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.