автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Оптимизация энергетических показателей системы аккумуляторная батарея - тристорный преобразователь - двигатель с микропроцессорным управлением

, - л О г

^ • ^

<

МОСКОВСКИЙ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВТОЛЛОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи'

ПОРОСЯН Арутюн Александрович

ОПТИМИЗАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ. - ТРИСТОРНЫЙ ПРЕОЬРАЗОВАТЕНЬ-- ДВИГАТЕЛЬ С МИКРОПРОЦЕССОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1991

/ <'

> /

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожноы институте и Ереванском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте.

Научный руководитель.

Официальные оппоненты

- доктор технических наук» профессор В.Е. Югт

- доктор технических наук, профессор А.Г. Здрок

- кандидат технических наук U.C. Листвинский

Ведущая организация - ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧН0-ИССВД0ВА1В

ЛЬСКИЙ институт КОМПЛЕКСНОГО ЭЛШРСЫАШОСТРСБНИЯ ( г. Ереван )

Зашита состоится (1 .£>'/'N1 /¡Л 1991 г. в '¡У час

на заседании специализированного совета К.053.30.08 в Московском ордена/Трудового Красного Знамени автомобильно-дорож ном институте в Ух ауд.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печать», просим направлять по адресу: 125829, ГСП-47, Москва, Ленинградский проспект Ь4, МАДИ, ученому секретаре.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ.

Телефон для справок 155 - 03 - 28. Автореферат разослан 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета, к.т.н., доц. /"CWC

'Г.И. Асмолов

»..тдел юсертаций

СЕДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТА

_**12§Зьнссть_2аботЫд В последние годы проблема охраны природа и рационального использования ее ресурсов приобретает все более акутальный характер. В решениях и постановлениях Прави -тельства СССР неоднократно отмечается необходимость расширения производства электропогрузчиков, оснащенных энергоемкими аккумуляторами.

Наиболее уязвимьы местом Электромобилей (Э.Ч) и низковоль -ного электротранспорта в целом является бортовая аккумуляторная ьатарея (АБ), которая требует тщательного обслуживания, правильной эксплуатации и имеет ограниченный срок службы поэтому, электроэнергия АБ является достаточно дорогой и вопрос ее экономного использования весьма важный.

В настоящее время на наземном аккумуляторном электрстрансч порте получили распространение несколько систем электроприводов как переменного,так и постоянного тока. Вопросы выбора наиболее экономичной системы электропривода, разработки и исследования систем и законов управления, обеспечивающих оптимальный, ре1-.!;:.; работы системы аккумуляторная батарея-импульсный преобрахова -тель-двигатель (АБ'-ИП-Д), позволявших повысить производитель -ность электротранспорта увеличить дальность пробега ЭМ путем снижения затрат электроэнергии и улучшить условия труда водителей приобретают все более актуальный характер.

Находящиеся в эксплуатации современные аккумуляторные Эы значительно уступают автомобилям-аналогам :ю основным пока -зателям надежности. Причем, около 7? всех неисправностей приходится на силовое энергообсрудованне 01/. в тем числе % на силовые элементы тиристсрных преобразователей, поэтому разработка методов диагностирования элементов силового энерго -оборудования ЭМ является важной прикладной задачей. Следует отметить, что эта проблема актуальна также" для других страс -лей народного хозяйства.

Ц§Зь_2аботы - исследование энергетических показателей зистемы АБ-ИП-Д, разработка и создание оптимизированной микропроцессорной системы управления (СУ) и диагностирования электроприводом постоянного тока с аккумуляторным питанием.

Цетодика_исследования, заключается в рассмотрении состояния вопроса по литературным данным, теоретическом исследо -валии электромагнитных процессов в системе АБ-ИП-Д и тиристор-

ных преобразователей как объектов диагностирования в математическом моделировании с применением ЭВМ, в проведении экспериментальных исследований с целью подтверждения адекватности предложенной математической модели. Научная новизна:.

1. Разработана математическая модель тиристорного электропривода с аккумуляторным питанием. Предложен алгоритм расчета на ЪЬЛ электромагнитных процессов в системе АБ-Щ-Д во всех основных режимах ее работы.

2. Теоретически доказан и экспериментально подтвержден вывод о существенном влиянии коммутационного процесса на работу системы АЬиИП-Д и необходимости учета этого режима при исследовании аналогичных систем. Показано,что в результате учета в математической модели процесса коммутации, реакции якоря, пульсационных потерь в стали тягового двигателя существенно меняются основные характеристики системы, что также нашло экспериментальное подтверждение.

3. Разработана методика определения оптимального (трехканально-го) с точки зрения минимума суммарных потерь мощности закона управления электроприводом ЭМ.

Проведено срязнение трехканального (напряжение АБ.ток возбуждения двигателя, частота), двухканального (напряжение АБ,ток возбуждения двигателя) и двухзонного законов управления в статических режимах работы системы, позволившее выбрать экономически наиболее э<?*|>ективцую систему управления.

4. Разработана методика автоматического поиска и локализации (с помощью бортового микропроцессора) неисправностей в силовых элементах импульсных преобразователей без их разборки и введения дополнительных контрольных точек.

Практическая ценность.. Разработана методика инженерного расчета оптимального (трехканального или двухканального) закона управления электроприводом ЭМ. Методика доведена до уровня отлаженных рабочих программ. На основании теоретических исследо-паний созданы микропроцессорные системы управления,реализующие трехканальный.двухканальный и двухзонный законы управления,рекуперативное торможение и диагностирование тиристорных преобра-зогателей. Предложены алгоритмы управления и диагностирования электропривода ЭМ.

Разработанная система рекуперативного торможения'осуществляет рекуперацию электроэнергии в АБ гладкими токами, что позволяет исключить пульсационные потери и дополнительный нагрев АБ - 4 -

тяговог о двигателя в процессе рекуперации. Разработанная методика и счстрма автоматического поиска неиспр^вносте."® в тиристсрнкх преобразователях осуществляет более полную (по сравнению с существующими) диагностику силовых элементов преобразователей, а также является универсальной для большого класса импульсных преобразователей.

Теоретические выводы, практические разработки и рекомендации диссертационной работы могут быть распространены нг» другие виды электротранспорта ( том числе аккумуляторного). Реализация результатов _раб_отн._ Результаты работы реализованы ! в вцг машинных программ управления и диагностирования, методических рекомендаций, а такяе макетного обр^ца микропроцессорной системы управления и диагностирования электропривода Э14. в СКГБ Ыинавтотранса АрмССР. Соответствуйте материалы о внедренги результатов работы прилагаются г диссертации. Апробация_ваботц. Основные результаты исследований доложены и обсушены на: 43-ьЧ научно-методической и научно-исследовательской конференции Московского ордена Трудового Красного Знамени авточобильно-дорожного института (г.Москва,1985г.), ХХХП и ХХХШ научно-технических конференциях Ереванского ордена Тру,нового Красного знамени политехнического института та.К. Маркса (г*.Ереван, 1985-198бгг.), на объединенных семинарах кафедры "Автоматизация производственных процессов,установок и электропривода" и проблемной лаборатории "Электропривод электромобиля"

Диссертационная работа заслуыана и одобрена на заседании кафедры "Электротехника и электрооборудование" МДДИ в 19311'. Публикации.. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 4-х печеных работах, выпущен I зарегистрированную во ВНТИЦ научно-технический отчет.

Объе^ оаботд.. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и риловеиий.

Содержит 173 страницы машинописного текста, 5С рисунков, 10 таблиц, а также 3 приложения ( 12 страниц), список литературы (89 наименований).

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ. В перво.й главе проведен анализ существующих систем и законов управления электроприводами ЭМ.

Показано,что применение микропроцессорной техники в системе управления ЭМ позволяет увеличить дальность пробега ЭМ ча 5%, облегчить практическую реализацию системы управления, существенно упростить технические решения, улучшить массо-габаритные показатели системы,реализовать выполнение многих вспомогательных функций ) в том числе диагностирование электрооборудования ЭМ).

Проанализированы существующие микропроцессорные системы управления (МПСУ), реализующие в частности оптимальные (двух-канальные) типа и законы управления.

В работе проведен анализ эксплуатационных характеристик ЭМ.

Показано, что по относительной частоте неисправностей, ЭМ примерно в 10 раз превосходят автомобили - аналоги. Сделан вывод в необходимости оснащения ЭМ бортовой диагностической аппаратурой с использованием микропроцессора.

В работе сформулированны и решены следующие основные задачи:

1. Разработка математической модели тиристорного электропривода с аккумуляторным питанием и на ее основе - методики,алгоритма, рабочей программы с ориентацией на применение ЭВМ.

2. Исследование на ЭВМ электромагнитных процессов в системе АБ-Ш-Д во всрх основных режимах ее работы ( в том числе в режиме коммутации).

3. Разработка методики определения оптимального (трехканаль-ного) закона управления электроприводом ЭМ.

4. Разработка систем с оптимальным (трехканальным), двухка-нальным и двухзонным законами управления электроприводом ЭМ с использованием микропроцессорных средств.

5. Сравнительный анализ с точки зрения экономической эффективности систем АБ4Ш-Д с трехканальным,двухканальным и двхзон-ным законами управления электроприводом ЭМ.

6. Разработка методики и системы диагностирования силового электрооборудования ЭМ с использованием бортовой микропроцессорной системы управления.

Глава .вторая посвящена построению и анализу математической модели системы АВ-ИД-Д. С этой целью проведены исследования схем заыещеяия -«получены дифференциальные уравнения мгновенного значения тока якоря во всех режимах работы системы. Предложена математическая модель, с достаточной степенью точности отражающая реальные электромагнитные процесса в систе-6 -

ме ( в том числе коммутацию силовых тиристоров, реакцию якоря тягового двигателя (ТД), добавочные пульсационные потери в стали ТД и т.д.). В главе предложен алгоритм расчета электромагнитных процессов (доведенный до уровня отлаженных рабочих программ), позволяющий исследовать систему АБ-ИП-Д как в квази-установившихся, так и в динамических режимах ее работы. На рис. I показана силовая схема электрооборудования

ЭМ.

Якорная цепь двигателя независимого возбуждения (ДНВ) и его обмотка возбувдения (ОВ) получают питание от АБ через широтно--импульсные преобразователи силовой цепи и обмотки возбуждения (ШИПС и ШИПВ соответственно).

При работе вышеприведенной схемы можно вцаелить 3 основньп режима работы:

"А" - режим нарастания тока (включен один из силовых тиристоров Т1 или Т2);

"В" - режим перезаряда коммутирующего конденсатора (включено

одно из плеч коммутационного узла ТЗ-Т5 или Т4-Т6); "С" - режим спадания тока (выключены все тиристоры, цепь якоря зашунтирована диодом). На рис.2 приведены расчетные схемы замещения системы АБ--ИП-Д в режимах "А", "В", "С". Решая дифференциальные уравнения, составленные по этим схемам замещения с учетом соответствующих начальных и конечных условий получены выражения для определения мгновенного значения тока якоря. Режим "А":

А -

где ——цГПГТ" ~ электромагнитная постоянная времени;

Я^Я^Як - суммарное активное сопротивление цепи;

К»; Лт; К,,; /?< - активные сопротивления цепи якоря, тиристора (номинальное), аккумуляторной батареи ( в течение рабочего периода принимается постоянным), индуктивного фильтра и кабелей; и?; ^ _ индуктивности фильтра и якорной цепи двигателя;

ЬШПС I

АБ-

■ :С*

Й 1 Й У5. У5.

мпсч

и _ _ ' _ _ J

ШВ

ОВ.

РисЛ. Функциональная схема системы АБ-ИП-Д

о- г

I. 1?т .С." ^

-С±=НН==5-74

о

)Едб

а) режим "А"

б) режим "В"

-Ь-

ь»

в) режим "С"

Рис.2. Схемы замещения системы АБ-ИП-Д - 8 -

Се - постоянный коэффициент зависящей от конструктивных параметров двигателя; Я5 - магнитный поток ТД; оЗ - угловая частота вращения ТД; 110 - начальное значение тока якоря. Выражение мгновенного значения тока якоря:

для случая Я2< 2' Р где суммарное активное сопротивле-

ние;

волновое сопротивление контура

Ск

перезаряда;

имеет вид

где сД, = - * —| - резонансная угловая частота колебаний

коммутационного конту-

К ра;

сГ - / г ,—г ~ коэффициент затухания колеба-г' тельного процесса.

При

7 - 2- Е**-0,5-1,0, и-К 5-.Т (з)

где А,- - сГ + * — л*

~ \/7Г7лГ

Как показывает опыт в подавляющем большинстве систем АБ-Ш-Д на наземном аккумуляторном электротранспорте волновое сопротивление контура перезаряда во много раз превышает его активное сопротивление, т.е. выполняется условие Яг ^ 2'Р . Это означает, что практически на всем аккумуляторном электротранспорте с использованием тиристорного электропривода постоянного тока коммутационный процесс носит колебательный характер. Причем, как видно из выражения (2) ток коммутации предс-

тавляет собой сложную функциональную зависимость в том числе и от переменных параметров, как активное сопротивление АБ, начальное значение коммутационного тока, частота вращения двигателя. Показано,что длительность коммутационного процесса в некоторых случаях может достигать 20-25% рабочего перу ода, а пиковые значения тока в некоторых случаях могут превышать начальное значение тока комодтации в 2-3 раза.

В режиме "С" мгновенное значение тока якоря определяет

- электромагнитная постоянная (коэффициент затухания цепи);

- суммарное активное сопротивление цепи;

- прямое сопротивление обратного диода.

Полученные выражения могут быть использованы для расчетов электромагнитных процессов, происходящих з системе,определения параметров и потерь мощности в элементах системы, при различных законах управления электроприводом ЭМ.

Математическая модель электродвигателя составлена для двигателя постоянного тока независимого возбуждения 3 ДГ--84 РД разработанного специально для наземного аккумуляторного электротранспорта.

Разработана и исследована трехканальная система управления электроприводом, причем объекты регулирования каналов имеют различный характер. I - скважность работы ИП якор- • ной цепи.

Якорная цепь электродвигателя представляет собой динамическую нагрузку, параметры которой зависят не только от входных параметров системы, но и от параметров других каналов и условий движения транспортного средства. 2 - скважность работы ИП цепи возбуждения. Обметка возбуждения является статической нагрузкой и ее параметры связаны с остальными параметрами системы косвенно ( например через АБ, температуру двигателя и т.д). 3 - несущая частота ИП. Этот параметр является независимым, од-

ся выражением:

где ^ -

ьЯ ■> ьр (?3&/>+ Я*

нако, от него в значительной степени зависит эффективное функционирование практически всех элементов системы АБ-ИП-Д.

Таким образом, создание оптимального (с точки зрения минимума суммарных потерь мощности) закона управления электроприводом ЭМ сводится к определению такого сочетания параметров:

о - скважность работы силового тиристорного преобразователя;

(/"во - скважность работы тристорного преобразователя цепи возбуядаения; - несущая частота работы ИП. которое обеспечивает требуемое со сторны оператора значение скорости ЭМ при минимальном значении суммарных потерь и заданных входных параметрах

При расчете параметров и величины потерь мощности в элементах системы применялся метод конечных приращений.

На рис.3 приведена обобщенная блок-схема алгоритма расчета электромагнитных процессов, параметров и потерь мощности в силовой части электропривода постоянного тока с тиристорным ИП.

Аналогичный расчет произведен для системы АБ-ИП-Д с двухзонным законом управления.

Глава третья посвящена исследованию электромагнитных процессов в системе АБ-ИП-Д. В главе разработана методика определения оптимального (трехканального) закона управления электроприводом ЭМ. Получены оптимальные диапазоны частоты ИП и скорости движения ВМ. Произведено сравнение ( с точки зрения потребления электроэнергии) трехканального,двухканального и двухзонного законов управления как в квазиустановившихся режимах, так и при движении по ездовому циклу, что позволило обосновать выбор наиболее экономичного закона управления.

Проведенный анализ расчетов суммарных потерь мощности в рассматриваемой системе АБ-ИП-Д показал,что при низких частотах вращения ТД и больших значениях тока якоря ( т.е. фактически на начальных этапах пуска ЭМ) большую часть потерь в системе составляют потери в ее активных элементах.

С увеличением.частоты вращения ТД доля пульсационных потерь в суммарных потерях мощности системы АБ-ИП-Д существенно увеличивается и в некоторых случаях особенно при высоких значениях может достигать 55% от д и 4Щ от д Р* .

- II -

Рис. 3. Алгоритм расчета электромагнитных процессов системе АБ-ИП-Д. - 12 -

В результате проведенного анализа в главе сделан вывод, о том,что минимум суммарных потерь мощности обеспечивается при работе Ш в диапазоне частот ^ «1Й0-220 Пь.что вполне

согласуется с выводами других авторов. Проведен анализ суммарных потерь мощности системы в квазиустановившихся режимах работы.

Предложена графо-аналитическая методика определения оптимального (трехканального) закона управления,обеспечивающего оптимизация как квазиустановившихся, так и динамических режимов работы электропривода ЭМ. Анализ полученных зависимостей показал,что при любой комбинации параметров 1,д оптимальный закон управления достаточно точно может быть аппроксимирован ломанной линией. На рис.4 приведены в качестве примера зависимости £>;1гс?) для квазиустановившихся режимов работы.

На рис.5а построены зависимости при различных значениях среднего тока якоря и • Анализируя эти кривые можно зьдаелить области с минимальными значениями по обе стороны которых функция зозрастает. В рассматриваемом диапазоне значений среднего тока якоря 1г>цр=50-450А минимальное значение суммарных потерь мощности соответствует области скоростей 19-30ки/ч. Проведено сравнение трехканального,двухканального и двухзонно-го законов управления в квазиустановившихся режимах работы системы. Оно показало,что применение трехканального закона управления обеспечивает некоторое уменьшение суммарных потерь мощности при низких скоростях и больших значениях тока якоря ( 1} > 2- ¡они« ) •

При относительно высоких скоростях ( & * р/слк ) и малых токах ( \<цср ^ 1»м<?м ) преимущества оптимального (трехканального) закона управления довольно незначительны. Если частота вращения ТД превышает основную, то потери мощности в системе с двухзонным законом управления существенно уменьшаются ( вследствие исключения пульсационных потерь ТД и потерь в ИП) по сравнению с потерями в трехканальной системе.

Проведено также сравнение систем с трехханальным, двухка-нальным и двухзонными законами управления электроприводом ЭМ в циклических режимах движения ЭМ. Циклический режим наиболее полно отражает реальную экономическую эффективность той или иной системы АБ-Ш1-Д, того или иного закона управления электроприводом ЭМ, поскольку область применения ЭМ в основном ограни- 13 -

« - Я АБ=0,15 Ом

б) и) =140 рад/с.

Рис.4. Оптимальный закон управления.

100 200 300

а) квазиустановившийся режим.

Ш РАД /С

лРг /

— 2 г 3,

ъГ

1 сОмм| и)

«Вт 10

100

200

500 РАА 1С

б) циклический режим

Рис.5. Зависимости суммарных потерь мощности от частоты вращения.

чивается городскими условиями, с частыми остановками и пусками транспортного средства.

Результата проведенного сравнения для ЭМ "ЕрПИ-1" и 50%-го заряженного состояния АБ, приведенные на рис.56, показывают, что трехканальный закон управления электроприводом ЭМ по суммарным потерям мощности обладает преимуществом по сравнению с двухзонной системой только в диапазоне частоты вращения ТД и) < .

В диапазоне скоростей и> > ¿>ос.н суммарные потери мощности в системе с двухзонным законом управления резко ( в 2 и более раз) уменьшаются за счет исключения лульсационных потерь в ТД и потерь в ИП.

Результаты расчета расхода энергии при движении ЭМ по ездовому циклу НАШ-2 показали, что в рассматриваемом режиме работы затраты электроэнергии на ЭМ"ЕрШ-1" при трехканальном законе управления превышают соответствующие затраты при двухзонном законе на 59й.

Аналогичное сравнение расхода электроэнергии для систем с трехканальным и двухканальным законами управления электроприводом показывает,что оптимизация частоты работы ИП в рассматриваемом режиме работы позволяет уменьшить суммарные потери моцности по сравнению с двухканальной системой лишь на 2,2%. Учитывая тот факт, что по сложности аппаратного исполнения ( а значит стоимости и надежности) трехканальная система существенно превосходит двухз-онную, то для рассматриваемой системы АБ-ИП-Д экономически целесообразно применение системы управления с двухзонным законом управления. Четвертая глава посвящена синтезу микропроцессорных систем с трехканальным и двухзонным законами управления и рекуперативным торможением ТД. Разработана методика и предложена система диагностирования энеггооборудоЕания ЭМ с использованием бортового микропроцессора. Предложены алгоритмы и рабочие программы управления и диагностирования.

Разработанные УДСУ обеспечивают реализацию ряда задач, в частности:

I. Обеспечние оптимального (двухзонного) закона управления электроприводом ЭМ.

Формирование логики перехода электропривода из двигательного в режим рекуперативного тормокения и обратно с реализацией необходимых при этом выдержек вре:юни.

3. Рекуперативное торможение. При этом ток зарядь АК в процессе торможения стабилизируется на определзннои, зада- • ваемом оператором уровкэ.

4. Диагностирование силового электро'оборудоьа..ия ЭМ. Система управления реализована ьа базе,даклспроцессора

типа-, ЯР 580 ИК 80А.

На основании вышеизложенных требований разработаны' функ-ционьльные схемы МПСУ с тпехканальным и двухзоккда законами-' управления тиристорчым электроприводом постоянной- тока с аккумуляторным питанием. На баяв программируемого таймера НР 580 Ш 53 разработано устройство для упраьл^нил тиристорными преобразователями чети якоря и возбуждение, рзалигушее прсграм-мнз-управ!яе1Дяе временное задержки..

Предложена система рекуперативного тирыюр-'ния, позволяющая осуществлять рекуперацию электроэнергии з АВ при достаточно низких значениях скорости движения ЭМ. Эффективность пре длагаеиой системы ториошзния достаточно вые ..а, поскольку рекуперация электроэнергии ос> дествляется гладким tokpv. причем значение тока задается со стороны оператора. Это позволяет ил-к"ючкть пульсационные потери и дополнительный нагрев АБ и ТД в процессе рекуперации. Требуемая динамика торможения обеспечивается одновременным приведением в действие механической тормозной системы, эффективность которой нарастает в конечной зоне торможения.

В работе разработана методика и система автоматического поиска и локализации ( с помощью бортового микропроцессора) неисправностей в силовых элементах импульсных преобразователей ( пробой, оорыв и потьря управляемости вентилей, пробой и потеря емкости коммутирующего конденсатора) без их разборки и введения дополните ;ьных контрольных точек.

Предложены алгоритмы, обеспечивающие регулирование электропривода ЗА по трехканальному и двухзокному законам, рекуперативное торможение, диагностирование силового электрооборудования Э«1.

В пятой гд ,ве,приведены результаты экспериментальных исследований системы АБ-Ш1-Д, в которых подтверждена адекватность разработанной математической модели и работоспособность раз- 17 -

работанной микропроцессорной систеуч управления и диагностирования электропривода ЭМ. Экспериментальные исследования проводились на лабораторном стенде в проблемной лаборатории "Электропривод электромобиля" ЕрШ.

На лабораторном стенде проведено исследование расхода энергии в системе АБ-ИП-Д в квазиустановившихся режимах работы путем непосредственного измерения средних значений тока и напряжения АБ, частоты вращения ТД. С целью последующего выделения пульсационных потерь ТД проведены также экспериментальные исследования при питании испытуемого двигателя гладкими токами. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований показало, что расхождение опытных и расчетных данных | находится в пределах, допустимых для инженерны^ расчетов. На лабораторном стенде было проведено также исследование расхода электроэнергии в системе АБ-ИП-Д в динамических режимах ее работы, имитирующих движение ЭМ по ездовому циклу НАШ-2. 1 Управление ШИПС и 1ИИПВ осуществлялось от микропроцессорной системы, а сбор и выдача информации о мгновенных значениях токов и напряжений системы осуществлялся при помощи разработанной в лаборатории "П-ЭЭМ" информационно-измерительной вистемы с использованием мини-ЭВМ "Мера-60".

Анализ результатов экспериментальных исследований системы АБ-ИП-Д подтвердил правильность теоретических выводов и ра>-ботоспособность разработанных систем в требуемом диапазоне изменения скорости и момента нагрузки.

Экспериментальные исследования показали,что с точки зрения экономической эффективности на аккумуляторных ЭМ целесообразно применение тиристорного электропривода постоянного тока независимого возбуждения и микропроцессорной системой управления, обеспечивающей двухзонный закон регулирования электропривода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

1. Разработана математическая модель тиристорного электропривода с аккумуляторным питанием, на основани которой предложен алгоритм расчета электромагнитных процессов в системе АБ-ИП-Д во всех основных режимах ее работы.

2. Проведены исследования по оптимизации режимов работы системы АБ-ИП-Д и разработана методика определения оптимального

(трехканального) закона управления электроприводом ЭМ.

3. Доказана необходимость учета коммутационного процесса,реакции якоря и пульсационных потерь при составлении математической модели системы АБ-ИП-Д, оказывающих существенное влияние на суммарные потери мощности системы.

4. В результате проведенного анализа получены оптимальные диапазоны частоты работы ИП и линейной скорости движения ЭМ. Проведено сравнение трехканального,двухканального и двухзонно-го законов управления в квазиустановивщихся и динамических режимах работы электропривода,имитирующих движение ЭМ по ездовому циклу НАМИ-2,

Показано,что введение третьего канала управления (по частоте) приводит лишь к незначительному улучшению энергетических параметров системы. Сделан вывод о том,что с точки зрения экономической эффективности на аккумуляторных ЭМ целесообразно применение тиристорного электропривода с применением ДПГ независимого возбуждения и ШСУ, обеспечивающей двухзонный закон регулирования электропривода.

5. Разработаны и созданы микропроцессорные системы,реализующие трехканальный.двухканальный и двухзонный законы управления электроприводом ЭМ, обеспечивающие также формирование логики перехода из двигательного в режим рекуперативного торможения

и обратно, рекуперативное торможение и диагностирование силового электрооборудования ЭМ.

6. Разработанная система рекуперативного торможения осуществ- ! ляет рекупераилю электроэнергии в АБ гладкими токами, что позволяет исключить пульсационные потери и дополнительный нагрев АБ и ТД в режиме рекуперации.

7. Разработана методика и создана система автоматического поиски и локализации ( с помощью бортового микропроцессора) неисправностей в силовых элементах ИП без их разборки и введения дополнительных контрольных точек.

8. Предложены алгоритмы, доведенные до уровня отлаженных рабочих программ, реализующие управление электроприводом ЭМ в тяговом режиме и в режиме рекуперативного торможения, а также диагностирование сивового электрооборудования ЭМ.

Основные положения диссгртации опубликованы ч следующих

рабочая"

1. Ютт В.£:, Тарасян Л П., А.А.Догосян. ¿¡икропроцоссорная система управления тиристорным электроприводом электромобиля. Промышленность -ц.мении, 1986г. в. -c.2d-3I.

2. Стт В.Е., А.А.Погисян, Тараоян А.П. Микропроцессорная система диагностирования тиристорного электропривода электромобиля. - Промышленность Армении, 1986г.,t» 9.-с.23-26.

3. Погосян A.A. Использование микропроцессорных средств в аккумуляторном электротранспорте, йежвуз.тематический сб. научных трудов по электротехнике. "Электрический транспорт", Ереван, 1987г.,-с.64-67.

4. Погосян A.A. Система управления э..ектропривод:о'; электромобиля на базе микропроцессора. Межвуз.тематический сб. научных трудов по электротехнике. "Электрический трглспорт", Еревэч,

1967г.,-с.28-32.