МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Receipt date: 
10.09.2019
Bibliographic description of the article: 

Мартусов А. Л. Математическое моделирование испытательной станции тяговых электродвигателей подвижного состава / А. Л. Мартусов, С. А. Мартусова, Н. П. Асташков, В. А. Тихомиров // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2019. – Т. 64, № 4. – С. 66–73. – DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).66-73

Year: 
2019
Journal number: 
УДК: 
004.942
DOI: 

10.26731/1813-9108.2019.4(64).66–73

Article File: 
Pages: 
66
73
Abstract: 

В статье рассмотрен вопрос энергоэффективности регуляторов мощности, применяемых на испытательных станциях тяговых электродвигателей подвижного состава. Отмечены главные недостатки современных регуляторов мощности. Устранение данных недостатков происходит путем применения дополнительного фильтро-компенсирующего оборудования, что существенно влияет на надежность конструкции испытательной станции в целом. В работе также проведен анализ современного оборудования испытательных станций на основании математического моделирования. Математическое моделирование позволило наглядно увидеть коммутационные провалы в кривых синусоид питающего напряжения, а также несинусоидальность кривой тока, потребляемого тиристорным преобразователем. Присутствуют коммутационные провалы и в кривых синусоид питающего напряжения. Эти провалы вызваны тем обстоятельством, что в интервале коммутации имеет место междуфазовое короткое замыкание коммутируемых фаз. На основании уточненного закона сохранения энергии предложено устройство, которым за счет изменения входного электрического сопротивления выполняется регулирование мощности испытательной станции. Проведен анализ влияния существующего и предлагаемого оборудования испытательных станций на питающую сеть. Полученные данные показали, что при использовании полупроводниковых диодов, задействуется весь потенциал источника питания. Предлагаемое техническое решение позволяет не загружать питающую сеть дополнительными токами. Данное устройство обеспечивает коэффициент мощности близкий к единице и поддерживает высокую электромагнитную совместимость испытательной станции с питающей электрической сетью на всем диапазоне регулирования мощности.

List of references: 
  1. Демирчан К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В. Теоретические основы электротехники. СПб. : Питер, 2009. Т. 2. 431 с.
  2. Теоретические основы электротехники / под ред. П.А. Ионкина. М. : Высшая школа, 1976. Т.1. 544 с.
  3. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М. : Высшая школа, 1996. 638 с.
  4. Электронные преобразователи для ресурсосберегающих технологий / Т.Л. Алексеева и др. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 2010. 240 с.
  5. Бадер М.П. Повышение эффективности тягового электроснабжения постоянного тока и обеспечение электромагнитной совместимости // Электроснабжение и водоподготовка. 2000. № 2. С. 62–66.
  6. Причина снижения эффективности преобразования электрической энергии и электромагнитной совместимости элементов в электротехническом комплексе / Н.Л. Рябченок и др. // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы III всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск : ИрГУПС, 2013. С. 370–376.
  7. Михальчук Н.Л., Макаров В.В. Электромагнитная совместимость электровозов однофазно-постоянного тока и электроснабжения общего назначения // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы IV всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск : ИрГУПС, 2013. Т. 2. С. 547.
  8. Электронные преобразователи / Н.Л. Рябченок и др. // Железнодорожный транспорт. 2008. № 10. С. 78–80.
  9. Электромагнитная совместимость электроподвижного состава с тяговой сетью / А.И. Лещев и др. // Вестник Вост.-украин. национ. ун-та. 2002. № 6 (52). С. 34–39.
  10. P.V. Prasuna, J.V.G. Rama Rao, Ch.M. Lakshmi. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA). 2013. Vol. 2 (4). 2368–3376.
  11. Mohanraj K., Bersis C. Lanya, Sekhar S. Power Electronics and Renewable Energy Systems. Proceedings of ICPERES, 29-38. 2014.
  12. Jenella S., Radj Kumar V. Power Electronics and Renewable Energy Systems. Proceedings of ICPERES. 2014225–236.
  13. J. Teigelkotter, D. Мощные преобразователи на IGBT-транзисторах для применения на железнодорожном подвижном составе. Мюнхен : Sprenger, 2000.
  14. Умов Н.А. Избранные сочинения. М.-Л. : Гостехиздат, 1950. 571 с.
  15. Poynting J.H. On the Transfer of Energy in the Electromagnetic Field // Philosactions of the Royal Society. London, 1884. Р. 343–361.
  16. Уточненный закон сохранения энергии / Н.Л Рябченок и др. URL: http://www.rusnauka.com/42_PRNT_2015/Tecnic/5_202603.doc.htm. (дата обращения 17.10.2016).
  17. Алексеева Т.Л., Рябченок Н.Л. Энергосберегающее использование электрической энергии // Научные журналы Universum. URL: http://7universum.com/ru/tech/arhive/item/3865 (дата обращения: 17.10.2018).
  18. Мартусов А.Л., Астраханцев Л.А. Полупроводниковый регулятор мощности для испытательных станций тяговых электродвигателей электровоза // Молодежь. Наука. Технологии (МНТК-2017). Новосибирск, 2017.
  19. Бурков А.Т. Электроника и преобразовательная техника. Т. 2. М. : УМЦ ЖДТ, 2015. 307 с.  [Электронный ресурс]: http://e.lanbook.com/book/59179 (дата обращения: 17.08.2018).
  20. Пат. 155337 Рос. Федерация. МПК G 01 N 25/18. Устройство для определения коэффициентов теплоотдачи / А.А. Александров, А.В. Лившиц [и др.]. № 2014154288/28 ; заявл. 30.12.14 ; опубл. 10.10.2015, Бюл. № 28.
  21. Александров А.А., А.В. Лившиц Прогнозирование температурного поля для определения остаточных напряжений возникающих при термической обработке алюминиевых сплавов // Наука и образование. 2014. № 7. С. 36–47.
  22. Александров А.А. Моделирование термических остаточных напряжений при производстве маложестких деталей : дис. … канд. техн. наук. Иркутск, 2016. 165 с.
  23. Александров А.А. Прогнозирование остаточных напряжений возникающих при термообработке алюминиевых сплавов // Инженерный вестник Дона. 2015 № 4 (38). С. 128.
  24. Дульский Е.Ю. Совершенствование технологии ремонта магнитной системы тяговых двигателей электровозов // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2012. № 4 (63). С. 103–108.
  25. Дульский Е.Ю. Моделирование режимов ИК-энергоподвода в технологии продления ресурса тяговых электрических машин с использованием метода конечных элементов // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2013. № 12 (83). С. 258–263.
  26. Иванов П.Ю., Мануилов Н.И., Дульский Е.Ю. Причины самопроизвольного срабатывания автотормозов в грузовых поездах // Изв. Транссиба. 2017. № 2 (30). С. 17–25.
  27. Дульский Е.Ю. Анализ пространственного распределения инфракрасного излучения в процессе капсулирования изоляции электрических машин тягового подвижного состава // Вестн. Иркут. гос техн. ун-та. 2013. № 7 (78). С. 132–136.