки.Актуальность темы. В современном тяговом электроприводе отече4ственных и зарубежных локомотивов широко внедряются двигатели переменного тока взамен традиционных коллекторных двигателей последовательного возбуждения.
На мощных локомотивах с высоким использованиемсил сцепления наибольшее распространение получил ТЭП с АТД, - это электровозы 2ЭС10, ЭП20, тепловозы 2ТЭ25А, опытный электровоз 2ЭВ120.Наибольшее использование сил сцепления, а, следовательно, и реализацию больших силы тяги и торможения удаётся достичь при отдельном регулировании каждого двигателя (поосном регулировании). Однако с учётомэкономических факторов и удобства размещения в ряде случае используютпараллельное подсоединение двигателей тележки к общему инвертору (совместное регулирование).
Тяговый электропривод с асинхронными двигателями ввиду ряда известных особенностей довольно сложен в управлении и виндивидуальном исполнении, а параллельное подключение двигателей дополнительно усложняет задачу.Динамические и тяговые качества локомотивов с АТД определяющимобразом зависят от системы управления электроприводом. В то же время, извышеперечисленных локомотивов только на тепловозе 2ТЭ25А примененыотечественные алгоритмы регулирования ТЭП. Данные алгоритмы разработаныВсероссийскимнаучно-исследовательскимиконструкторско-технологическим институтом подвижного состава (ВНИКТИ).
На российскиеэлектровозы интегрированы алгоритмы зарубежных фирм: Siemens, Alstom,Bombardier Transportation, являющиеся интеллектуальной собственностьюэтих фирм.В современных условиях весьма актуально, наряду с внедрением импортных систем управления (СУ), создавать и совершенствовать с учетоммировых достижений собственные алгоритмы управления ТЭП, используядля их отработки, как уже имеющиеся образцы локомотивов, так и новыекомпьютерные технологии.Для этих целей хорошо подходит четырехосный гибридный маневрово5вывозной тепловоз ТЭМ9H с совместным регулированием АТД, разработанный в рамках пилотного проекта Людиновским тепловозостроительным заводом.
На данном тепловозе применен комплекс технических решений в системе электропитания, снимающих ряд ограничений по управлению ТЭП посравнению с обычным электроприводом тепловоза. Использование в системеэлектропитания аккумуляторной батареи с огромным энергозапасом (300кВт*часов) и суперконденсаторов дает возможность отойти от традиционного для тепловозов ступенчатого (позиционного) изменения мощности дизеляна тягу и отрабатывать алгоритмы регулирования ТЭП с АД, применимыекак для тепловозов, так и для электровозов нового поколения.Цель диссертационной работы − повышение предельных по сцеплению усилий, реализуемых электроприводом локомотивов при совместномуправлении асинхронными тяговыми двигателями тележки.Задачи исследования:1. Анализ алгоритмов управления ТЭП в режиме реализации предельных по сцеплению усилий и обоснование применения в тяговом электроприводе систем разрывного управления АТД.2.
Разработка функциональной схемы СУ, способа и алгоритмов управления ТЭП с совместным регулированием АД тележки на пределе сцепления.3. Разработка математической и компьютерной модели СУ ТЭП с совместным управлением параллельно включённых АД на пределе сцепления.4. Разработка для механической подсистемы ТЭП гибридного маневрово-вывозного тепловоза ТЭМ9H математических и компьютерных моделей ианализ на их основе динамических процессов в ТЭП.5.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
