Про метод розрахунку рейкових кіл із урахуванням властивостей феромагнетиків в умовах впливу завад тягового струму

Abstract

UK: Мета. У роботі необхідно дослідити електромагнітні процеси в дросель-трансформаторі з метою підвищення завадостійкості рейкових кіл (РК) та, як наслідок, підвищення безпеки руху на залізниці. Методика. Для досягнення поставленої мети застосовано методи наукового аналізу, математичного моделювання, експериментального дослідження, масштабного моделювання. Результати. Розглянуто перешкоди, що впливають на нормальну працездатність рейкових кіл. Значною мірою частина пошкоджень у рейковому колі доводиться на відмову в його апаратурі. Апаратура рейкового кола підключена безпосередньо до рейкової лінії, схильної до впливу перешкод тягового струму, які викликають у них зміну електричних характеристик та електромагнітних властивостей. Нормальна працездатність при виконанні основних режимів роботи рейкового кола визначається попереднім розрахунком її характеристик та складанням регулювальних нормативних таблиць. Проаналізовано класичний метод визначення параметрів рейкового ланцюга. Класичний метод розрахунку передбачає подання окремих ділянок електричної схеми рейкових кіл чотириполюсниками з відомими коефіцієнтами, зазвичай в А-формі. Відшукування коефіцієнтів схем із лінійними елементами не представляє метрологічних та математичних труднощів. Разом із тим, у ланцюгах, що містять нелінійні феромагнетики (ФМ), отримання коефіцієнтів на всьому діапазоні зміни індукцій у сердечниках − досить важке завдання, оскільки класичні методи холостого ходу (ХХ) та короткого замикання (КЗ) стають неприйнятними. Це призводить до ускладнення методів визначення, як модуля, так і аргументів коефіцієнтів чотириполюсників. Замість класичного методу запропонований метод розрахунку рейкового кола з урахуванням нелінійної характеристики феромагнетиків. Наукова новизна. У статті розглянуто новий підхід до розрахунку рейкового кола з урахуванням втрат у феромагнетиках без пошуку коефіцієнтів чотириполюсників схеми заміщення. При побудові моделі перемагнічування ФМ у паралельних магнітних полях найбільш точними є апроксимаційні методи, що враховують не тільки зміни величин і у часі, а ще й їх похідні. З розвитком обчислювальної техніки та програмного забезпечення математичні методи розрахунку РК при значній зміні індуктивності феромагнетиків, включаючи ділянки насичення, стають реальними. При цьому важливим є пошук апроксимуючого аналітичного виразу, що описує динамічну граничну петлю гістерезису (ПГ). Практична значимість. Проведено аналіз зміни електричних параметрів одного й того ж РК при розрахунку класичним і новим методом: різниця склала не більше 10 %. Наведено деякі заходи з підвищення експлуатаційної завадостійкості РК.