По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 656.132

Анализ алгоритмов управления тяговым электроприводом локомотивов в режиме реализации предельных усилий

Тарасов А.Н. Брянский государственный технический университет, г. Брянск, E-mail: tarasov@yandex.ru

На основе обзора технической литературы выполнен анализ алгоритмов управления ТЭП в режиме реализации предельных усилий, обосновано применение в тяговом электроприводе систем разрывного управления асинхронных тяговым двигателем (АТД), выбраны методы и поставлены задачи исследования.

Литература:

1. Перегудов Ю.М. Исследование методов повышения коэффициента тяги тепловозов с электрической передачей: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. – Коломна, 1971. – 19 с.

2. Будницкий А.А., Перегудов Ю.М., Сергеев В.Л., Варегин Ю.А. Исследование электрических передач. Схемные решения, улучшающие тяговые показатели тепловоза с электрической передачей // Труды ВНИТИ, 1977, Вып. 45. – С. 16–21.

3. Ротанов Н.А., Курбасов А.С., Быков Ю.Г., Литовченко В.В. Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями / под ред. Н.А. Ротанова. – М.: Транспорт, 1991. – 336 с.

4. Лисунов В.Н. Использование сил взаимодействия движущих колес с рельсами в режимах тяги и торможения. – Омск: Омская гос. акад. путей сообщения, 1994. – 87 с.

5. Федяева Г.А. Моделирование динамики пуска и электрического торможения асинхронного тягового привода со скалярным управлением при ухудшении условий сцепления // Вестник ВНИИЖТ. – 2006. – № 5. – С. 26–31.

6. Федяева Г.А. Прогнозирование динамических процессов при нестационарных и аварийных режимах тягового электропривода с асинхронными двигателями. Дисс. … докт. техн. наук. – М.: МИИТ, 2008. – 341 с.

7. Перфильев К.С., Весновский И.В. Система векторного управления тяговым электроприводом с непосредственным регулированием момента и потокосцепления // Труды ВНИКТИ. – 2002. – № 41. – С.250–251.

8. Бурков А.Т. Управление электроэнергетическими процессами локомотивов с асинхронным приводом: Дисс. ... д-ра техн. наук. – Л., 1982. – 470 с.

9. Колпахчьян П.Г. Адаптивное управление асинхронным тяговым приводом магистральных электровозов. – Ростов н/Д.: Изд-во журн. «Изв. вузов. Север-Кавказский регион», 2006. – 131 с.

10. Колпахчьян П.Г. Методология комплексного моделирования и способы управления асинхронным тяговым приводом магистральных электровозов: Автореф. дисс. … д-ра техн. наук. – Новочеркасск: НГТУ, 2006. – 36 с.

11. Литовченко В.В., Шаров В.А., Петров П.Ю. Быстродействие тягового электропривода – резерв повышения тяговых свойств локомотивов // Материалы IV Междунар. научно-техн. конф., посв. 100-летию Моск. гос. ун-та путей сообщ. (МИИТ) «Проблемы развития локомотивостроения», Москва, 28-31 октября 1996. – С. 81.

12. Литовченко В.В., Шаров В.А., Петров П.Ю. Высокодинамичный асинхронный тяговый электропривод// Тез. докл. II Междунар. конф. 4–6 июня 1997 г. – Новочеркасск,1997. – C. 42–44.

13. Depenbrock M. Direkte Selbstregelung (DSR) für hochdynamische Drehfeldan-triebe mit Stromrichterspeisung, etzArchiv, Bd. 7. – 1985. – Heft 7. – Р. 211–218.

14. Энгель Б. Регулирование тяги с высоким использованием сил сцепления// Железные дороги мира. – 1999. – № 2. – C. 39–-45.

15. M. Fleischer Modal State Control in the Frequency Domain for Active Damp-ing of Mechanical Vibrations in Traction Drive-Trains, AMC 2004 – Kawasaki, Japan // 0-7803-8300-1/04/$20.00 © 2004 IEEE.

Системы управления ТЭП локомотивов формировались исторически в зависимости от применяемых тяговых электродвигателей, развития элементной базы СУ и теории электропривода. Соответственно изменялись схемы и алгоритмы управления ТЭП в режиме реализации предельных по сцеплению усилий, но, несмотря на разнообразие конкретных решений, данные алгоритмы можно условно разделить по принципу функционирования на две большие группы:

1. Алгоритмы защиты от буксования и юза.

2. Алгоритмы реализации потенциального коэффициента сцепления.

Алгоритмы первой группы начинают функционировать только при возникновении буксования (юза) и включают в себя два этапа:

а) обнаружение буксования (или юза);

б) подавление буксования (юза).

Алгоритмы второй группы выводят ТЭП на предел по сцеплению и позволяют достигать максимально возможных тяговых усилий, что особенно важно для троганья с места и надежного ведения тяжеловесных составов в неблагоприятных условиях. Эти алгоритмы реализованы и развиваются в ТЭП зарубежных фирм. В отечественном тяговом электроприводе ведутся исследования в этом направлении, практически же пока реализованы и совершенствуются преимущественно алгоритмы первой группы, что тоже необходимо для модернизации существующего парка локомотивов.

Отставание возникло в результате кардинальных изменений нашей страны в 1990-е годы, замедливших развитие производящих отраслей. Исследование, разработка и внедрение новых отечественных систем и алгоритмов управления ТЭП с АД особенно актуальны не только из-за возникшей необходимости импортозамещения, но и в силу стратегической важности для России обеспечения бесперебойной и надежной работы железнодорожного транспорта независимо от любых внешнеполитических условий.

Для пояснения алгоритмов необходимо предварительно кратко остановиться на возникновении и приближенном математическом описании изменения сцепления и тяговых (тормозных) усилий в ТЭП при буксовании (юзе).

В тяговом приводе локомотива всегда присутствует контакт «колесорельс». Именно в нем происходит реализация тормозных и тяговых усилий. Сила тяги (торможения) реализуется посредством взаимодействия колес и рельсов, результат этого взаимодействия количественно выражается коэффициентом сцепления, обозначаемым в технической литературе символом ψ.

Для Цитирования:
Тарасов А.Н., Анализ алгоритмов управления тяговым электроприводом локомотивов в режиме реализации предельных усилий. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2019;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: