Анализ энергетической эффективности асинхронного электропривода электровозов

Дата поступления: 
16.11.2019
Библиографическое описание статьи: 

Алексеева Т.Л. Анализ энергетической эффективности асинхронного электропривода электровозов / Т.Л. Алексеева, Н.Л. Рябченок, Л.А. Астраханцев, В.В. Немыкина // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2020. – Т. 65 № 1. – С. 101–111. – DOI: 10.26731/1813-9108.2020.1(65).101-111

Рубрика: 
Год: 
2020
Номер журнала (Том): 
УДК: 
621.331:621.336
DOI: 

10.26731/1813-9108.2020.1(65).101-111

Файл статьи: 
Страницы: 
101
111
Аннотация: 

Использованные в работе уточненный закон сохранения энергии в электромагнитном поле, спектральный анализ несинусоидального напряжения, тока и разработанные новые энергетические характеристики электропривода позволяют учитывать основные факторы, влияющие на энергетическую эффективность электропривода. Отмечено значительное снижение тока, потребляемого от источника энергии, по сравнению с трехфазным номинальным током в обмотках статора электродвигателя на этапах пуска, трогания и разгона электропривода. Предложенным анализом энергетических процессов в отличие от традиционных методов впервые доказана целесообразность повышения энергетической эффективности за счет использования напряжения на входе электрического полупроводникового вариатора конструкции, разработанной сотрудниками Иркутского государственного университета путей сообщения, вплоть до амплитуды переменного напряжения источника энергии. В математической модели асинхронного электропривода применен спектральный ФФТ-анализ напряжения и тока на входе регулятора мощности и в обмотках статора электродвигателя на различных этапах динамического режима работы электропривода. С помощью блоков (Blocks Simulink / Math Operations) в компьютерной программе «MatLab» формируется момент сопротивления на валу электродвигателя с учетом нелинейной механической характеристики вентилятора. Накопителями энергии электрического поля в ESV и магнитного поля в статоре асинхронного двигателя обеспечивается полное и непрерывное использование электрического потенциала для компенсации потерь активной мощности и выполнения механической работы асинхронным электродвигателем. Предложенная в статье методика анализа энергетических процессов в частотно-управляемом асинхронном электроприводе позволяет повысить точность оценки энергетических процессов в наукоемких технологиях и устранить методологические противоречия в образовательном процессе учебных учреждений.

Список цитируемой литературы: 
  1. Некрасов О.А. Вспомогательные машины электровозов переменного тока [Auxiliary machines of AC electric locomotives] / О.А. Некрасов, А.М. Рутштейн. М.: Транспорт, 1988. 223 с.
  2. Динамические процессы в асинхронном тяговом приводе магистральных электровозов / Ю.А. Бахвалов, Г.А. Бузало, А.А. Зарифьян и др. М.: Маршрут, 2006. 374 с.
  3. Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К): Руководство по эксплуатации / Новочеркасск: Новочеркасский электровозостроительный завод, 2007. Т. 1. 635 с.; Т. 2. 640 с.
  4. Сайт ООО «Электро СИ» http://electro-si.ru/o-kompanii.html
  5. Тайгелькеттер И. Мощный преобразователь на IGBT-транзисторах для применения на железнодорожном подвижном составе / И. Тайгелькеттер, Д. Ширенгер. – Мюнхен: Siemens AG, 2000.
  6. «Грузовики» прошли проверку// ВЕКТОР ТМХ. 2019. № 4 (39). С. 2.
  7. Astrakhantsev L., Ryabchenok N., Alekseeva T., Khomenko A., Martusov A. Energy-efficient power regulators for electric railway vehicles / L. Astrakhantsev, N. Ryabchenok, T. Alekseeva, A. Khomenko, A. Martusov X International Scientific and Technical Conference «Polytransport Systems». – Tomsk, Russia: MATEC Web of Conferences, Vol. 216 (2018). – DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201821602001
  8. Астраханцев Л.А., Асташков Н.П. Обоснование метода построения автоматизированной системы управления производительностью мотор-вентиляторов на электровозах // Вестник Иркутского государственного технического университета.  2012. № 3 (62). С. 90–95.
  9. Рябченок Н.Л., Астраханцев Л.А., Алексеева Т.Л. Математическое обоснование энергетических характеристик с полупроводниковыми преобразователями // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. Иркутск: ИрГУПС, 2011. Т. 2. С. 307–312.
  10. Рябченок Н.Л., Алексеева Т.Л., Астраханцева Н.М., Астраханцев Л.А. Полупроводниковые преобразователи для инновационных технологий // Вестник КрасГАУ. 2010. № 4 (43). С. 192–197.
  11. Патент 2388136 Российская Федерация, МПК H02P 27/08 (2006.01) Способ регулирования мощности и устройство преобразователя сопротивления для электрических машин переменного тока / Т.Л. Алексеева, Л.А. Астраханцев, К.П. Рябченок, заявитель и патентообладатель. – 2008100829/09$ заявл. 09.01.2008; опубл. 27.04.2010, Бюл. № 12.
  12. Alekseeva T., Ryabchyonok N., Astrakhantsev L. Technology of electric power efficient use in transport / T. Alekseeva, N. Ryabchyonok, L. Astrakhantsev Advances in Intelligent Systems and Computing. 2018. Т. 692. С. 120–133.
  13. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Л.: 1973. Энергия. 648 с.
  14. Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями. М.: Наука, 1966. 297 с.