Отзывы официальных оппонентов (Управление асинхронными тяговыми электродвигателями тележки локомотива в предельных по сцеплению режимах движения)

Отзыв официального оппонента Пречисского В.А.на диссертацию Тарасова Алексея Николаевича«Управление асинхронными тяговь1ми электродвигателями тележкилокомотива в предельных по сцеплению режимах движения»,представленную на соискание учёной степени кандидата технических наукпо специальности о5.09.03 -Электротехнические комплексы и системыАктуальность темы диссертационного исследованияАсинхронные двигатели активно внедряются для локомотивной тяги вовсём мире. Актуальность выбранной автором темы определяется, в первуюочередь,целесообразностьювсовременныхусловияхразвиватьисовершенствовать на российских локомотивах отечественные системы иалгоритмы управления асинхронным тяговь1м электроприводом, используядляисследованияфункционированияприводасовременныеметодыматематического и компьютерного моделирования и опытные образцы новь1хлокомотивов.Автор диссертации принимал участие в создании на Людиновскомтепловозостроительном заводе гибридного маневрово-вывозного тепловозаТЭМ9Н с асинхронными тяговь1ми двигателями (АТд) в рамках пилотногопроекта.

По экономическим показателям и условиям размещения наманевровых тепловозах целесообразно применять крупповое питание АТдтележки от одного преобразователя частоть1. Реализовать предельные усилия,необходимые маневровым и грузовым тепловозам при разгоне тяжеловеснь1хсоставов (избегая при этом попадания в зону повышенного проскальзыванияколёс), сложнее при параллельном питании асинхронных двигателей отодного частотного преобразователя, чем при индивидуальном подключенииАТд.Такоерегулированиепоканедостаточноотработано,поэтомуисследование управления асинхронными тяговь1ми электродвигателямитележки локомотива в предельных по сцеплению режимах движенияявляется востребованной научно-технической задачей.1Степень обоснованности научных положений, выводови рекомендаций, сформулированных в диссертацииМетодика и результаты исследований, рекомендации и выводы,представленные в диссертации, достаточно обоснованы, что обеспечиваетсяправильным методологическим подходом:предварительным глубокимизучением и сопоставлением существующих систем управления тяговымэлектроприводомнапределесцепленияидальнейшиманализомпредлагаемых принципов управления с применением математическихмоделей, современных про1раммных комплексов, численнь1х и натурныхэкспериментов.достоверность и новизна результатов исследованийдля решения задач исследования автор использует апробированныеметоды математического моделирования электрических и механическихсистем,электромеханическихрезультатовчисленнь1хпреобразователей,экспериментовсатакжеосциллограммамисравнениенатурныхиспытаний гибридного маневрово-вывозного тепловоза ТЭМ9Н, в разработкеи испь1таниях которого автор диссертации принимал участие.

Результаты,полученные путём моделирования на ЭВМ отдельных режимов работысистемыуправления(СУ),длякоторыхпроизводилисьнатурныеэксперименты, удовлетворительно совпадают с осциллограммами испытанийСУ ТЭМ9Н, что, наряду с корректностью принятых допущений иразработанныхнаихосновемоделей,обеспечиваетдостоверностьполученных результатов исследования.При анализе вариантов управления тяговь1м электроприводом (ТЭП)автором диссертации разработана удачнаяклассификацияалгоритмовуправления в режиме реализации предельных усилий, объединившаяалгоритмы реализации максимальных по сцеплению усилий в отдельнуюгруппу, позволяющую выделить современный подход к построению системуправления, при котором ТЭП специально выводится на предел сцепления.2К основнь1м результатам диссертационной работы, обладающиминаучной новизной, относятся также следующие положения:-способ и алгоритмы управления тяговь1м электроприводомлокомотива с групповым питанием двух асинхронных двигателей тележкиприиспользованиивариантапрямогоуправлениярезультирующиммоментом с общей адаптивной моделью двигателя и применением в системеуправления в режиме тяги сигнала скорости АТд первой оси тележки, а врежиме торможения - скорости АТд второй оси тележки;-математические и комплекснь1е компьютерные модели тяговогоэлектропривода гибридного маневрово-вывозного тепловоза ТЭМ9Н сгрупповым питанием асинхронных двигателей тележки от одного инвертораи системой управления, выводящей на предел сцепления ось с меньшейвертикальной нагрузкой;-результатыпоказавшие,чтоисследованиясистемафункционированияработоспособнаприТЭПтележки,разбросезначенийсопротивления обмотки статора параллельно работающих двигателей до 15%при правильном определении значения среднего сопротивления статораобщей адаптивной модели АТд и позволяет обеспечить реализациюпотенциальных условий сцепления не менее чем на 90°/о при существенномразличии вертикальных нагрузок осей тележки.Теоретическая и практическая значимость полученныхрезультатовТеоDетическVю значимость имеют:- классификация алгоритмов управления ТЭП локомотивов в режимереализации предельных по сцеплению усилий;-способиалгоритмылокомотива с параллельнымуправленияподключениемтяговымэлектроприводомасинхронных двигателейтележки к одному инвертору;-математическиемоделиподсистемгибридногоманеврового3тепловозаТЭМ9Ниметодикаразработкикомплексныхэлектромеханических моделей ТЭП;Практическая значимость состоит в следующем:-разработанныемодели,методикимоделированияпозволяютанализировать и отрабатывать перспективные варианты управления ТЭПтележкиспараллельнымпитаниемасинхронныхдвигателейотпреобразователя частоты ;- результаты исследования функционирования ТЭП тележки тепловозаТЭМ21 при варьировании потенциального коэффициента сцеплениявдиапазоне от о,4 до о,1 и разбросе параметров параллельно работающих АТддо15О/оподтверждаютработоспособностьсистемыиобеспечениепотенциальных условий сцепления на уровне 90°/о в режиме реализациипредельных усилий;-предложенная методика определения резонансных частот ТЭП намоделимеханическойчастилокомотивавквазистационарныхинестационарных режимах движения (с учётом всех нелинейностей модели)интересна для использования в качестве одного из инструментов частотногоанализа в программном комплексе «Универсальный механизм».Оценка содержания диссертации, её завершённости в целомдиссертационная работа Тарасова А.Н.

общим объемом 144 страницысостоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка,включающего 121 наименование, и приложений.Во введении обозначена актуальность темы диссертации и дана краткаяхарактеристика работы.Первая глава носит обзорный характер - здесь автор анализируетсуществующие системы управления ТЭП и аргументирует целесообразностьприменениявасинхронномтяговомэлектроприводесреализациейпредельных усилий вариантов системы прямого управления моментом сдатчикомчастотывращения.Вэтойжеглавевыполнена удачная4классификацияалгоритмовуправленияТЭПврежимереализациипредельных усилий, сформулированы цели и задачи научного исследования.ВО второй главе представлен способ, функциональная схема иалгоритмы работы системы управления тяговь1м электроприводом тележкилокомотива с реализацией предельных тяговь1х и тормозных усилий пригрупповомуправленииасинхроннымидвигателями,вь1полненоматематическое и компьютерное моделирование СУ.

Приведены результатымоделирования разгона ТЭП с учётом перехода с многократной наоднократную коммутацию вентилей автономного инвертора напряжения(АШ1). Выполнено сравнение результатов экспериментального исследованияТЭП тепловоза ТЭМ9Н с результатами моделирования аналогичного режимапри представлении АИН коммутационными функциями. Сопоставлениеэкспериментальных и расчётных данных подтверждает достоверностьрезультатов моделирования.Третья глава посвящена разработке математических и компьютерныхмоделей механической части ТЭП, которые весьма важны при анализепредельных по сцеплению усилий. Разработаны два варианта моделей:1 ) упрощённая модель ТЭП, с составлением математических уравненийна основе принципа даламбера и расчётом коэффициента сцепления пометодике Н.Н.

Меншутина;2)модель«Универсальныйтепловозамеханизм»ТЭМ9Нсвысокойвпро1раммномстепеньюкомплекседетализации,автоматическим синтезом уравнений движения и расчётом коэффициентасцепления по методике О. Полаха. С использованием детализированноймодели тепловоза ТЭМ9Н определены резонансные частоты ТЭП пометодике, предложенной автором, при работе на восходящем участкехарактеристики сцепления и при срыве сцепления (на падающем участке).Установленоизменениеприсрывесцеплениясобственнойчастотыколебаний колёс с узлом на оси колёсной пары.В четвертой главе разработаны комплексные электромеханические5модели ТЭП, включающие электрическую и механическую подсистемы ивь1полнено исследование динамических процессов реализации предельныхусилий при использовании в СУ сигнала обратной связи по скорости АТдразличных осей тележки и изменении следующих факторов: потенциальногокоэффициента сцепления и сопротивления обмоток статора и роторапараллельно работающих АТд.Взаключенииприведеныосновнь1ерезультатыивыводы,обоснованные в основной части диссертации.Таким образом, диссертация в целом обладает внутренним единством иполностью завершена.Соответствие содержания автореферата основнь1м идеям и вьIводамдиссертацииСодержание автореферата соответствует основнь1м положениям исодержанию диссертации и отражает, цель, идеи, задачи и научныерезультаты работы.Замечания по диссертационной работе1.Автор неудачно использует термин «разрывное управление»,обозначающий целый класс способов дискретного управления (в первуюочередь релейных систем), в то время как в диссертации используютсяварианты только одной системы, а именно - прямого управления моментом.2.колёсНа рисунке 2.15 для релейного регулятора проскальзываниявместовеличиныприращенийускоренияследовалоуказатьпереключаемые значения задания ускорения аі и ао.3.При переходе в режим однократной коммутации наблюдаетсязначительный бросок тока статора (рис.