Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/9894
Title: Аппроксимация универсальной магнитной характеристики для моделирования тяговых электрических машин
Other Titles: Апроксимація універсальної магнітної характеристики для моделювання тягових електричних машин
Approximation of Universal Magnetic Characteristic for Modelling Electric Traction Machines
Authors: Друбецкий, Антон Ефимович
Keywords: универсальная магнитная характеристика
аппроксимация
тяговый электродвигатель
индуктивные параметры
універсальна магнітна характеристика
апроксимація
тяговий електродвигун
індуктивні параметри
universal magnetic characteristics
approximation
electric traction engine
inductive parameters
КЕРС
Issue Date: 2017
Publisher: Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна
Citation: Друбецкий, А. Е. Аппроксимация универсальной магнитной характеристики для моделирования тяговых электрических машин / А. Е. Друбецкий // Наука та прогрес транспорту. — 2017. — № 1 (67). — С. 106—116. — doi: 10.15802/stp2017/94031.
Abstract: RU: Цель. В научной работе предполагается получить аналитическое выражение, описывающее универсальную магнитную характеристику и дающее возможность учитывать размагничивающее действие реакции якоря. А на базе универсальной магнитной характеристики необходимо получить универсальные выражения для индуктивных параметров тяговых электрических машин постоянного и пульсирующего токов. Методика. Универсальная магнитная характеристика (УМХ) представляет собой зависимость в относительных единицах магнитного потока от магнитодвижущей силы (МДС) обмотки возбуждения. Так как УМХ построена для машин, работающих под нагрузкой, следовательно, на самом деле она представляет собой зависимость и от МДС обмотки возбуждения, и от МДС реакции якоря. Для расчета электромеханических характеристик при неизменном возбуждении можно пользоваться одним из известных выражений, аппроксимирующих УМХ. Однако при моделировании работы тягового электродвигателя в широком диапазоне изменения возбуждения необходимо выражение, в котором присутствует вторая переменная в виде МДС реакции якоря. Такое выражение также необходимо для определения индуктивных параметров тягового электродвигателя, в большой степени зависящих от тока. Выражение для аппроксимации УМХ с двумя переменными можно получить путем анализа распределения магнитного поля в воздушном зазоре на расчетной полюсной дуге. Результаты. Автором получено выражение для аппроксимации УМХ, которое зависит от двух переменных: МДС возбуждения и МДС реакции якоря. Для конкретного режима ослабления возбуждения возможно преобразование данного выражения в функцию одной переменной, например, тока якоря. Также в качестве аргумента может выступать МДС обмотки возбуждения. Научная новизна. Для аппроксимации УМХ предложена методика, позволяющая ввести в аппроксимирующее выражение вторую переменную в виде МДС реакции якоря. Практическая значимость. Имея в наличии скоростную характеристику или коэффициент насыщения данного тягового электродвигателя, можно определить его индуктивные параметры в конкретном режиме работы или получить их зависимость от токов обмоток для любого режима работы.
UK: Мета. У науковій роботі передбачається отримати аналітичний вираз, що описує універсальну магнітну характеристику та дає можливість враховувати розмагнічуючу дію реакції якоря. А на базі універсальної магнітної характеристики необхідно отримати універсальні вирази для індуктивних параметрів тягових електричних машин постійного та пульсуючого струмів. Методика. Універсальна магнітна характеристика (УМХ) являє собою залежність у відносних одиницях магнітного потоку від магніторушійної сили (МРС) обмотки збудження. Так як УМХ побудована для машин, що працюють під навантаженням, отже, насправді вона являє собою залежність і від МРС обмотки збудження, і від МРС реакції якоря. Для розрахунку електромеханічних характеристик при незмінному збудженні можна користуватися одним із відомих виразів, апроксимуючих УМХ. Однак при моделюванні роботи тягового електродвигуна в широкому діапазоні зміни збудження необхідний вираз, в якому присутня друга змінна у вигляді МРС реакції якоря. Такий вираз також необхідний для визначення індуктивних параметрів тягового електродвигуна, у великій мірі залежних від струму. Вираз для апроксимації УМХ з двома змінними можна отримати шляхом аналізу розподілу магнітного поля в повітряному зазорі на розрахунковій полюсній дузі. Результати. Автором отриманий вираз для апроксимації УМХ, який залежить від двох змінних: МРС порушення і МРС реакції якоря. Для конкретного режиму ослаблення збудження можливо перетворення цього виразу в функцію однієї змінної, наприклад, струму якоря. Також в якості аргументу може виступати МРС обмотки збудження. Наукова новизна. Для апроксимації УМХ запропонована методика, що дозволяє ввести в апроксимуючий вираз другу змінну у вигляді МРС реакції якоря. Практична значимість. Маючи в наявності швидкісну характеристику або коефіцієнт насичення даного тягового електродвигуна, можна визначити його індуктивні параметри в конкретному режимі роботи або отримати їх залежність від струмів обмоток для будь-якого режиму роботи.
EN: Purpose. The scientific work is aimed to obtain an analytic expression describing universal magnetic characteristic and enabling to take into account the demagnetizing effect of the armature. On the basis of the universal magnetic characteristics one need to obtain universal expressions for inductive parameters of electric traction machines of direct and pulsating currents. Methodology. A universal magnetic characteristic (UMC) is the dependence of the relative units of the magnetic flux on the magnetomotive force (MMF) of the excitation winding. Since MMF was built for machines operating under load, therefore, in fact it is a dependency on the MMF and on the MMF of the armature reaction. For the calculation of electromechanical characteristics at constant excitation one can use one of the well-known expressions approximating the UMC. However, during modeling the electric traction engine operation in wide ranges of excitation change it is necessary the expression, in which there is a second variable in the form of MMF of the anchor reaction. Such an expression is also necessary to determine the inductive parameters of electric traction engine, to a large extent dependent on the current. The expression for the approximation of the UMC with two variables can be obtained by analyzing the magnetic field distribution in the air gap at the calculated pole arc. Findings. The author obtained expression for approximation of the UMC, which depends on two variables: MMF of excitation and MMF of armature reaction. For a particular mode of excitation weakening it is possible to convert the expression into the function of one variable, for example, the anchor current. Also, the MMF of excitation winding can be the argument. Originality. For the UMC approximation it was proposed a methodology that makes it possible to record into approximating expression the second variable in the form of the anchor reaction MMF. Practical value. Due to the presence of speed characteristic or saturation ratio of this electric traction engine, one can determine its inductive parameters in a particular operation mode or to obtain their dependencies on the winding currents for all modes of operation.
Description: А. Друбецкий: ORCID 0000-0001-5691-0925
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/9894
http://stp.diit.edu.ua/article/view/94031
Other Identifiers: DOI: http://dx.doi.org/10.15802/stp2017/94031
Appears in Collections:№ 1 (67)
Статті КЕРС

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Drubetskyi.pdf1,57 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.