За рубежом в 1980-х годах в процессе интенсивных поисков улучшения качества работы и надежности систем управления (СУ) тягового электропривода (ТЭП) с асинхронными двигателями (АД) среди многих авторов можно выделить приоритетные работы [4–6], которые к настоящему времени апробированы и широко внедряются в электротранспорте. Указанное направление особенно актуально в связи с необходимостью повышения энергоэффективности и надежности ж/д транспорта и рассматривается в настоящей работе применительно к грузовым локомотивам и маневровым тепловозам.
Цель работы состоит в сопоставлении рассматриваемых алгоритмов применительно к ТЭП маневрового тепловоза, выработке критериев оптимизации СУ ТЭП, аналогичных ранее предложенных в работах [1–3] применительно к тяговым электродвигателям.
Приоритетными работами в части выбора алгоритмов СУ ТЭП являются в соответствии с [13] ранее опубликованные материалы [4–6]:
• С ориентацией вдоль векторов магнитных потоков ψ двигателя (FOC), предложенный М. Депенброком (М. Depenbrock), который в 1985 г. предложил метод DSC «Прямое саморегулирование потока и крутящего момента электрической машины с вращающимся полем» (DSC–Direct Self Control of the flux and rotary moment of a rotary-field machine) [4,5].
• В это же время И. Такахаши (I. Такаhashi) и Т. Ногучи (Т. Noguchi) независимо от М. Депенброка, предлагают метод «Прямое управление моментом» (DTC–Direct Torque Control), который отличается от DSC структурной реализацией и траекторией пространственного вектора потокосцепления [6].
В отличие от методов векторного управления FOC и DSC, которые содержат блок широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и контур тока, разрывный метод DTC содержит релейные регуляторы, которые работают непосредственно с потоком статора ψ и электромагнитным моментом М без использования внутренних контуров тока. Большинство последующих работ было направлено на преодоление основных недостатков методов DTC и DSC, которые характеризуются следующим: