По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.313

Математическая и имитационная модели тягового асинхронного двигателя для частотно-регулируемого электропривода

Вильнин А.Д. Томский политехнический университет, г. Томск, E-mail: vilnin@mail.ru

Изложен краткий анализ состояния рудничной электровозной тяги, рассматривается общая характеристика условий работы тяговых электроприводов рудничных электровозов и особенности применения асинхронного привода. Разработаны математическая и имитационная модели тягового асинхронного двигателя для частотно-регулируемого электропривода. Представлены принципы построения асинхронного тягового электропривода шахтного рудничного электровоза, обоснован выбор и проведена проверка адекватности расчетных параметров двигателя, приведено теоретическое обоснование обеспечения предельно достижимого момента тягового асинхронного двигателя.

Литература:

1. Пармас Я.Ю. Судьба асинхронного привода / Я.Ю. Пармас // Электрическая тепловая тяга. – 1992. – № 1. – С. 41–45.

2. Волотковский С.А. Рудничная электровозная тяга / С.А. Волотковский. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1981. – 389 с.

3. Жулев О.Н. Проблемы создания электровозов с асинхронными тяговыми двигателями / О.Н. Жулев [и др.] // Известия вузов. Электромеханика. – 1983. – № 11. – С. 19–27.

4. Промышленные испытания электровозов с асинхронными приводом на Объединенном Кировском руднике ОАО «Апатит»/ В.А. Пивнев и др. // Горное оборудование и электромеханика. – 2006. – № 3. – С. 37–38.

5. Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями / Н.А. Ротанов [и др.]; под ред. Н.А. Ротанова. – М.: Транспорт, 1991. – 336 с.

6. Пискунов С.В. Тяговые асинхронные двигатели для приводов подвижного состава городского электротранспорта / С.В. Пискунов, В.С. Ворошилов, В.А. Поляков // Электротехника. – 2005. – № 5. – С. 32–34.

7. Конашинский А.Ю. Влияние электрических видов коррекции электромеханических характеристик асинхронных тяговых двигателей на их энергетические показатели / А.Ю. Конашинский // Вестник ВЭлНИИ. Электровозостроение: cб. науч. тр. – Новочеркасск: ВЭлНИИ, 2002. – № 42. – С. 228–241.

8. Конашинский А.Ю. Особенности работы осевых приводов электроподвижного состава с параллельным питанием асинхронных тяговых двигателей / А.Ю. Конашинский // Вестник ВЭлНИИ.

9. ГОСТ 2582-2013. Машины электрические вращающиеся тяговые. Общие технические условия. – Введ.2015-01-01. – М.: Стандартинформ, 2014. – 56 с.

10. ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004). Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и характеристики. – Введ.2008-01-01. – М.: Стандартинформ, 2008. – 68 с.

11. Технические характеристики электродвигателя ДК-812 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.1gc.ru/oborudovaniedlyarudnichnyh-elektrovozov/elektrodvigatel-dk-812.

12. Краново-металлургические и рольганговые электродвигатели в составе частотно-регулируемых приводов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.sibelektromotor.ru./kran-met2.php

13. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учеб. для студ. вузов / Г.Г. Соколовский. – М.: Академия, 2006. – 272 с.

14. Bolovin E. V. The influence of the design method for induction motor with stationary rotor on identification of its parameters / E. V. Bolovin, A.S. Glazyrin, V.N. Brendakov // Control and Communications (SIBCON): International Siberian Conference on Russia, – Omsk: IEEE, 2015. – P. 1–7.

15. Tkachuk R.Y. Induction motor drive’s parameters identification using genetic algorithms / R.Y. Tkachuk, A.S. Glazyrin, V. I. Polichshuk // 7th International Forum on Strategic Technology IFOST: Scientific Conference – Tomsk: IEEE, 2012. – P. 586–589.

16. Терёхин В.Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (MatLab 7.0.1): учеб. пособие / В.Б. Терёхин. – Томск: ТПУ, 2010. – 292 с.

17. Терехин В.Б. Компьютерное моделирование систем электропривода постоянного и переменного тока в Simulink: учеб. пособие / В.Б. Терехин, Ю.Н. Дементьев. – Томск: ТПУ, 2015. – 307 с.

Исторически сложилось так, что электрический привод на рельсовом подземном транспорте появился только в начале XX века. Если ранее для движения подземных вагонеток использовалась исключительно сила человека и животных, то с успехами электротехники стало возможным применять электрический привод. Со временем происходило совершенствование конструкции грузовых тележек и локомотива, но основной принцип управления движения оставался практически неизменным до 1970-1990-х годов.

Электротехнический комплекс подземного рельсового транспорта имел в своем составе в основном реостатно-регулируемый привод постоянного тока на базе тягового двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Мягкие механические характеристики такого двигателя обеспечивали уверенный пуск электровоза при достаточно большом пусковом моменте и токе якоря двигателя. За счет насыщения магнитной системы тягового двигателя магнитный поток в воздушном зазоре при больших величинах тока якоря практически не менялся, и механическая характеристика при нагрузках, значительно превышающих номинальную нагрузку, имела характер, близкий к линейному. Величина пускового тока и момента не превышала номинальные значения более чем в 3-3,5 раза. Мягкие механические характеристики ДПТ последовательного возбуждения хорошо сочетались с характеристиками приводного механизма и облегчали настройку двухдвигательных электроприводов ведущих колесных пар электровоза.

Основными причинами повсеместного использования привода постоянного тока на базе ДПТ на подземном транспорте были следующие:

• теоретические предпосылки использования данного вида тягового электропривода и опыт его применения в городском электротранспорте, железнодорожном междугороднем сообщении основаны на едином принципе его конструкции, что способствовало чрезвычайно широкому его распространению;

• система электроснабжения постоянного тока, основанная на применении тяговых выпрямительных подстанций, оказалась наиболее пригодной к эксплуатации для приводов рельсового транспорта [1];

Для Цитирования:
Вильнин А.Д., Математическая и имитационная модели тягового асинхронного двигателя для частотно-регулируемого электропривода. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2019;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: