Лінеаризування математичної моделі тягового електроприводу постійного струму
Loading...
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UKR: В статті розглядається електровоз постійного струму з індивідуальним тяговим приводом послідовного збудження. Такий привід можна представити у вигляді одновимірної електромеханічної системи, в якій керованою величиною є дотична сила тяги на ободі колісної пари. Керуючим впливом на привід буде напруга живлення двигуна. Режим управління приводом залежить від швидкості руху електровоза і струму двигуна. Оскільки зараз намітилася тенденція до підвищення швидкостей руху та впровадження нових типів рухомого складу з новою системою керування, дослідження роботи двигунів постійного струму є актуальною задачею. Метою наукової роботи є розробка математичної моделі тягового електроприводу електровозу постійного струму для дослідження впливу зміни напруги в контактній мережі на тяговий електропривод. Для досягнення поставленої мети виконано: - визначені та лінеаризовані основні рівняння та залежності, що описують процес роботи електропривода – тягового двигуна електровоза ДЕ1; - розроблена та проаналізована динамічна структура за системою лінеаризованих рівнянь; - побудовані частотні характеристики роботи тягового електропривода; - проведено моделювання перехідних процесів в електроприводі при раптовій зміні напруги та буксуванні колісної пари. Основні результати полягають у наступному: - створено математичну модель тягового електропривода електровоза ДЕ-1, яка дозволяє досліджувати динамічні режими роботи, обумовлені допущеннями моделі; - математична модель складається з трьох форм: перша форма – лінеаризовані диференційні рівняння; друга – структурні схеми та передаточні функції; третя – частотні характеристики. Запропонована математична модель може бути використана для будь-якого виду тягового електроприводу постійного струму з урахуванням його особливостей.
ENG: The direct current electric locomotive with an individual traction drive of sequential excitation are discussed in the paper. Such a motor can be represented as a one-dimensional electromechanical system, in which the controllable value is the tangential traction force on the wheel rim. The control action on the motor will be the supply voltage to the motor. The drive control mode depends on the speed of the locomotive and the motor current. Since now there is a tendency to increase the speed of movement and the introduction of new types of rolling stock with a new control system, the study of the operation of DC motors is an actuality task.The aim of the scientific work is to develop a mathematical model of a traction electric drive to study the effect of voltage changes in the contact network on a traction electric motor.To achieve the set goals, the following has been done:- the basic equations and dependencies describing the process of operation of the electric drive - traction motor of the DE1 electric locomotive were determined and linearized;- the dynamic structure according to the system of linearized equations were developed and analyzed;- the frequency characteristics of the traction electric drive were built;- the simulation of transient processes in the electric drive at a sudden voltage change and wheelset slipping was carried out.The main results are as follows:- a mathematical model of the traction electric drive of the DE-1 electric locomotive has been created, which makes it possible to investigate the dynamic modes of operation due to the assumptions of the model;- the mathematical model consists of three forms: the first form is linearized differential equations; the second - structural diagrams and transfer functions; the third is frequency characteristics.The proposed mathematical model can be used for any type of DC traction electric motors, taking into account its features.
ENG: The direct current electric locomotive with an individual traction drive of sequential excitation are discussed in the paper. Such a motor can be represented as a one-dimensional electromechanical system, in which the controllable value is the tangential traction force on the wheel rim. The control action on the motor will be the supply voltage to the motor. The drive control mode depends on the speed of the locomotive and the motor current. Since now there is a tendency to increase the speed of movement and the introduction of new types of rolling stock with a new control system, the study of the operation of DC motors is an actuality task.The aim of the scientific work is to develop a mathematical model of a traction electric drive to study the effect of voltage changes in the contact network on a traction electric motor.To achieve the set goals, the following has been done:- the basic equations and dependencies describing the process of operation of the electric drive - traction motor of the DE1 electric locomotive were determined and linearized;- the dynamic structure according to the system of linearized equations were developed and analyzed;- the frequency characteristics of the traction electric drive were built;- the simulation of transient processes in the electric drive at a sudden voltage change and wheelset slipping was carried out.The main results are as follows:- a mathematical model of the traction electric drive of the DE-1 electric locomotive has been created, which makes it possible to investigate the dynamic modes of operation due to the assumptions of the model;- the mathematical model consists of three forms: the first form is linearized differential equations; the second - structural diagrams and transfer functions; the third is frequency characteristics.The proposed mathematical model can be used for any type of DC traction electric motors, taking into account its features.
Description
Т. Сердюк: ORCID 0000-0002-2609-4071; К. Сердюк: ORCID: 0000-0002-3338-099X
Keywords
взаємне навантаження, асинхронний двигун, енергозбереження, статичний перетворювач, mutual load, asynchronous motor, energy saving, static converter, КЕТЕМ, КАТ
Citation
Кедря М. М., Сердюк Т. М., Кумпан М. Л., Сердюк К. М. Лінеаризування математичної моделі тягового електроприводу постійного струму. Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті. 2019. № 18. С. 51–58. DOI: 10.15802/ecsrt2019/254775.