Омельченко Е.Я., Танич В.О., Лымарь А.Б. Процесс боксования четырехосного маневрового электровоза с тяговым электроприводом по системе «преобразователь частоты – асинхронный двигатель»

скачать PDF

Аннотация

Для четырехосного маневрового электровоза выполнено математическое описание процесса боксования колесных пар в случае применения системы электропривода «преобразователь частоты – асинхронный двигатель» (ПЧ–АД). Актуальность работы заключается в возможности использования компьютерной модели при разработке и исследовании процессов работы асинхронных двигателей для тягового электропривода электровоза в различных режимах работы. Целью статьи является проведение исследований переходных процессов боксования на динамической компьютерной модели тягового асинхронного электропривода по системе ПЧ-АД для четырехосного электровоза. Использованы методы математического моделирования в среде Matlab Simulink, основные положения физики, теоретической механики, теории электропривода, электрических машин, теории систем управления электроприводов, а также динамическая компьютерная модель асинхронного электропривода. За основу при создании модели взят промышленный маневровый электровоз НПМ2, разработанный Новочеркасским электровозостроительным заводом специально для применения на производственной площадке ПАО «ММК». Разработанная компьютерная модель электропривода настроена на конкретные параметры тяговых электродвигателей, позволяет рассчитывать переходные процессы в системе ПЧ-АД с учетом усилия тяги в сцепке и боксования. В статье дано краткое описание процессов боксования колесных пар, описаны основные типы этих процессов по условиям возникновения, разработаны дифференциальные уравнения движения при боксовании и структурные схемы математических моделей, учитывающих работу тягового электропривода с учетом усилия тяги в сцепке и различных систем регулирования и боксования четырехосного электровоза, проведена оценка переходных процессов при выбранных зазорах сцепных устройств по всей длине поезда, получены условия устойчивого боксования, сделаны выводы о целесообразности внедрения в систему автоматического управления электроприводов локомотива датчика линейной скорости.

Ключевые слова

четырехосный маневровый электровоз, боксование, колесная пара, тяговый электропривод, сила тяги, проскальзывание, сила сцепления, система «колесо-рельс», преобразователь частоты, асинхронный двигатель, компьютерная модель, системы регулирования

Омельченко Евгений Яковлевич – д-р техн. наук, профессор, кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Танич Василий Олегович – доцент, кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0003-0098-6431

Лымарь Алексей Борисович – старший преподаватель, кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0003-2783-3662

 
  1. Копотилов В.И. Cила тяги локомотива и её теоретическое обоснование // Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. 2017. № 11. С. 31-35.
  2. Руднев В.С. Основы тяги поездов, сила тяги и тяговые характеристики локомотивов // Локомотив. 2017. № 12(732). С. 21-25.
  3. Новосельцев В.П., Новосельцев П.В., Гордеева А.А. Влияние продольной жесткости пути на возможность проскальзывания колесных пар локомотива при движении в режиме тяги // Международный научно-исследовательский журнал. 2013. № 4-1 (11). С. 93-95.
  4. Самме Г.В. Фрикционное взаимодействие колесных пар локомотива с рельсами: монография. М.: Маршрут, 2005. 80 с.
  5. Сидяков В.А., Андреева Л.А., Колчанов А.Г. Актуализация правил тяговых расчетов на промышленном железнодорожном транспорте // Методическое пособие к СП 37.13330.2012, «СНиП 2.05.07-91* Промышленный транспорт». М.: ЗАО «ПромтранСНИИпроект». 2016, 95 с.
  6. Свидетельство о гос. регистрации прогр. для ЭВМ № 2019618026. Расчет нагрузки локомотива по траектории движения поезда / Танич В.О., Енин С.С., Омельченко Е.Я., Белый А.В.; заявитель ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова»; заявл. 05.06.2019, опубл. 26.06.2019.
  7. Самме Г.В., Яковлев В.А. Характеристики сцепления и поведение моторноколесных блоков электровоза при боксовании // Наука и техника транспорта. 2009. № 3. С. 16-26.
  8. Результаты наладочных и приемочных испытаний промышленного электровоза НПМ2-001 / С.А. Крамсков, А.А. Курочка, С.Г. Волков, М.П. Шапиро, А.В. Киреев, Д.А. Кабанов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. 2005. № 2. С. 227-237.
  9. Андриянов В.И., Никитенко В.С. НПМ2 – электровоз мирового уровня // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. 2008. № 2. С. 271-275.
  10. Рябов Е.С. К вопросу создания маневровых электровозов // Журнал: Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. 2015. № 3 (112). С. 69-72.
  11. Тяговый преобразователь на новой элементной базе для промышленного электровоза НПМ2 с асинхронным тяговым двигателем / И.В. Синявский, Л.В. Шитова, Е.О. Посохов, С.М. Изотов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. 2012. № 2(64). С. 23-32.
  12. Самме Г.В. Новые результаты в теории сцепления локомотива // Транспорт Российской Федерации. 2010. №3(28). С. 14-16.
  13. Ляпушкин Н.Н., Савоськин А.Н., Чукин А.А. Моделирование процессов сцепления локомотива с рельсом // Транспорт Российской Федерации. 2010. №6(31). С. 50-53.
  14. Свидетельство о гос. регистрации прогр. для ЭВМ № 2014617766. Динамическая математическая модель трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором / Омельченко Е.Я., Тележкин О.А., Моисеев В.О., Енин С.С.; заявитель ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова»; заявл. 03.06.2014, опубл. 20.08.2014.
  15. Dynamic Computer Model of Traction Asynchronous Motor / E. Omelchenko, T. Khramshin, V. Tanich, I. Kozhevnikov // IEEE Russian Workshop on Power Engineering and Automation of Metallurgy Industry: Research and Practice (PEAMI). IEEE, 2019. Pp. 59-63. doi: 10.1109/PEAMI.2019.8915408
  16. Свидетельство о гос. регистрации прогр. для ЭВМ №2014617766. Динамическая математическая модель трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором / Омельченко Е.Я., Тележкин О.А., Моисеев В.О., Енин С.С.; заявитель ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова»; заявл. 03.06.2014, опубл. 20.08.2014.
  17. Omelchenko E., Tanich V. Lymar A. The Operation Researching of a Traction Asynchronous Electric Drive in the Electric Locomotive on a Dynamic Model // Russian Workshop on Power Engineering and Automation of Metallurgy Industry: Research & Practice (PEAMI). IEEE, 2020. Pp. 44-49. doi: 10.1109/PEAMI49900.2020.9234347
  18. Омельченко Е.Я., Моисеев В.О., Тележкин О.А. Анализ работы регуляторов тока // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. №4(44). С. 81-85.

Омельченко Е.Я., Танич В.О., Лымарь А.Б. Процесс боксования четырехосного маневрового электровоза с тяговым электроприводом по системе «преобразователь частоты – асинхронный двигатель» // Электротехнические системы и комплексы. 2022. № 3(56). С. 28-35. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2022-3(56)-28-35

Подробности
Просмотров: 271