Mathematical Modeling of AC Electric Point Motor
Loading...
Files
Date
2014
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені акдеміка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
EN: Purpose. In order to ensure reliability, security, and the most important the continuity of the transportation process, it
is necessary to develop, implement, and then improve the automated methods of diagnostic mechanisms, devices and rail transport systems. Only systems that operate in real time mode and transmit data on the instantaneous state of the control
objects can timely detect any faults and thus provide additional time for their correction by railway employees. Turnouts
are one of the most important and responsible components, and therefore require the development and implementation of
such diagnostics system. Methodology. Achieving the goal of monitoring and control of railway automation objects in real time is possible only with the use of an automated process of the objects state diagnosing. For this we need to know
the diagnostic features of a control object, which determine its state at any given time. The most rational way of remote diagnostics is the shape and current spectrum analysis that flows in the power circuits of railway automatics. Turnouts include electric motors, which are powered by electric circuits, and the shape of the current curve depends on both the condition of the electric motor, and the conditions of the turnout maintenance. Findings. For the research and analysis of AC electric point motor it was developed its mathematical model. The calculation of parameters and interdependencies between the main factors affecting the operation of the asynchronous machine was conducted. The results of the model operation in the form of time dependences of the waveform curves of current on the load on engine shaft were obtained. Originality. During simulation the model of AC electric point motor, which satisfies the conditions of adequacy was built. Practical value. On the basis of the constructed model we can study the AC motor in various mode of operation, record
and analyze current curve, as a response to various changes of the load on engine shaft.
RU: Цель. Для обеспечения надежности, безопасности, а самое главное – непрерывности перевозочного процесса, необходимо разрабатывать, внедрять, а затем и усовершенствовать автоматизированные методы диагностики аппаратов, устройств и систем железнодорожного транспорта. Только лишь системы, которые работают в режиме реального времени и передают данные о мгновенном состоянии объектов контроля, могут своевременно обнаружить какие-либо неисправности и таким образом обеспечить дополнительное время на их устранение работниками железнодорожного транспорта. Стрелочные переводы являются одним из важнейших и ответственных узлов, а поэтому требуют разработки и внедрения подобной системы диагностики. Методика. Достижение цели наблюдения и контроля за объектами железнодорожной автоматики в режиме реального времени возможно только с применением автоматизированного процесса диагностирования состояния объектов. Для этого необходимо знать диагностические признаки объекта контроля, по которым определять его состояние в каждый момент времени. Наиболее рациональным способом дистанционной диагностики является анализ формы и спектра тока, протекающего в силовых цепях объектов железнодорожной автоматики. Стрелочные переводы содержат электродвигатели, которые получают питание по электрическим цепям, а форма токовой кривой зависит как от состояния самого электродвигателя, так и от условий технического содержания стрелки. Результаты. Для исследования и анализа работы стрелочного электродвигателя переменного тока была разработана его математическая модель. Проведен расчет параметров и взаимозависимостей между основными показателями, влияющими на работу асинхронной машины. Получены результаты работы модели в виде временных зависимостей формы сигналов токовых кривых от нагрузки на валу двигателя. Научная новизна. В процессе моделирования была построена модель стрелочного электродвигателя переменного тока, которая удовлетворяет условиям адекватности. Практическая значимость. На основании построенной модели можно изучать работу электродвигателя в различных режимах работы, записывать и анализировать кривую тока, как реакцию на различные изменения нагрузки на валу двигателя.
UK: Мета. Для забезпечення надійності, безпеки, а найголовніше – безперервності перевізного процесу, необхідно розробляти, впроваджувати, а потім і вдосконалювати автоматизовані методи діагностики апаратів, пристроїв і систем залізничного транспорту. Тільки лише системи, які працюють в режимі реального часу і передають дані про миттєвий стан об’єктів контролю, можуть своєчасно виявити будь-які пошкодження і таким чином забезпечити додатковий час на їх усунення працівниками залізничного транспорту. Стрілочні переводи є одним з найважливіших і відповідальних вузлів, а тому вимагають розробки та впровадження подібної системи діагностики. Методика. Досягнення мети спостереження і контролю за об’єктами залізничної автоматики в режимі реального часу можливо тільки із застосуванням автоматизованого процесу діагностування стану об’єктів. Для цього необхідно знати діагностичні ознаки об’єкта контролю, за якими визначати його стан у кожний момент часу. Найбільш раціональним способом дистанційної діагностики є аналіз форми і спектра струму, що протікає в силових ланцюгах об’єктів залізничної автоматики. Стрілочні переводи містять електродвигуни, які отримують живлення по електричних колах, а форма струмової кривої залежить як від стану самого електродвигуна, так і від умов технічного утримання стрілки. Результати. Для дослідження та аналізу роботи стрілочного електродвигуна змінного струму була розроблена його математична модель. Проведено розрахунок параметрів і взаємозалежностей між основними показниками, що впливають на роботу асинхронної машини. Отримано результати роботи моделі у вигляді часових залежностей форми сигналів струмових кривих від навантаження на валу двигуна. Наукова новизна. У процесі моделювання була побудована модель стрілочного електродвигуна змінного струму, яка задовольняє умовам адекватності. Практична значимість. На підставі побудованої моделі можна вивчати роботу електродвигуна в різних режимах роботи, записувати й аналізувати криву струму, як реакцію на різні зміни навантаження на валу двигуна.
RU: Цель. Для обеспечения надежности, безопасности, а самое главное – непрерывности перевозочного процесса, необходимо разрабатывать, внедрять, а затем и усовершенствовать автоматизированные методы диагностики аппаратов, устройств и систем железнодорожного транспорта. Только лишь системы, которые работают в режиме реального времени и передают данные о мгновенном состоянии объектов контроля, могут своевременно обнаружить какие-либо неисправности и таким образом обеспечить дополнительное время на их устранение работниками железнодорожного транспорта. Стрелочные переводы являются одним из важнейших и ответственных узлов, а поэтому требуют разработки и внедрения подобной системы диагностики. Методика. Достижение цели наблюдения и контроля за объектами железнодорожной автоматики в режиме реального времени возможно только с применением автоматизированного процесса диагностирования состояния объектов. Для этого необходимо знать диагностические признаки объекта контроля, по которым определять его состояние в каждый момент времени. Наиболее рациональным способом дистанционной диагностики является анализ формы и спектра тока, протекающего в силовых цепях объектов железнодорожной автоматики. Стрелочные переводы содержат электродвигатели, которые получают питание по электрическим цепям, а форма токовой кривой зависит как от состояния самого электродвигателя, так и от условий технического содержания стрелки. Результаты. Для исследования и анализа работы стрелочного электродвигателя переменного тока была разработана его математическая модель. Проведен расчет параметров и взаимозависимостей между основными показателями, влияющими на работу асинхронной машины. Получены результаты работы модели в виде временных зависимостей формы сигналов токовых кривых от нагрузки на валу двигателя. Научная новизна. В процессе моделирования была построена модель стрелочного электродвигателя переменного тока, которая удовлетворяет условиям адекватности. Практическая значимость. На основании построенной модели можно изучать работу электродвигателя в различных режимах работы, записывать и анализировать кривую тока, как реакцию на различные изменения нагрузки на валу двигателя.
UK: Мета. Для забезпечення надійності, безпеки, а найголовніше – безперервності перевізного процесу, необхідно розробляти, впроваджувати, а потім і вдосконалювати автоматизовані методи діагностики апаратів, пристроїв і систем залізничного транспорту. Тільки лише системи, які працюють в режимі реального часу і передають дані про миттєвий стан об’єктів контролю, можуть своєчасно виявити будь-які пошкодження і таким чином забезпечити додатковий час на їх усунення працівниками залізничного транспорту. Стрілочні переводи є одним з найважливіших і відповідальних вузлів, а тому вимагають розробки та впровадження подібної системи діагностики. Методика. Досягнення мети спостереження і контролю за об’єктами залізничної автоматики в режимі реального часу можливо тільки із застосуванням автоматизованого процесу діагностування стану об’єктів. Для цього необхідно знати діагностичні ознаки об’єкта контролю, за якими визначати його стан у кожний момент часу. Найбільш раціональним способом дистанційної діагностики є аналіз форми і спектра струму, що протікає в силових ланцюгах об’єктів залізничної автоматики. Стрілочні переводи містять електродвигуни, які отримують живлення по електричних колах, а форма струмової кривої залежить як від стану самого електродвигуна, так і від умов технічного утримання стрілки. Результати. Для дослідження та аналізу роботи стрілочного електродвигуна змінного струму була розроблена його математична модель. Проведено розрахунок параметрів і взаємозалежностей між основними показниками, що впливають на роботу асинхронної машини. Отримано результати роботи моделі у вигляді часових залежностей форми сигналів струмових кривих від навантаження на валу двигуна. Наукова новизна. У процесі моделювання була побудована модель стрілочного електродвигуна змінного струму, яка задовольняє умовам адекватності. Практична значимість. На підставі побудованої моделі можна вивчати роботу електродвигуна в різних режимах роботи, записувати й аналізувати криву струму, як реакцію на різні зміни навантаження на валу двигуна.
Description
S. Buryak: ORCID 0000-0002-8251-785X
Keywords
mathematical modeling, electric motors, turnout, electric drive, railway automation, automated diagnostics, математическое моделирование, электродвигатели, стрелочный перевод, электропривод, железнодорожная автоматика, автоматизированная диагностика, математичне моделювання, електродвигуни, стрілочний перевід, електропривод, залізнична автоматика, автоматизоване діагностування, КАТЗ
Citation
Buryak, S. Yu. Mathematical Modeling of AC Electric Point Motor / S. Yu. Buryak // Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – 2014. – № 2 (50). – С. 7–20. – doi: 10.15802/stp2014/23740.