Використання глибокого послаблення збудження для тягових двигунів магістральних електровозів
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро
Abstract
UKR: Мета.Ураховуючи необхідність поліпшення експлуатаційних властивостей сучасного магістрального рухо-мого складу, автори передбачають проаналізувати можливості використання більш глибокого регулювання ослаблення збудження. Методика. Виконано аналіз роботи тиристорно-імпульсного перетворювача електропоїзда ЕР200. Установлено, що в режимі розгону на граничній тяговій характеристиці необхідно розглядати дві зони: зону сталого значення сили тяги йзону сталої потужності. Запропоновано методику визначення мінімального значення коефіцієнтаослаблення збудження для різних типів тягових двигунів постійного йпульсувального струму. Для аналізу використано методи теоретичного дослідження йаналітичного розрахунку електричних кіл, теоретичних основ електричної тяги, математичного моделювання електричних та енергетичних процесів. Результати.Проведений комплекс теоретичних досліджень і розрахунків дозволяє підтвердити технічну можливість використання глибокого ослаблення збудження для регулювання швидкості йотримання додаткових безреостатних позицій для рухомого складу з тяговими двигунами постійного йпульсувального струму. Визначено величину мінімального коефіцієнта ослаблення збудження длярізних типів тягових двигунів. Наукова новизна.Удосконалено методику визначення мінімального значення коефіцієнта ослаблення збудження для тягових двигунів магістральних електровозів участинівикористання більш глибокого регулювання магнітного потоку, заміни використання даних експериментальних досліджень теоретичними дослідженнями, суть яких полягає уформуваннінеобхідного виду граничної тягової характеристики за рахунок зменшення мінімально допустимого значення коефіцієнта збудження, що дозволить зменшити витрати електричної енергії. Отримали подальший розвиток дослідження з визначення кількісних показників витратиелектричної енергії для аналізу резервів енергозбереженняна магістральному транспорті. Практична значимість. Результати теоретичних досліджень можуть стати основою для модернізації магістральних електровозів постійного й пульсувального струму із системами глибокого регулювання ослаблення збудження. Проведені дослідження дозволять розробити рекомендації щодо проєктування систем регулювання магнітного потоку тягових двигунів із поліпшеними техніко-економічними характеристиками, які здатні підвищити ефективність перевізного процесу на магістральному транспорті.
ENG: Purpose. Given the need to improve the performance of modern mainline rolling stock, the authors analyze the possibility of using deeper regulation of attenuation. Methodology. The analysis of the operation of the thyristor-pulse converter of ER200 electric train is performed. It is established that in the acceleration mode at the limit traction characteristic it is necessary to consider two zones: the zone of constant value of traction force and the zone of constant power. A method for determining the minimum value of the attenuation coefficient for different types of DC and PC traction motors was proposed. The methods of theoretical research and analytical calculation of electrical circuits, theoretical foundations of electric traction, mathematical modeling of electrical and energy processes were used for the analysis. Findings. The complex of theoretical research and calculations allows confirming the technical possibil-ity of deep attenuation use to regulate the speed regulation and obtain additional cross-the-line positions for the rolling stock with DC and PC traction motors. The minimum attenuation coefficient value for different types of traction motors was determined. Originality. The methodology for determining the minimum value of the attenuation coefficient for traction motors of main electric locomotives in terms of using deeper magnetic flux control, replacing the use of experimental research data with theoretical studies. The essence of the studies is to form the required type of the limit traction characteristics by reducing the minimum permissible value of the excitation coefficient, which will reduce the electricity consumption. The research on determination of quantitative indicators of electricity consumption for the analysis of energy saving reserves on the main transport was further developed. Practical value. The results of theoretical research can be the basis for the modernization of main electric locomotives of direct and pulsating current with the systems of deep attenuation regulation. The research conducted will make it possible to create recommendations on designing the systems of magnetic flux regulation for traction engines with the improved technical and economic characteristics which are capable to increase the transport process efficiency on the main transport.
ENG: Purpose. Given the need to improve the performance of modern mainline rolling stock, the authors analyze the possibility of using deeper regulation of attenuation. Methodology. The analysis of the operation of the thyristor-pulse converter of ER200 electric train is performed. It is established that in the acceleration mode at the limit traction characteristic it is necessary to consider two zones: the zone of constant value of traction force and the zone of constant power. A method for determining the minimum value of the attenuation coefficient for different types of DC and PC traction motors was proposed. The methods of theoretical research and analytical calculation of electrical circuits, theoretical foundations of electric traction, mathematical modeling of electrical and energy processes were used for the analysis. Findings. The complex of theoretical research and calculations allows confirming the technical possibil-ity of deep attenuation use to regulate the speed regulation and obtain additional cross-the-line positions for the rolling stock with DC and PC traction motors. The minimum attenuation coefficient value for different types of traction motors was determined. Originality. The methodology for determining the minimum value of the attenuation coefficient for traction motors of main electric locomotives in terms of using deeper magnetic flux control, replacing the use of experimental research data with theoretical studies. The essence of the studies is to form the required type of the limit traction characteristics by reducing the minimum permissible value of the excitation coefficient, which will reduce the electricity consumption. The research on determination of quantitative indicators of electricity consumption for the analysis of energy saving reserves on the main transport was further developed. Practical value. The results of theoretical research can be the basis for the modernization of main electric locomotives of direct and pulsating current with the systems of deep attenuation regulation. The research conducted will make it possible to create recommendations on designing the systems of magnetic flux regulation for traction engines with the improved technical and economic characteristics which are capable to increase the transport process efficiency on the main transport.
Description
А. Афанасов: ORCID 0000-0003-4609-2361, С. Арпуль: ORCID 0000-0003-3698-2627, Д. Білухін: ORCID 0000-0002-2791-617X, А. Шемет: ORCID 0000-0001-6914-4182, В. Васильєв: ORCID 0000-0001-7551-2332, О. Гололобова: ORCID 0000-0003-1857-8196, Р. Маркуль: ORCID 0000-0002-7630-8963
Keywords
коефіцієнт ослаблення збудження, магнітний потік, тяговий двигун, швидкість, напруга, струм, потужність, тягова характеристика, електровоз, регулятор, excitation attenuation coefficient, magnetic flux, traction engine, speed, voltage, current, power, traction characteristic, electric locomotive, regulator, КЕРС, КАТ, КТІ
Citation
Афанасов А. М., Арпуль С. В., Білухін Д. С., Шемет А. Я., Васильєв В. Є., Гололобова О. О., Маркуль Р. В. Використання глибокого послаблення збудження для тягових двигунів магістральних електровозів. Наука та прогрес транспорту. 2021. № 6 (96). С. 84–94. DOI: 10.15802/stp2021/258106.