автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Прогнозирование динамических процессов при нестационарных и аварийных режимах тяговых электроприводов с асинхронными двигателями

На правах рукописи

СЮ34Б7274

Федяева Галина Анатольевна

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХПРОЦЕССОВ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ И АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы» 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 2 ДЕК ®

Москва - 2008

003457274

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ)

Научный консультант

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор

Иньков Юрий Моисеевич

Ротанов Николай Алексеевич Пречисский Владимир Антонович Ромен Юрий Семенович

Ведущая организация - Петербургский государственный университет путей сообщения (ПГУПС)

Защита состоится декабря 2008 года в часов на заседании диссертационного совета Д 218.005.02 Московского государственного университета путей сообщения по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, 15, ауд. /С

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения

Автореферат разослан /У 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Сидорова H.H.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Железнодорожный транспорт является главным видом транспорта России, его технический уровень и состояние определяют экономическую эффективность и безопасность перевозок. Одобренная Правительством «Транспортная стратегия Российской Федерации» и «Программа создания и освоения производства новых локомотивов в 2004-2010 г г.», утвержденная ОАО «Российские железные дороги», предусматривает разработку и изготовление в 2005-2008 г.г. опытных образцов локомотивов нового поколения с асинхронными тяговыми двигателями (АТД).

Тяговый электропривод (ТЭП) с асинхронными двигателями (АД) принят в качестве основного в типаже перспективных локомотивов. Общепризнано, что применение АТД с короткозамкнутым ротором, обладающих рядом известных преимуществ по сравнению с традиционными тяговыми двигателями постоянного тока (ДПТ), позволяет повысить надежность, экономичность и тяговые качества локомотивов. Но вместе с тем, для реализации этих преимуществ требуется решение целого ряда проблем.

При использовании АТД, питаемых от статических выпрямительно-инверторных преобразователей, не только усложняется система преобразования энергии и система управления приводом, но усиливается взаимосвязь и взаимовлияние всех функциональных частей (подсистем) ТЭП: силовой электрической, управляющей и механической, что требует совершенствования существующих и внедрения новых алгоритмов управления приводом. Кроме того, возможные отказы в автономном инверторе, являющемся новым и наименее отработанным узлом в системе ТЭП, могут приводить к значительным динамическим нагрузкам в электрической и механической подсистемах привода, которые необходимо оценить на стадии проектирования

Зарубежными производителями ТЭП локомотивов с АД, такими известными, как Bombardier Transportation (Швейцария), Siemens (Германия) и др. в последние годы наиболее интенсивно ведется исследование и внедрение асинхронных электроприводов нового поколения, использующих системы прямого управления моментом (Direct Torque Control, - сокращенно DTC), но они являются интеллектуальной собственностью разработчиков

Чтобы предотвратить зависимость страны от импорта локомотивов или перспективных тяговых приводов, необходимо совершенствовать отечественное локомо-тивостроение на новом техническом уровне. Для этого требуется дальнейшее развитие собственной научной базы проектирования надежных и конкурентоспособных локомотивов с АТД В этом плане очень важно уже на ранних стадиях проектирования обеспечить возможность анализа способов и алгоритмов регулирования АТД в наиболее тяжелых с точки зрения динамической нагруженности режимах.

В отечественной и зарубежной литературе наиболее часто выделяют следующие основные динамические режимы тяговых приводов:

- квазистационарные (выбег, тяга и торможение при наличии определенного запаса по сцеплению колес с рельсами или реализация предельных сцепных свойств в условиях тяги и торможения);

- нестационарные (буксование, юз);

- аварийные (для электроприводов наиболее характерны аварии в системе электропитания)

Максимальные динамические нагрузки возникают в ТЭП при нестационарных и аварийных режимах, поэтому в процессе проектирования необходимо спрогнозировать их заранее и по возможности предотвратить

Цель диссертационной работы - совершенствование электромеханической системы локомотивов с асинхронными двигателями для улучшения их динамических и тяговых качеств на основе создания прогнозных вариантов нестационарных и аварийных режимов тяговых электроприводов.

Задачи исследования, поставленные и решенные в работе для достижения указанной цели:

1. Разработка концепции и методики создания прогнозных вариантов нестационарных и аварийных режимов ТЭП с АД как единой управляемой электромеханической системы на основе математического и компьютерного моделирования.

2. Разработка математической модели ТЭП с АД, универсальной с точки зрения возможности исследования аварийных режимов в автономных инверторах и нестационарных процессов в электромеханической системе привода при использовании различных типов инверторов и способов управления.

3. Разработка структуры и алгоритма работы ТЭП с системой прямого управ-

ления моментом АТД и стабилизацией скольжения колес.

4 Создание электромеханических компьютерных моделей перспективных грузовых и маневровых локомотивов с БТС на базе совмещения программных комплексов (ПК) МаЛаЬ и «Универсальный механизм» (УМ или им), позволяющих исследовать динамические и тяговые качества локомотивов в квазистационарных, нестационарных и аварийных режимах.

5. Исследование на основе численных экспериментов динамических и тяговых свойств грузовых и маневровых локомотивов с АТД при реализации предельных тяговых усилий в процессе разгона.

6. Определение динамических нагрузок в электрической и механической подсистемах ТЭП с АД при аварийных и нестационарных режимах и оценка взаимовлияния электрической и механической подсистем привода; выработка рекомендаций по снижению динамических нагрузок.

Методы исследований. Для решения сформулированных задач использованы современные методы математического моделирования электромеханических систем и их элементов, - топологический метод анализа электрических цепей, метод проводи-мостей зубцовых контуров электрической машины, методы моделирования динамики систем связанных твердых тел, положения теории электрических машин, теории электропривода, теории автоматического управления, теории электрической тяги Электромеханические модели перспективных локомотивов созданы на базе хорошо зарекомендовавших себя ПК с использованием нового методологического подхода' электрическая силовая и управляющая подсистемы ТЭП локомотивов с АД моделируется в ПК МаЛаЬ/ЗтиНпк; механическая часть - в ПК УМ. Для получения единых электромеханических моделей модели Ма^аЬ интегрируются в модели ПК УМ с помощью специального программного модуля, разработанного на кафедре «Прикладная механика» Брянского государственного технического университета (БГТУ).

Достоверность результатов, полученных в диссертации, обеспечивается.

- применением фундаментальных законов и принципов соответствующих научных дисциплин и корректностью принятых допущений;

- сопоставлением результатов, полученных в различных программных комплексах на уточненных и упрощенных электромеханических моделях ТЭП с АД,

- удовлетворительным совпадением результатов расчетов с осциллограммами

экспериментальных исследований, выполненных на кафедре «Локомотивы» БГТУ, а также с данными испытаний опытных образцов тепловозов, полученными Всероссийским научно-исследовательским и конструкторско-технологическим институтом подвижного состава (ВНИКТИ)

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Концепция и методика создания прогнозных вариантов аварийных и нестационарных режимов ТЭП с АД, основанные на математическом и компьютерном моделировании управляемой электромеханическойсистемы ТЭП.

2. Два различных методологических подхода к моделированию ТЭП с АД:

- математическая модель электромеханических процессов в приводе, разработанная с использованием контурных топологических уравнений в матричной форме для электрической части и уравнений Лагранжа или уравнений, составленных на основе принципа Даламбера, для механической подсистемы;

- математическая модель электромеханической системы локомотива, разработанная на основе совмещения программных комплексов \iatLab и УМ.

3. Компьютерные модели электромеханической системы ТЭП локомотива как объекта исследования, созданные с использованием двух оговоренных подходов.

4. Функциональная схема и алгоритмы работы ТЭП локомотива с БТС в квазистационарных и нестационарных режимах.

5. Результаты анализа процесса разгона шестиосных и четырехосных локомотивов с индивидуальным регулированием осей при работе каждой оси на пределе по сцеплению под контролем регулятора скольжения колес.

6 Алгоритмы функционирования и результаты моделирования динамики системы защиты от буксования перспективных локомотивов с ЭТС

7. Результаты анализа динамических процессов в электромеханической системе ТЭП локомотивов с АД при аварийных и нестационарных режимах и рекомендации по снижению динамических нагрузок и повышению тяговых свойств электроприводов.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем:

1. Разработаны и обоснованы концепция и методика прогнозирования динамических процессов при аварийных и нестационарных режимах в ТЭП с АД как в еди-

ной управляемой электромеханической системе на базе математического и компьютерного моделирования

2. Обоснован и применен новый методологический подход к моделированию ТЭП перспективных локомотивов с АД, основанный на совмещении двух программных комплексов: Ма^аЬ и УМ.

3 Разработана функциональная схема и алгоритм работы ТЭП локомотива с ОТС, являющейся системой управления нового поколения.

4. Созданы электромеханические модели шестиосных и четырехосных локомотивов с БТС, позволяющие исследовать динамические и тяговые качества новых локомотивов с АТД в квазистационарных, нестационарных и аварийных режимах при различных конструкциях ходовой части

5. Выполнен анализ процесса разгона шестиосных и четырехосных локомотивов с индивидуальным регулированием АТД осей при работе каждой оси на пределе по сцеплению под контролем регулятора скольжения колес.

6. Произведен анализ работы системы защиты от буксования перспективных локомотивов, основанной на введении внешнего контура стабилизации скорости скольжения колес, формирующего задание для внутреннего контура прямого управления моментом АТД

7. Выявлены закономерности динамического перераспределения вертикальных нагрузок по осям шестиосного и четырехосного локомотивов с АТД в режиме реализации максимальных тяговых усилий.

8. Определен качественный и количественный характер динамических нагрузок в механической и электрической подсистемах ТЭП локомотивов с опорно-осевым подвешиванием АД при аварийных режимах в инверторах.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Созданные в работе модели и методики моделирования позволяют на стадии проектирования проанализировать наиболее тяжелые динамические режимы работы ТЭП с АД и выработать рекомендации для рационального конструирования нового дорогостоящего оборудования

На основе созданных моделей проработан ряд практических вопросов: произведена качественная и количественная оценка динамических нагрузок в электрической и механической подсистемах четырехосных и шестиосных локомотивов с двига-

телями ДАТ305 и ДТА470 при аварийных и нестационарных режимах ТЭП, разработаны алгоритмы работы ТЭП с АД перспективных локомотивов в квазистационарных и нестационарных режимах; выработаны рекомендации по улучшению тяговых свойств и снижению динамических нагрузок в тяговой передаче локомотивов с АД.

Результаты работы приняты Брянским машиностроительным заводом (БМЗ) для использования при разработке тепловозов нового поколения. Отдельные элементы разработанных моделей и реализующие их программы внедрены в учебный процесс МИИТ по специальности «Электрический транспорт железных дорог», а также в учебный процесс БГТУ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на научных конференциях и съездах, в числе которых: IV Международная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития электроподвижного состава» (Новочеркасск, 2003 г.), IX Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике (Нижний Новгород, 2006 г.), 66 и 67 Международные научно-практические конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Днепропетровск, ДИИТ, 2006, 2007 г.г.), 4, 5, 7, 8 Научно-практические конференции «Безопасность движения поездов» (Москва, МИИТ, 2003, 2004, 2006, 2007 г.г.), IV и V Международные научно-технические конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» (Санкт-Петербург, 2005, 2007 г.г.), IV международный симпозиум «Электрификация и организация скоростных и тяжеловесных коридоров на железнодорожном транспорте» (Санкт-Петербург, 2007 г.) и другие

Работа в полном объеме докладывалась на научных семинарах кафедр «Электронные, радиоэлектронные и электротехнические системы» и «Прикладная механика» БГТУ (Брянск, 2007 г.), на научном семинаре кафедры «Электрическая тяга» МИИТ (Москва, 2007 г.), на заседании кафедры «Электрическая тяга» МИИТ (Москва, 2008 г), на заседании научно-технического совета ВНИКТИ (Коломна, 2008 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 46 научных работах и двух патентах

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы, включающего 280 наименований, и приложения. Содержит 341 страницу основного текста, проиллюстрированного 151 рис. и 8 табл

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, представлены основные положения, выносимые на защиту, дано краткое описание структуры работы, обосновывающее логику ее построения.

В главе 1 обоснована концепция прогнозирования динамических процессов при аварийных и нестационарных режимах ТЭП с АД как единой управляемой электромеханической системы на базе компьютерного моделирования. Анализ работ в области ТЭП локомотивов с АД показывает, что одной из наиболее перспективных является структура ТЭП с индивидуальным регулированием осей и питанием АТД от автономных инверторов напряжения на полностью управляемых полупроводниковых элементах - биполярных транзисторах с изолированным затвором (ЮВТ). В качестве примера такой системы приведена функциональная схема ТЭП шестиосного локомотива (рис. 1). Тяговый привод локомотива с АТД является сложной динамической системой, включающей для тепловоза источник питания Д-СГ (синхронный генератор СГ, приводимый во вращение дизелем Д), неуправляемый выпрямитель В, промежуточное звено постоянного тока ПЗПТ (содержащее фильтр и цепь сброса энергии на тормозной резистор) и автономные инверторы напряжения АИН1... АИН6 на ЮВТ, питающие асинхронные тяговые двигатели АТД1 .. АТД6. Электромагнитный

момент двигателей передается механической передаче МП1 ..МП6 и далее нагрузке Н (локомотиву и поезду) через контакт колесо-рельс. Управление двигателями и дизель-генераторной установкой осуществляет микропроцессорная система управления СУ, обрабатывающая сигналы с датчиков. Для электровоза постоянного тока источником питания ИП (рис 1) служит контактная сеть, подключаемая через фильтры ПЗПТ В общем случае систему ТЭП с АД можно при анализе разделить на три основные части (подсистемы): электрическую силовую, в которую входят ИП, ПЗПТ, АИН1...АИН6, АТД1... АТД6, управляющую (СУ) и механическую, включающую МП1... МП6, Н

Рис. 1 Обобщенная функциональная схема ТЭП перспективного шестиосного локомотива с АД

При исследовании нестационарных и аварийных режимов необходимо совместное рассмотрение работы силовой электрической, управляющей и механической части с учетом процессов в контакте колесо-рельс, так как в ТЭП современного локомотива с АД они интегрируются в одно целое - мехатронный модуль движения, и переходные процессы в них взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Исследованию динамических процессов в механической части локомотивов, проблем взаимодействия колеса и рельса и улучшения использования потенциальных условий сцепления посвящены работы А.И. Беляева, И В. Бирюкова, А Л. Голубенко, И.П. Исаева, Й. Калкера, B.C. Коссова, В.Н Кашникова, В.Н. Лисунова, Ю.М. Лужнова, Н Н. Меншутина, Д К Минова, Г С. Михальченко, А. де Патера, Ю.С. Ромена, Е.К. Рыбникова, А Н. Савоськина, Г.В. Самме и многих других ученых.

Проблемы анализа электрической передачи локомотивов и автоматизации управления тяговыми агрегатами решаются в трудах В.И. Андерса, Х.-П. Бауэра, А.Т. Буркова, В.И. Воробьева, А В. Грищенко, М. Депенброка, А.И. Ивахина, Ю.М. Инькова, Д.С. Киржнера, A.C. Курбасова, В.А. Кучумова, Е.Ю. Логиновой, П.Ю Петрова, В.А. Пречисского, Н.А Ротанова, Л.Н. Сорина, А Д. Степанова, В В. Стрекопытова, Б.Н. Тихменева, В. Д. Тулупова, В.П. Феоктистова и других ученых.

Исследованию ТЭП с АД как единой электромеханической системы посвящены работы A.A. Зарифьяна, П.Г. Колпахчьяна, Х.-П. Котца, В.В. Литовченко, А.П. Павленко, Е.М. Плохова, В.А. Шарова, В. Энгеля и некоторых других ученых, но таких работ немного, и, с учетом наметившихся широких перспектив внедрения ТЭП с АД на отечественных локомотивах, их явно недостаточно

Выполненный анализ проблемы указывает, что назрела необходимость дальнейшего исследования динамики ТЭП локомотивов с АД на основе новых методологических подходов, разработки электромеханических моделей перспективных локомотивов с применением современных программных комплексов, прогнозирования на их основе работы привода в наиболее тяжелых режимах и отработки новых алгоритмов управления, снижающих динамические нагрузки и повышающих тяговые качества.

Глава 2 посвящена математическому моделированию силовой электрической части ТЭП с АД. При анализе процессов в АТД и механической части при аварийных режимах в инверторах и быстротекущих нестационарных режимах ТЭП с высокодинамичной СУ переходными процессами в элементах ИП, в частности в дизель-

генераторной установке тепловоза, в большинстве случаев допустимо пренебречь или учесть их приближенно по методике А П. Павленко инерционным звеном.

Выходное звено статического преобразователя, питающего асинхронные двигатели, может быть выполнено по схеме автономного инвертора напряжения (АИН) или автономного инвертора тока (АИТ). Так на опытном образце нового магистрального шестиосного тепловоза 2ТЭ25А («Витязь») с АТД, разработанном ВНИКТИ совместно с БМЗ, применена структура силовой схемы с питанием АТД каждой оси от индивидуального АИН (рис 1). В схемах перспективных электровозов также используются АИН. На опытном маневровом четырехосном тепловозе ТЭМ21 асинхронные двигатели запитаны от АИТ, причем каждый из двух АИТ питает по два АТД двухосной тележки, соединяемых параллельно.

Из вышеизложенного следует, что модель силовой электрической части ТЭП с АД предпочтительно сделать универсальной с точки зрения конфигурации исследуемой схемы. С этой целью моделирование выполняется на основе контурных топологических уравнений в матричной форме.

Контурные уравнения составляются с использованием уравнений обобщенных

ветвей схемы Обобщенная электрическая ветвь, обтекается током /д и содержит источник напряжения ев , индуктивность ¿в, емкость Се, и активное сопротивление Гв (рис. 2), которые объединяются в соответ-

ев св

Ьв Гц 1ц

ив

-СШ—>-<|>

Рис. 2. Обобщенная электрическая ветвь

ствующие матрицы. Уравнение напряжений ветвей в матричной форме

КII = ¡ев I - ^ IУ в I! - )гв II ■ ¡1 'в || - ||"св II ^1)

Уравнение электрического равновесия ветвей

№*М, (2)

где ||Я||- топологическая контурная матрица, составляемая на основе графа схемы; ||и/з|| - матрица напряжений ветвей. Подставив (1) в (2), получим

И • ЬII -| • КII - И • Ы ■ I'* II - И • I"св 1=0. (з)

где ||Ц|"св| " матрицы э д. с, потокосцеплений, сопротивлений, то-

разом

ков ветвей и напряжений на конденсаторах соответственно.

Дерево графа силовой электрической схемы ТЭП всегда можно выбрать так, что часть независимых контуров окажутся неиндуктивными (не содержащими индуктивных элементов). Тогда, пронумеровав соответствующим образом ветви исследуемой схемы, матрицу с целью выделения индуктивных (содержащих индуктивные элементы) и неиндуктивных контуров можно сформировать блочной следующим об-

виМвтМ

О , (4)

где ЦЯцЦ - топологическая матрица, соответствующая независимым индуктивным контурам; |[Вщ,| - топологическая матрица, соответствующая ветвям, содержащим активные сопротивления и входящим в индуктивные контуры; ||0| - нулевая матрица, отражающая наличие в схеме неиндуктивных контуров; |Вкк || - топологическая матрица, соответствующая независимым неиндуктивным контурам

С учетом разбиения ветвей и контуров схемы на индуктивные и неиндуктивные, диагональная матрица сопротивлений ветвей ||гв|| разбивается на диагональные матрицы сопротивлений индуктивных ||%| и неиндуктивных \гш\ ветвей и нулевые матрицы

И- (5)

I" Имея II

матрица-столбец токов ветвей ||/в| разбивается на матрицы-столбцы токов индуктив-

(6)

ных и неиндуктивных ветвей и. т. д.

1Ы1 = >■

Выполнив в уравнении (3) переход от токов ветвей к контурным токам (по выражению |/д|| = |/?|['-14-1, где |Ы - блочная матрица контурных токов, I - знак транспонирования), и подставив в (3) выражения вида (4), (5), (6), получим после преобразований два матричных уравнения: дифференциальное для индуктивных контуров и алгебраическое для неиндуктивных контуров. Далее, решив систему алгебраических уравнений относительно токов неиндуктивных контуров и подставив найденные выражения токов в систему уравнений индуктивных контуров, получим (с учетом зависимости потокосцепления от тока и индуктивности) систему дифференциальных

уравнений для контурных токов индуктивных контуров

dt

где Ц/.А-Ц - матрица контурных индуктивностей; ||/гл'11. |£л-|]. \\RkW - матрицы контурных токов, э. д. с. и сопротивлений индуктивных контуров соответственно.

Система (7) дополняется дифференциальными уравнениями напряжений на конденсаторах ветвей. Напряжения на конденсаторах записываются в виде отдельных уравнений, чтобы в системе для индуктивных контуров уравнения имели 1-й порядок. В случае изменения структуры силовой схемы изменяется топологическая матрица ||ß|], а формирование системы (7) остается тем же.

Работа полупроводниковых вентилей моделируется изменением матрицы сопротивлений ветвей в соответствии с алгоритмом управления.

Обмотки статора и ротора асинхронного двигателя являются ветвями силовой электрической схемы и учитываются при составлении топологической матрицы. При этом АТД в данной схеме в зависимости от поставленных задач может рассчитываться либо классическими методами, базирующимися на представлении реального двигателя «обобщенной машиной» в трехфазной системе координат, связанной со статором, либо с использованием метода проводимостей зубцовых контуров (ПЗК).

Классическая модель АТД основана на усреднении свойств активной зоны электрической машины, при этом используются усредненные индуктивности обмоток В случае применения метода ПЗК (для уточнения индуктивных параметров двигателя) процессы в АТД рассчитываются непосредственно без какого-либо преобразования к другой системе координат. Матрица индуктивностей двигателя ||1|[ат. формируется на основе предварительно рассчитанной кривой зависимости коэффициентов проводимостей взаимоиндукции контуров статора и ротора Лд- от угла поворота ротора относительно остова ур и и матрицы F , определяющей структуру обмотки двигателя, по выражению

Пвп^з^оЩ' щ-щт«,

где |\Я\ | - матрица коэффициентов проводимостей само- и взаимоиндукции зубцовых контуров в заданный момент времени, lg - эквивалентная длина воздушного зазора; 111| | о-- матрица индуктивностей рассеяния.

Все ветви обмоток статора и ротора двигателя учитываются при описании топологии схемы привода, матрица ||£||вя?1- включается в общую матрицу /. \ц индук-тивностей ветвей, которая используется при формировании контурной матрицы системы (7). Насыщение по пути главного магнитного потока и насыщение по путям рассеяния считаются не зависящими друг от друга и учитываются отдельно.

Электромагнитный момент АТД, моделируемого классическим методом, определяется через токи и взаимную индуктивность обмоток статора и ротора двигателя по традиционной методике. При использовании метода ПЗК электромагнитный момент АТД рассчитывается как частная производная от энергии магнитного поля по углу поворота ротора относительно остова у р. а:

А/ --II, II' . д\1Вюк\ ||

м ~ л УВЬюк ,

2 дГр-а

где - матрица-столбец токов ветвей АТД, рассчитываемого методом ПЗК.

Разработанная математическая модель силовой электрической части может использоваться для анализа различных схем, как с АИН, так и с АИТ; при изменении схемы меняются только матрицы исходных данных.

Моделирование всех ветвей силовых схем выпрямительно-инверторных статических преобразователей ТЭП с АД по вышеизложенной методике весьма трудоемко и не всегда целесообразно. Поэтому наряду с описанной универсальной моделью, незаменимой для расчета аварийных режимов в полупроводниковых преобразователях, были созданы упрощенные модели ТЭП с АИН на идеальных ключах, формирующих коммутационные функции и входное напряжение АТД в соответствии с алгоритмом работы системы управления.

В главе 3 рассматриваются вопросы разработки структуры, алгоритмов и математических моделей управляющей подсистемы ТЭП локомотивов с АД. Для управления локомотивом в нестационарных режимах особенно важны динамические свойства ТЭП с АД, которые определяются, прежде всего, способом управления АТД.

Рассматривались два варианта систем управления (СУ) ТЭП с АД:

- скалярные СУ: а) СУ с регулированием частоты выходного напряжения АИН по скорости локомотива (для оценки влияния жесткости естественных механических характеристик АТД на процессы буксования); б) СУ с регулированием частоты тока

по скорости ротора, используемая на отечественномманевровом локомотиве с АИТ;

- перспективные системы прямого управления моментом АТД. система экстремального регулирования (самонастраивающаяся на максимум кривой сцепления) и система с непосредственным регулированием скольжения колес.

В настоящее время на локомотивах используются как скалярные СУ (СУ первого поколения), так и различные варианты векторного управления (СУ второго поколения), в целом хорошо себя зарекомендовавшие. В последние годы во многих странах мира ведется разработка и исследование СУ нового (третьего) поколения, получивших название «система прямого управления моментом» (БТС). Такие системы используют разрывное управление асинхронными двигателями и могут обеспечить в тяжелых условиях эксплуатации тяговых приводов локомотивов наиболее высокие динамические характеристики. Система ОТС более проста в реализации по сравнению с классической системой векторного управления, в которой требуется прямое и обратное преобразование координат электропривода, применение регуляторов составляющих тока статора, формирование при управлении по напряжению сигналов, компенсирующих внутренние перекрестные обратные связи объекта, организация того или иного вида широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В электроприводах с БТС ШИМ - управление осуществляется как функция заданных переменных электромагнитного состояния АТД

Разработана структура и алгоритмы функционирования в квазистационарных и нестационарных режимах новой СУ ТЭП локомотива с ЭТС, в качестве примера представлена СУ тепловоза (рис 3) с индивидуальным регулировании осей (на схеме показана БТС АТД первой оси локомотива). Входным сигналом для системы управления является свободная мощность на тягу Рсв, которая на каждой позиции контроллера машиниста КМ вычисляется регулятором мощности РМ и поступает в блок вычисления задания момента БВЗМ. Для электровозов вместо свободной мощности дизель - генератора Д-СГ, приведенной к цепи АТД и обозначенной на схеме Рсв, можно вводить требуемую (в частности, номинальную) суммарную мощность АТД осей, источником питания ИП для схемы (рис. 3) при этом служит контактная сеть постоянного тока.

Задание на момент по мощности определяется в БВЗМ путем деления Рсв на число осей и скорость локомотива, приведенную к частоте вращения ротора АТД

(сол) Скорость локомотива измеряется датчиком линейной скорости ДУ (возможно также применение косвенных методов определения скорости локомотива, основанных на использовании «псевдобегунковой» оси) и приводится к валу АТД в блоке вычисления частоты БВЧ. Частота вращения ротора каждого АТД измеряется датчиками частоты вращения ДЧВ1... ДЧВ6

При разгоне БВЗМ ограничивает значение момента на требуемом уровне М3. После выхода на заданную для данной позиции контроллера мощность Рсв АТД, работая при постоянстве мощности, автоматически переходят в режим ослабления поля. Для определения требуемого АТД потокосцепления сигнал сал подается в блок вычисления задания потокосцепления БВЗП, представляющий собой электронную таблицу зависимости потокосцепления статора от со.,, для данной позиции КМ.

Сформированные сигналы задания момента М1 и потокосцепления поступают в блок БТС, в котором они сравниваются с фактическими значениями момента и потокосцепления (М и *|/5), вычисленными адаптивной моделью двигателя АМД. По

сигналам рассогласования в блоках релейного регулирования момента РРм и потока РРп, представляющих собой трехпозиционное и двухпозиционное реле соответственно, производится регулирование в скользящем режиме момента и потока двигателя.

В блоке-наблюдателе АМД вычисляются потокосцепление статора (модуль и фаза вектора и момент по введенной в него информации: токам двух фаз статора АТД, напряжению в цепи постоянного тока и положению ключей АИН Таким образом, модель-наблюдатель осуществляет организацию обратных связей по регулируемым переменным в системе автоматического регулирования. По значению фазы вектора блок вычисления сектора потокосцепления (БВСП) определяет, в каком из шести секторов координатной плоскости находится вектор

Далее сигналы с РРм, РРп и БВСП поступают в модуль быстродействующего логического автомата БЛА представляющего собой электронную таблицу и переключающего ключи автономного инвертора в зависимости от оптимизации вектора выходного напряжения АИН по предельным отклонениям момента и потока статора Таким образом, организация ШИМ управления осуществляется как функция заданных переменных электромагнитного состояния АТД. Частота коммутации ключей инвертора зависит от величины гистерезисного допуска релейных регуляторов момента и потокосцепления Изменяя настройку релейных регуляторов, можно оптимизировать работу СУ по двум противоречивым критериям, допустимому уровню пульсаций момента и уровню потерь в ЮВТ АИН.

Чтобы СУ ТЭП самонастраивалась на максимальное использование сил сцепления и предупреждала буксование, введен постоянно действующий контур регулирования частоты вращения ротора АТД. Задание на момент формируется в блоке регулятора частоты БРЧ. Регулятор частоты пропорционально-интегральный. Задание частоты вращения <в3 (сравниваемое с фактической частотой вращения ротора АТД) вычисляется путем интегрирования требуемого ускорения.

Задание на ускорение выбирается блоком логики поиска БЛП по следующему принципу. Если рабочая точка ТЭП находится в данный момент времени на восходящем участке кривой сцепления, то, чтобы приблизиться к максимуму кривой, линейное ускорение точки на ободе колеса должно быть больше ускорения локомотива на небольшую величину Ла, то есть, оно должно определяться по формуле

«T/=fir, + Ла, (8)

где - а] - задание линейного ускорения колеса, когда рабочая точка находится на восходящем участке кривой сцепления; ал - линейное ускорение локомотива.

Если в данный момент времени рабочая точка находится на падающем участке кривой сцепления, то, чтобы вернуться к максимуму кривой, ускорение точки на ободе колеса должно быть меньше ускорения локомотива на величину Ла, то есть, оно должно рассчитываться как

а0 - а, - Л а (9)

Линейное ускорение локомотива определяется на основе дифференцирования сигнала датчика линейной скорости локомотива Д\' в блоке адаптации ускорения БАУ (рис. 3). В этом же блоке вычисляются значения aj и ао по формулам (8) и (9) соответственно, а также разность частоты вращения ротора АТД, приведенной к скорости локомотива, и линейной скорости локомотива Использование сигнала линейной скорости локомотива повышает точность адаптации ускорения по сравнению с косвенными методами, основанными на использовании «псевдобегунковой» оси (в последние годы появились новые способы измерения линейной скорости, основанные на сканировании путевой структуры или применении систем GPS и ГЛОНАС).

При высокой динамике изменения электромагнитного момента, обеспечиваемой DTC, действительную величину электромагнитного момента в воздушном зазоре АТД и его задаваемую величину М3 можно считать практически равными, так что, характер изменения силы тяги является отражением задаваемого момента М3. При работе на восходящем участке кривой сцепления и определении заданного ускорения по формуле (8) задаваемый момент (и сила тяги) нарастает, причем его экстремальное значение выбирается и записывается в накопителе экстремальных значений НЭЗ, а также постоянно сравнивается с текущими величинами заданного момента.

При попадании рабочей точки на падающий участок колесо начнет разгоняться и его фактическая скорость, измеряемая ДЧВ1 (для первой оси), превысит заданное значение а>3, в результате чего задание на момент начнет автоматически снижаться, что говорит о превышении максимума силы тяги и попадании рабочей точки на падающий участок. Как только разность AM сравниваемых величин станет больше заданной допустимой величины АМтах, БЛП переключает величину задаваемого ускорения с а; на ао. Одновременно НЭЗ переключается на поиск нового экстремального

значения момента.

Так как новое заданное ускорение колеса а0 меньше ускорения локомотива, скорость колеса относительно локомотива снижается, и рабочая точка на характеристике сцепления возвращается к максимуму и далее смещается влево до тех пор, пока БЛП не зафиксирует новое превышение ДМтач Тогда БЛП опять переключает задание ускорения на ау, НЭЗ переключается на поиск нового экстремального значения момента, после чего снова повторяется цикл поиска

Таким образом, самонастраивающаяся система регулирования скольжения колес, благодаря быстродействию ОТС, позволяет оперативно смещать рабочую точку относительно максимума кривой сцепления, благодаря чему заданная скорость ротора АТД формируется такой, что задаваемое значение момента, а значит и сила тяги, устанавливаются максимально возможными. Благодаря достаточно малой величине ДМтах сила тяги используется практически полностью.

Если характеристика сцепления не имеет максимума (влажные рельсы), то вычисляемая в БАУ разность скорости вращения ротора АТД соответствующей оси (приведенной к скорости локомотива) и скорости локомотива превысит задаваемый допустимый предел А\>тах В этом случае система также переключится на задаваемое значение а0. Это позволит избежать повышения износа колес и рельсов, а также дополнительных потерь в зоне контакта колеса с рельсом

Глава 4 посвящена разработке моделей механической части (МЧ) ТЭП локомотива. Моделирование МЧ можно выполнить с различной степенью детализации, при этом понятно, что чем выше степень детализации, тем сложнее модель и анализ полученных результатов, а также дольше время расчета В диссертации разработаны два типа моделей:

1) с целью выявления наиболее существенных явлений в тяговом приводе при нестационарных и аварийных режимах автор попытался максимально упростить модели (но, разумеется, так, чтобы не потерять при этом сами явления); упрощенные модели МЧ ТЭП с опорно-осевым подвешиванием АТД составляются на основе уравнений Лагранжа или принципа Даламбера;

2) для уточнения расчетов: более полного учета особенностей конструкции ходовой части, динамического перераспределения вертикальных нагрузок по осям локомотива в режиме тяги моделирование МЧ четырехосных и шестиосных локомотивов

с АТД выполнено в ПК УМ, разработанном на кафедре «Прикладная механика» БГТУ под руководством профессора Д.Ю. Погорелова с использованием методов моделирования динамики систем тел (различных модификаций метода Ньютона-Эйлера).

При упрощенном моделировании МЧ целесообразно выделить основные формы крутильных колебаний в продольной вертикальной плоскости по отношению к оси пути, определяющим образом влияющие не только на механические процессы при срыве сцепления, но и на электромагнитные процессы в тяговых двигателях. С этой целью составлена расчетная схема механической передачи оси локомотива с опорно-осевым подвешиванием тяговых двигателей.

В схему включен один колесно-моторный блок тележки, содержащий ротор с моментом инерции 1г относительно собственной оси, остов с моментом инерции ^ относительно оси колесной пары, колесную пару с моментами инерции колес Ды и относительно собственной оси и локомотив (и поезд) массой тд, приходящейся на одну ось. Тяговые усилия колес Р^ и Р^ колесной пары передаются на локомотив (и поезд) через контакт колесо-рельс. Упруго-диссипативные свойства вала ротора, подвески остова двигателя и оси колесной пары учитываются введением соответствующих жесткостей и коэффициентов демпфирования: Ср, Сс, Са - угловые жесткости вала ротора, оси колесной пары и жесткость подвески двигателя соответственно; Ра, Рг, ро - коэффициенты демпфирования подвески двигателя, вала ротора и оси колесной пары соответственно. Система уравнений составлена с учетом эффекта планетарного механизма тяговой передачи

Сила тяги каждого колеса определяется через сцепной вес и коэффициент сцепления /'7 = (Рсц /2п,) где Рк - сила тяги колеса; Рсц- сцепной вес; У- коэффициент сцепления; и, - число осей локомотива

Коэффициент сцепления колеса и рельса рассчитывается по формуле V = К■ Чу0, где % - потенциальный коэффициент сцепления; К - коэффициент сцепления в относительных единицах: К= Ч'/Ч'о-

Значения У« в зависимости от скорости движения локомотива задаются таблично с интерполяцией в промежуточных точках. Для моделирования влияния остальных факторов (например, наезд на масляное пятно, подсыпка песка) % можно

варьировать. Коэффициент сцепления в относительных единицах К определяется в функции скорости проскальзывания колес, выраженной в процентах по отношению к скорости локомотива, на основе нелинейной характеристики сцепления, которая задается по точкам с интерполяцией промежуточных значений. Причем вид этой характеристики может варьироваться в зависимости от состояния рельсов, например, для сухих рельсов вводится характеристика с явно выраженным, а для влажных рельсов -с неявно выраженным максимумом (для низких скоростей локомотива скорость проскальзывания колес задается в абсолютных единицах)

При таком подходе для создания упрощенной модели «л - осного», например 4-осного, локомотива в одну систему уравнений объединяются уравнения моделей МЧ четырех осей, а силы тяги всех 8-и колес суммируются и включатся в уравнение движения локомотива.

Как показывает опыт, упрощенные модели в целом вполне адекватно отражают суть рассматриваемых явлений. Однако для более полного анализа нестационарных режимов, в частности таких распространенных как буксование, этих моделей недостаточно. Для уточненного количественного анализа тяговых свойств локомотива необходима электромеханическая модель с учетом динамического перераспределения вертикальных нагрузок осей в режиме тяги. Поэтому для расчета динамики механической подсистемы локомотива был использован УМ, позволяющий максимально приблизить модель к реальному объекту и наиболее полно выявить взаимовлияние электрической и механической подсистем ТЭП в переходных режимах.

Применение УМ дает возможность автоматизировать построение уравнений движения локомотива как пространственной механической системы, что позволяет использовать расчетные схемы с практически любой степенью детализации. Модели механической части в УМ построены по методу подсистем (колесно-моторный блок, тележка, экипаж, путь) При необходимости к локомотиву могут подсоединяться модели вагонов различных типов, выполненные с большей или меньшей степенью детализации, но при движении на прямолинейном участке для анализа большинства режимов тягового привода достаточно упрощенное моделирование состава присоединяемой к автосцепке инерционной массой с одной степенью свободы.

Тяговые свойства локомотива существенно зависят от исполнения ходовой части Моделировались как шестиосные локомотивы, имеющие трехосные тележки

конструкции ВНИКТИ с мягким двухступенчатым рессорным подвешиванием, низко опущенным шкворнем и механизмом радиальной установки колесных пар (рис. 4, а), так и четырехосные локомотивы, использующие двухосные тележки с наклонными тягами (рис. 4, б). Исследовались также варианты применения на шестиосном локомотиве трехосных тележек с наклонными тягами.

а) б)

Рис. 4. Модели тележек в УМ: а) модель трехосной тележки конструкции ВНИКТИ; б) модель двухосной тележки с наклонными тягами

Для моделирования режимов буксования и юза в четвертую версию ПК УМ заложена аппроксимация кривой сцепления по методу H.H. Меншутина, а также эмпирические кривые сцепления с измерением скорости проскальзывания в абсолютных единицах, позволяющие начать движение. Используемые расчетные схемы механической части локомотивов включают до 1 Об степеней свободы. Соединение моделей механической части в ПК УМ с моделями электрической силовой и управляющей подсистем ТЭП открывает новые возможности для более полного анализа динамических и тяговых свойств локомотивов с АТД.

Глава 5 посвящена созданию компьютерных моделей электромеханической системы ТЭП с АД, включающих в себя разработанные математические модели силовой электрической, управляющей и механической подсистем.

Было создано три вида компьютерных моделей:

1) программа расчета электромеханических процессов (ПРЭП) тягового привода в среде Delphi 2006;

2) компьютерные модели ТЭП с АД в ПК MatLab/Simulink,

3) компьютерные электромеханические модели ТЭП с АД на основе совмещения ПК УМ и ПРЭП, ПК УМ и MatLab/Simulink.

Каждая из перечисленных групп моделей имеет свои преимущества и недос-

татки, но их совместное использование позволяет более глубоко и полно оценить и осмыслить процессы в ТЭП с АД, сопоставляя и анализируя данные расчетов на основе упрощенных и уточненных вариантов моделей. Кроме того, сравнение результатов расчета отдельных режимов различными программами дает возможность дополнительной проверки правильности моделирования.

Для выявления основных особенностей динамических процессов ТЭП целесообразно иметь компьютерную модель тягового привода оси локомотива. Такая модель реализована в виде ПРЭП в среде Delphi 2006. Программа, составленная для расчета ТЭП локомотивов с опорно-осевым подвешиванием тяговых двигателей, построена по модульному принципу и позволяет анализировать динамические процессы не только в тяговых электроприводах с АТД, но и с ДПТ. Для анализа ТЭП с АД программа предусматривает возможность расчета приводов с автономными инверторами тока и напряжения при различных представлениях АТД, разработаны также модели ТЭП с АД в 4-х и 6-осном исполнении с упрощенным представлением механической части привода. Для интегрирования дифференциальных уравнений в ПРЭП использованы методы Рунге-Кутта 4-го порядка и Гира 4-го порядка. Программа имеет оконный интерфейс, обеспечивающий возможность изменения режима ТЭП с АД в процессе расчета (моделирования отказов в инверторах, изменения условий сцепления) Предусмотрена также возможность обмена данными между ПРЭП и УМ, в этом случае используются модули ПРЭП, моделирующие электрическую и управляющую подсистемы, а механическая часть рассчитывается в УМ.

В принципе, можно было бы ограничиться для выполнения требуемых расчетов совмещением ПРЭП и УМ, но в то же время нельзя не считаться с тем, что ПРЭП является сугубо авторской программой, а в мировой практике для моделирования полупроводниковых систем электроприводов все более широкое распространение получает ПК MatLab/Simulink. Этот комплекс очень динамично развивается, имеет мощную информационную поддержку, обеспечивает наглядность моделирования и, главное, снабжен библиотеками самых современных систем управления электроприводами, что обуславливает его широкое внедрение на отечественных предприятиях и в вузах.

Поэтому в комплексе MatLab/Simulink, как средствами основной библиотеки, так и прикладного пакета MatLab/Simulink/SimPowersystems разработаны модели перспективных локомотивов с DTC. Отдельные функциональные узлы выполнены в

виде подсистем (контроллер машиниста, асинхронный двигатель, блок логического автомата переключений транзисторов и т. д.). На рис. 5 в качестве примера представлена подсистема логического автомата, выбирающего оптимальные коммутационные функции АИН ТЭП с DTC в зависимости от сигналов HPhi и The релейных регуляторов потокосцепления статора и момента АТД соответственно и номера сектора координатной плоскости Sector, в котором находится вектор потокосцепления статора. При моделировании полной схемы ТЭП с АИН в прикладном пакете силовой электроники MatLab/ Simulink/ SimPowersys-tems используется библиотечный блок логического автомата, выбирающий оптимальную комбина-

Multiport Switch 1

Look-Up Table [2-0)2

I (ООО) |—^

VO

[10 ее-0 33-0 331 —ll

V1

|[0 33033-0it] (->. —1 1

v2

| ¡-0 зэ о ее -о 33] |—f —« L

v3

|н?езоэзоэз] f—► -H

v4

j I-Q 31 -0 33 0 83] |— —1

v5

I [3 33-0 59 0 33) (-> —4

v6

I 10 0 0) |—p- —f

V?

Gates

Muttiport Switch2

Рис. 5. Модель подсистемы блока логического автомата в МаЛаЬ^тиНпк при моделировании АИН коммутационными функциями

цию переключения ключей АИН, но механическая подсистема локомотива в рамках ПК Ма1:ЬаЬ всегда моделируется упрощенно, аналогично 6-осным и 4-осным моделям в ПРЭП так как в Ма^аЬ/ЗшиЛтк отсутствует инструментарий для моделирования сложных механических объектов.

С целью уточнения расчета динамических режимов ТЭП при одновременной реализации преимуществ МаЛаЬ/БтиНпк созданы электромеханические модели четырехосных и шестиосных локомотивов на основе совмещения моделей электрической (и управляющей) подсистемы в Ма1ЬаЬ/8шш1тк с моделями механической части локомотивов в УМ с использованием новой методики, разработанной в рамках развития ПК УМ на кафедре «Прикладная механика» БГТУ. При интеграции моделей электрической части, выполненной средствами МаЛлЬ/Бптйтк, в ПК УМ уравнения МаЛаЬ динамически включаются в систему уравнений УМ (рис. 6). При этом электромагнитные моменты АТД, вычисляемые на основе моделей Ма&аЬ прикладываются к роторам двигателей в УМ, а скорости роторов двигателей относительно статоров АТД, скорости проскальзывания колес и другие переменные состояния механической подсистемы, требуемые для моделирования электрической и управляющей

подсистем, определяются средствами УМ и включаются в уравнения MatLab.

Однако пока совмещение MatLab/Simulink с УМ накладывает на модели Mat-Lab ряд ограничений, связанных с использованием прикладного пакета SimPowersys-tems, поэтому в сочетании с УМ моделирование электрической и управляющей подсистем выполняется средствами основной библиотеки Simulink

Механическая часп. Электрическая часть

UM INPUT

Уравнения механической часта<й/

им SEVIUL

Интерфейс с MatLab

Мех. часть

М Q

Эл. часть V

МАИ .AB/SE\1ULINK г;: fj^j©

Уравнения элгорнтсеюн и управляющей часта«Ш

Рис. 6 Иллюстрация совмещения УМ и МаЛаЬ/ЗшшНпк при создании электромеханической модели

Адекватность модели ТЭП с АД подтверждена удовлетворительным совпадением результатов расчетов с данными испытаний опытного образца тепловоза ТЭМ21, полученными ВНИКТИ, а также с осциллограммами экспериментальных исследований квазистационарных и аварийных режимов, выполненных на комплексной установке кафедры «Локомотивы» БГТУ доцентом А И. Ивахиным (рис. 7). Комплексная экспериментальная установка представляет собой физическую модель ТЭП локомотива с опорно-осевым подвешиванием АТД, содержит все физические звенья натурного образца и располагает двумя типами инверторов: АИН и АИТ.

Сравнение результатов расчета и эксперимента показывает, что при хорошем совпадении качественной картины процессов максимальная погрешность наблюдается при моделировании аварийных режимов и достигает 19 %, при моделировании квазистационарных режимов погрешность не превышает 14 %.

1А 40 20 0 -20

и, В

о -20

М,Нм

150 100 50

0

Адекватность моделирования ТЭП с ОТС подтверждается удовлетворительным совпадением результатов, полученных с применением штатной дискретной модели системы ОТС из библиотеки Ма1ЬаЬ/5ти1тк/51тРо\\'ег5у51егп5 и модели ОТС, разработанной средствами основной библиотеки Ма&аЬ/БтиНпк с использованием коммутационных функций, а также с осциллограммами, приведенными в литературе.

В главе 6 на базе компьютерного моделирования проведен анализ аварийных и нестационарных режимов ТЭП локомотивов с различным исполнением и параметрами электрической, механической и управляющей подсистем, а также анализ режимов реализации перспективными локомотивами с АТД предельных тяговых усилий.

Расчеты выполнены для двух типов локомотивов: 1. Для четырехосного локомотива (формула 2о-2о, тележки рис. 4,6) с тяговыми двигателями ДАТ305 при различных схемах силовой части и законах управления АТД'

- силовой схемой с АИТ, питающими параллельно по два двигателя каждой тележки, и скалярной системой управления АТД;

- силовой схемой с питанием АТД от АИН, индивидуальным регулированием осей и скалярной системой управления с ведением частоты питающего напряжения по скорости локомотива для повышения противобуксовочных свойств;

г ... ,. [ ■ , 1 i - г

: | ^ ™ т 1 1 1 ■ " ! ! 1 1

• т У

11 и 1 л..

1 Т } г г

----¡""^ч**. *р * 1 4

1 ; т » ли

дич*«' n >

А \ К у I 1 Л 1 1

Л \ v Л N I N 1 \ v 1 \ и

v \ n i V 1 N ! ^ N 1 ! \ 1 . т (М

i 1 ! 4 4 1 i ! 1 1

1 ! 1 1 ] 1 ? 1 1

Рис. 7. Ре1ультаты исследования работы заторможенного асинхронного двигателя АОбЗ-4 экспериментальной установки при питании от АИН: А,=180°, Г2=0,5Гц-------------- расчет;- эксперимент

- перспективной системой ТЭП с ОТС и регулированием скольжения колес.

2. Для шестиосного локомотива (осевая формула Зо - Зо) с тяговыми двигателями ДТА470, питаемыми от индивидуальных АИН, при различных системах управления АТД и конструкциях тележек:

- тележками с низко опущенным шкворнем (рис. 4, а) и скалярной системой управления с ведением частоты питающего напряжения по скорости локомотива;

- перспективной системой ТЭП с ЭТС и регулированием скольжения колес при использовании: а) тележек с низко опущенным шкворнем; б) тележек с наклонными тягами.

Расчеты производились в диапазоне скоростей четырехосного локомотива 0... 100 км/ч, шестиосного локомотива - 0.120 км/ч при различном состоянии и профилях пути.

При моделировании аварийных режимов и питании АТД от АИН исследовался наиболее тяжелый режим сквозного короткого замыкания (КЗ) в АИН (рис. 8);

варьировались параметры механиче-

м Н-м хЮ4

< А :.....,.,.—, 2...5

0 8 1. 2 1,6|\ у г, с

/ 1

ской передачи с целью определения путей смягчения ударных динамических нагрузок. Для четырехосного локомотива с АИТ исследовались также наиболее тяжелые из возможных при питании от АИТ режимов: одновременный пробой двух тиристоров АИТ в одноименной фазе и пробой одного тиристора АИТ. Аварийные режимы моделировались при неработающей защите. Электромеханическая модель ло-

0 8 ,, , 6 2 комотива позволяет наблюдать явле-Рис. 8. Результаты моделирования сквозного КЗ

в АИН первой оси шестиосного грузового локомо- ния> к0Т0Рые на Упрошенных моделях тива при движении в кривой, скорость локомотива зафИКСИр0вать невозможно. Например, в момент аварии 10 км/ч: М - электромагнитные

моменты АТД 1...6 осей (1...6 соответственно); N при сквозном КЗ в АИН, сопровождае-- вертикальные нагрузки на колеса 1... 6 осей (1... 6

соответственно) ' мом тормозным ударным электромаг-

нитньгм моментом АТД, фиксируются не только нагрузки в основных элементах передачи, но и изменение вертикальных нагрузок осей, вызванное ударным моментом (рис, 8). Первая ось, на двигателе которой возник ударный момент, догружается. Это в определенном диапазоне скоростей препятствует срыву сцепления и торможению ротора (и связанной с ним колесной пары), что, в свою очередь, способствует возрастанию ударного электромагнитного момента. При расчете в УМ с учетом изменения вертикальных нагрузок максимальный тормозной электромагнитный момент АТД при КЗ в АИН шестиосного локомотива возрастает на 3-5 %, а сам максимум (4,5 номинального значения момента) смещается и наблюдается при скорости локомотива 28 км/ч вместо 26 км/ч для одноосной модели. Меняется также характер нагрузок при авариях в АИН различных осей. При питании двигателей одной тележки от индивидуальных инверторов и общего промежуточного звена постоянного тока трехфазное КЗ происходит синхронно и синфазно во всех двигателях тележки Это приводит к тому, что рама тележки и элементы крепления нагружаются динамическими усилиями короткого замыкания всех АТД тележки.

Наибольшие ударные динамические нагрузки в механической передаче моделируемых локомотивов при сквозных КЗ в АИН возникают в подвеске остова (корпуса) двигателя к раме тележки и превосходят нагрузки номинального режима в 3,4 раза для четырехосного и в 3,2 раза для шестиосного локомотива. Установлено, что ударный тормозной электромагнитный момент АТД в ТЭП с опорно-осевым подвешиванием тяговых двигателей смягчается в элементах подвески остова за счет эффекта планетарного механизма редуктора: остов двигателя как бы «обкатывается» по зубчатой передаче, поворачиваясь вокруг оси колесной пары.

Снизить ударные нагрузки в элементах передачи можно увеличением демпфирования в подвеске двигателя и уменьшением жесткости подвески. Например, увеличение коэффициента демпфирования (За с 5 до 40 кН-с/м при жесткости подвески Са=4Т0б Н-м снижает ударный момент в подвеске АТД ДТА470 шестиосного локомотива с 3,2 до 2,6 номинального значения при незначительном повышении ударного момента на валу ротора (до 2,45 номинального значения) Получены зависимости динамических нагрузок на валу ротора и в подвеске остова АТД от скорости локомотивов, Ра или Сд соответственно. Рациональным выбором величины демпфирования и жесткости подвески остова двигателя можно снизить максимальные ударные дина-

мические нагрузки в элементах тяговой передачи локомотивов с опорно-осевым подвешиванием АТД при сквозных КЗ в АИН до 2,5 - 2,6 номинальных. При одновременном пробое тиристоров одноименной фазы АИТ максимальный тормозной электромагнитный момент АТД ДАТ305 четырехосноголокомотива составляет 3,5 номинального значения, что ниже, чем при сквозных КЗ в АИН (до 4,9 номинального значения).

Для быстротекущих аварийных процессов роль системы управления сводится к выполнению функций защиты (отключений или переключений в схеме), и алгоритмы управления ТЭП, обеспечивающие необходимые тяговые качества ТЭП с АД, здесь не важны.

Напротив, в нестационарных режимах от алгоритма управления приводом зависят противобуксовочные свойства локомотива, и в этом случае существенную роль играет взаимовлияние всех трех подсистем: электрической, механической и управляющей. При скалярном управлении и ведении частоты АИН по скорости локомотива, обеспечивающем при срыве сцепления работу АТД при постоянстве амплитуды и частоты питающего напряжения, буксование при ухудшении условий сцепления не переходит в разносное (рис. 9), но в ТЭП наблюдаются колебания (результаты приведены для первой оси).

Данные колебания вызваны периодическим попаданием рабочей точки скольжения колес на падающий участок характеристики сцепления и соответствующим изменением электромагнитного момента АТД, работающего по естественной характеристике. Частота колебаний составляет 4... 8 Гц в зависимости от скорости локомотива и крутизны падающего участка характеристики сцепления.

V*, \'л,

кмч

^Ук

/ / V.! \ \

/ \

О 2 4 6 8 г, С

Рис. 9. Результаты моделирования разгона и электрического торможения четырехосного локомотива с АИН при скалярном управлении и снижении потенциального коэффициента сцепления % до 0.1 в интервалы времени 4 с< I <5 с и 6,5 с < I < 8 с: М - момент АТД; Ук -скорости колес оси; Ул - скорость локомотива

На данные колебания могут накладываться фрикционные автоколебания с частотами, соответствующими одной или нескольким формам свободных колебаний системы тягового тракта, если эквивалентные коэффициенты демпфирования этих форм колебаний меньше некоторого критического значения. Возникают, например, автоколебания колес с узлом на оси колесной пары (рис. 10).

Разработан метод предотвращения периодического буксования и колебаний в данной скалярной системе ТЭП с АД, основанный на снижении амплитуды напряжения АТД. Фактические значения коэффициентов демпфирования элементов системы трудноопределимы, поэтому они варьировались при моделировании.

Эффективное подавление буксования и автоколебаний в тяговом тракте обеспечивает система управления ТЭП с ОТС. Моделирование перспективных шестиостных (рис. 11) и четырехосных локомотивов с прямым управлением моментом АТД и стабилизацией скольжения колес показывает, что в сочетании с индивидуальным регулированием осей быстродействие ОТС, а также устойчивость к возмущениям и неточности информации о постоянных времени и коэффициентах усиления позволяют при различных профилях и состоянии пути обеспечить использование потенциальных условий сцепления на уровне свыше 93 %.

Кроме того, система с регулированием скольжения дает возможность реализовать наиболее интенсивный вариант разгона локомотива - разгон под контролем регулятора скольжения, который позволяет получить до выхода ТЭП на полную мощность предельные тяговые усилия. На рис. 11 представлен именно такой способ разгона локомотива. До выхода на полную мощность реализуется максимально возможный по условиям сцепления момент АТД и сила тяги каждой оси (и локомотива в целом). Но при хороших условиях сцепления из-за неравномерного распределения вертикальных нагрузок двигатели наиболее нагруженных осей шестиосного локомотива (третьей и шестой) оказываются существенно перегруженными по току. В общем

Рис. 10. Результаты моделирования разгона четырехосного локомотива с АИН при скалярном управлении и снижении потенциального коэффициента сцепления % до ОД: Ук1 - скорость правого колеса первой оси; Укз - скорость левого колеса пеовой оси; Ул - скорость локомотива

случае перегрузка тем больше, чем выше потенциальный коэффициент сцепления в процессе разгона. Перегрузки по току двигателей третьей и шестой осей локомотива, имеющего тележки с низко опущенным шкворнем (рис. 4, а), при работе на максимуме кривой сцепления для каждой оси (скольжение колес 2,5 % от скорости локомотива) и потенциальном коэффициенте сцепления при пуске 0,38-04 достигают 50-55 %. Снизить указанную неравномерность нагрузки можно применением трехосных

тележек с наклонными тягами либо догружающих устройств. Моделирование показывает, что использо-

М Н-м

•500 ■1000 V. км/ч

Скорость локомотива

Рис. 11. Результаты моделирования разгона секции перспективного шестиосного грузового локомотива с составом 2000 т при непосредственном регулировании скольжения колес на уровне 2,5 % и наезде на масляное пятно длиной 3 м: М - электромагнитный момент АТД, I - ток фазы «А» АТД: V - скорости колес (1 - первой оси; б - шестой оси)

грузок, дает значительно больший эффект на трехосных тележках (шестиосный локомотив), чем на двухосных (четырехосный локомотив).

Изменяя высоту точек крепления наклонных тяг двухосных тележек четырехосного локомотива к кузову, можно снизить

максимальную разность вертикальных осевых нагрузок при реализации предельных тяговых усилий до 3 Т, в то время как для трехосных тележек шестиосного локомотива удается добиться в аналогичных условиях разницы вертикальных нагрузок 1,5 Т.

вание наклонных тяг, способствующее более равномерному распределению вертикальных осевых на-

32

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе комплексно, с различных методологических позиций решена проблема прогнозирования динамических процессов при нестационарных и аварийных режимах в электромеханической системе тягового электропривода перспективных локомотивов с асинхронными двигателями, получены следующие основные результаты:

1. Разработана и обоснована концепция прогнозирования динамических процессов при аварийных и нестационарных режимах в тяговом электроприводе локомотивов как в единой управляемой электромеханической системе на базе математического и компьютерного моделирования

2. Разработаны математическая и компьютерная модели ТЭП с АД, универсальные с точки зрения возможности исследования аварийных и нестационарных процессов в электромеханической системе привода при различных типах инверторов и способах управления.

3. С целью определения влияния жесткости естественных характеристик асинхронных двигателей на противобуксовочные свойства локомотива исследованы нестационарные режимы работы ТЭП со скалярной системой управления, регулированием частоты напряжения двигателей ДАТ305 и ДТА470 по скорости локомотива и защитой от буксования, основанной только на использовании жесткости естественных механических характеристик АТД Буксование в такой системе не переходит в разносное, но из-за возникающих колебаний в тяговом тракте не удается обеспечить при буксовании всех осей использование потенциальных условий сцепления на уровне свыше 80 %.

4. Разработана структура и алгоритмы работы в квазистационарных режимах ТЭП с БТС, являющейся системой управления нового поколения.

5. Разработаны варианты построения и алгоритмы функционирования системы защиты от буксования перспективных локомотивов с БТС.

6. Обоснован и применен новый методологический подход к моделированию ТЭП перспективных локомотивов с АТД, базирующийся на совмещении двух программных комплексов' МаА^аЬ и УМ.

7. Созданы электромеханические компьютерные модели перспективных грузо-

вых и маневровых локомотивов с ЭТС, позволяющие исследовать динамические и тяговые качества локомотивов при различных конструкциях ходовой части.

8 Выявлен качественный и количественный характер динамических нагрузок в электромеханической системе шестиосного и четырехосного локомотива при авариях в АИН, а также нагрузок в электромеханической системе четырехосного локомотива при авариях в АИТ. Наибольшие динамические нагрузки в ТЭП с АД наблюдаются при сквозных КЗ в АИН: максимальный ударный тормозной электромагнитный момент двигателя ДТА470 достигает 4,5, а двигателя ДАТ305 - 4,9 номинальных значений, наибольшие ударные токи фаз АТД могут превышать номинальный ток в 8 раз. Максимальные ударные динамические нагрузки в механической передаче возникают в подвеске остова двигателя и превосходят нагрузки номинального режима в 3,4 раза для четырехосного и в 3,2 раза для шестиосного локомотива. Ударные нагрузки на валу ротора при этом существенно ниже и превышают нагрузки номинального режима не более чем в 2,4 раза. Увеличение жесткости подвешивания АТД с 4-106 Н/м до 2,4-107 Н/м ведет к возрастанию ударных нагрузок в подвеске остова шестиосного локомотива до 4,3 и на валу ротора до 3,5 номинального значения этих величин.

9. Определено, что смягчение ударного тормозного электромагнитного момента АТД в звеньях механической передачи ТЭП с опорно-осевым подвешиванием АД обусловлено поворотом остова двигателя вокруг оси колесной пары за счет эффекта планетарного механизма редуктора. Снизить ударные нагрузки в элементах механической части ТЭП до 2,6 номинальных можно при конструировании за счет увеличения коэффициента вязкого трения в подвеске двигателя и уменьшения жесткости подвески

10. Выполнен анализ работы новой системы ТЭП с БТС в нестационарных режимах Установлено, что предложенная система ТЭП с АД, использующая БТС и экстремальное регулирование скольжения колес, позволяет при регулировании всех осей локомотива обеспечить реализацию потенциальных условий сцепления на уровне свыше 93 %.

11 Произведен анализ процесса разгона шестиосного локомотива, имеющего тележки с низко опущенным шкворнем и четырехосного локомотива, имеющего тележки с наклонными тягами, под контролем регулятора скольжения колес при реализации каждой осью предельных тяговых усилий. При разгоне в хороших условиях

сцепления наблюдаются перегрузки двигателей тем большие, чем лучше условия сцепления. Так при потенциальном коэффициенте сцепления 0,38-0,4 перегрузки по току двигателей 3-й и 6-й осей шестиосного локомотива с двигателями ДТА470 составляют при отсутствии ограничений 50-55 %, а двигателей 3-й и 4-й осей четырехосного локомотива - 15-23 %. Указанные токовые перегрузки АТД можно снизить более равномерным распределением вертикальных нагрузок осей.

12. С целью оценки путей снижения перегрузки АТД (и транзисторов системы питания) при движении каждой оси на пределе по сцеплению выполнен анализ работы шестиосного локомотива, оснащенного тележками с наклонными тягами вместо тележек с низко опущенным шкворнем. Установлено, что применение трехосных тележек с наклонными тягами позволяет при разгоне с максимально возможной по условиям сцепления силой тяги снизить перегрузки по току двигателей 3-й и 6-й осей на 15-20 % за счет более равномерного распределения вертикальных осевых нагрузок.

13. Выявлено, что при использовании трехосных тележек с наклонными тягами можно изменением высоты точек крепления наклонных тяг снизить максимальную разность вертикальных осевых нагрузок при реализации предельных тяговых усилий до 1,5 Т, в то время как для двухосных тележек не удается добиться в аналогичных условиях разницы вертикальных нагрузок менее 3 Т.

14. Разработанные методики, а также математические и компьютерные модели и рассчитанные прогнозные варианты ТЭП локомотивов с АД позволяют на ранних стадиях проектирования оценить работу привода в нестационарных и аварийных режимах, проанализировать взаимовлияние электрической, механической и управляющей подсистем и выбрать наиболее рациональные конструкторские решения.

Диссертационная работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 05-01-00756.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Михальченко Г.С , Федяева ГА., Федяев В.Н. Взаимовлияние динамических процессов в электрической и механической подсистемах тягового привода тепловозов при переходных режимах// Тяжелое машиностроение,- 2005. - № 12. - С. 28-32.

2. Федяева Г.А., Погорелов Д.Ю. Оценка динамических нагрузок тягового привода на электромеханических моделях перспективных тепловозов// Тяжелое машиностроение,- 2007,- № 10 - С. 30-35

3. Федяева Г.А. Снижение ударных динамических нагрузок асинхронного тягового привода перспективного тепловоза при аварийных режимах// Электротехника. -2007. - № 12. - С. 38-43.

4. Иньков Ю М., Федяева Г.А., Феоктистов В.П. Система экстремального регулирования тягового электропривода с асинхронными двигателями// Электроника и электрооборудование транспорта.- 2008. - № 4 - С. 10 - 18.

5. Бабков Ю.В., Чудаков П.Л, Романов И.В , Федяева Г А. Совершенствование систем и алгоритмов управления тяговым электроприводом тепловозов с асинхронными двигателями // Электроника и электрооборудование транспорта.- 2008.

- № 5. - С. 12-19.

6. Федяева Г. А., Феоктистов В П. Влияние характеристик асинхронного двигателя на ударные динамические нагрузки в тяговом приводе// Соискатель. Приложение к журналу «Мир транспорта».- 2005. - № 2,- С. 118-125.

7. Федяева Г.А. Прогнозные варианты для тягового привода тепловозов// Мир транспорта. - 2006,- № 3,- С. 14-19.

8 Федяева Г А. Моделирование асинхронного тягового привода перспективного тепловоза с системой прямого управления моментом// Мир транспорта - 2006. -№4. - С. 10-15.

9. Федяева Г.А, Бобылькова Е. А. Тяговые свойства тепловоза: проверка на моделях// Мир транспорта.- № 1.- 2008 - С. 17-23.

10 Михальченко Г.С., Федяева Г.А., Власов А.И. Моделирование переходных режимов в асинхронном тяговом приводе локомотивов// Вестник ВНИИЖТ. - 2003,-№ 4. - С. 42-47.

11.Федяева Г.А., Федяев В.Н. Математическое моделирование электромеханических процессов в асинхронном тяговом приводе тепловоза ТЭМ21// Вестник ВНИИЖТ. -2005,-№6,- С. 39-45.

12 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.

13 Федяева Г.А. Реализация предельных тяговых усилий перспективными тепловозами с асинхронным тяговым приводом// Вестник ВНИИЖТ,- 2007,- № 5,- С. 29-34.

14. Федяева Г.А. Моделирование перспективного маневрового тепловоза с векторным управлением асинхронным тяговым приводом//Вест. Брянского техн. ун-та. - 2007.

- № 3,- С. 38-44.

15.Федяева Г.А., Федяев В.Н. Влияние динамических процессов в транзисторах ЮВТ на ударные нагрузки в асинхронном тяговом приводе при аварийных и нестационарных режимах// Вест. Брянского техн. ун-та. - 2006. - № 4,- С. 43 - 48.

16.Федяева Г.А., Федяев В.Н. Программный комплекс для расчета электромеханических процессов в тяговых электроприводах локомотивов при нестационарных и аварийных режимах// Вест Брянского техн. ун-та. - 2004. - № 2. - С. 117-123.

17.Федяева ГЛ. Моделирование магистрального тепловоза с асинхронным тяговым приводом// Железные дороги мира.- 2007. - № 9. - С. 59-67.

18. Федяева Г.А. Влияние параметров асинхронного тягового двигателя на динамические нагрузки при аварийных режимах// Тез. докл. 56 науч. конф. профессорско-преподавательского состава. - Брянск: БГТУ, 2002. - С.204-205.

19. Федяева Г.А., Загорский М.В. Моделирование динамики асинхронных тяговых приводов локомотивов при аварийных и нестационарных режимах// Вест. Вос-точноукр. Нац. ун-та. Технические науки - ч. 2. - Луганск. ВНУ, 2002 г. - № 6,-С. 62-67

20.Федяева Г. А. Федяев В.Н. Влияние закона управления асинхронным тяговым двигателем локомотива на динамические процессы при срыве сцепления// Электромеханические устройства и системы: Межвуз. сб науч. тр.- Брянск' БГТУ, 2003. -С.33-41.

21.Федяева Г.А., Федяев В Н. Математическое моделирование электромеханических процессов в асинхронном тяговом приводе с автономным инвертором тока// Состояние и перспективы развития электроподвижного состава: Тез. докл 4 Международной конф. - Новочеркасск, 2003. - С. 193-195.

22.Федяева Г.А, Федяев В.Н. Нагруженность асинхронного тягового привода локомотивов при аварийных режимах// Безопасность движения поездов: Труды IV на-учно-практическойконференции. - М: МИИТ, 2003,- С. 88.

23.Федяева Г.А., Федяев В.Н. Регулирование асинхронного тягового привода тепловоза с высоким использованием сил сцепления// Вест. Восточноукр. нац. ун-та. Технические науки - ч 2. - Луганск. ВНУ, 2003. - № д.. С. 47-52.

24.Федяева Г.А., Федяев В Н., Власов А.И. Микропроцессорное устройство защиты локомотива с асинхронным тяговым приводом от буксования и юза// Наука, техника и высшее образование: проблемы и тенденции развития' Материалы научно-практической конференции. - Ростов н/Д: Изд-во Рост. Ун-та, 2004. - С 160-162.

25.Федяева Г.А., Федяев В Н. Особенности аварийного режима при пробое отсекающего диода в асинхронном тяговом приводе тепловоза с инвертором тока// Безопасность движения поездов' Труды V научно-практической конференции. - М. МИИТ, 2004,- С. 7- 8.

26. Устройство управления подвижным составом с асинхронными тяговыми двигателями, обеспечивающее предупреждение буксования и юза. Патент РФ 1Ш 39306, МПК 7 В60 ЬЗ/10/ Федяева Г.А., Федяев В.Н., Власов А И. // опубл 27.07.2004, Бюл. №21.

27. Федяева Г.А. Математическое моделирование динамики асинхронного тягового привода тепловоза при срыве сцепления// Тез. докл. 57 науч. конф. профессорско-преподавательского состава. - Брянск' БГТУ, 2005 - С167-168.

28. Федяева Г.А., Федяев В.Н, Бобылькова Е.А. Компьютерное моделирование тяговых приводов перспективных маневровых тепловозов// Наука в транспртном из-мрении. Тез. докл I Международной научно-практ.конф. - Киев, 2005. - С,-188.

29.Федяева Г.А, Федяев В.Н. Электромеханические процессы в асинхронном тяговом приводе тепловоза ТЭМ 21 при отказах в инверторе тока// Подвижной состав 21 века. Тез. докл. IV Международной научно-техн. конф. - С-Пб, 2005. - С.-198-199.

30.Федяева Г.А., Федяев В.Н. Моделирование нестационарных режимов в тяговых электроприводах постоянного тока// Вест. Восточноукр. нац. ун-та. Технические

науки ч 2. - Луганск- ВНУ, 2005. - № 8. - С. 65-68.

31.Федяева Г.А., Федяев В.Н. Математическое моделирование асинхронного тягового привода тепловоза ТЭМ21// Вест. Восточноукр. над ун-та Технические науки.-ч 2. - Луганск: Изд-во ВНУ, 2005. - № 8,- С. 69-73.

32.Литовченко В В., Федяева Г.А. Моделирование аварийных режимов в инверторе напряжения асинхронного тягового привода локомотива// Вестник МИИТ: Научно-технический журнал - Выпуск 13,- М.: МИИТ, 2005,- С. 25-29.

33.Ковалев Р.В., Федяева Г.А, Федяев ВН. Моделирование электромеханической системы тепловоза// Тезисы LXVI Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта». - Д.. ДИИТ, 2006,- С. 62.

34. Федяева Г А. Влияние параметров асинхронного тягового двигателя на динамические процессы в тяговом электроприводе тепловоза при нестационарных режимах// Тезисы LXVI Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта». - Д.: ДИИТ, 2006,- с. 73.

35. Федяева Г.А, Федяев В.Н. Моделирование аварийных и нестационарных режимов перспективных магистральных тепловозов// Безопасность движения поездов: Труды VII научно-практической конференции (дополнение). - М: МИИТ, 2006,-С. 52-53.

36 Способ предупреждения буксования и юза локомотивов с асинхронными тяговыми двигателями Патент РФ RU 2270766, МПК B60L 3/10, B60L 9/16/Федяева Г А., Федяев В Н„ Власов А.И.// опубл. 27 02.2006, Бюл. № 6.

37.Ковалев Р.В., Федяева Г.А. Моделирование динамики электромеханических систем в программном комплексе «Универсальный механизм»// IX всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике (Нижний Новгород, 22-28 августа 2006). Аннотац. докл. - Нижний Новгород: Из-во Нижегородского госуниверситета им. Лобачевского, 2006 - С, - 67.

38.Ковалев Р.В., Федяева Г.А., Федяев ВН. Моделирование электромеханической системы тепловоза// Вестник ДНУЖТ им. В Лазаряна, № 14, - Д.: ДНУЖТ, 2007,-С. 123-127

39. Федяева Г А. Влияние параметров асинхронного тягового двигателя на динамические процессы в тяговом электроприводе тепловоза при нестационарных режимах// Вестник ДНУЖТ им. В. Лазаряна, № 15, - Д.: ДНУЖТ, 2007,- С. 135-140

40. Федяева Г.А., Федяев В Н. Компьютерное моделирование электромеханической системы магистрального тепловоза с индивидуальным регулированием коллекторных тяговых двигателей// Подвижной состав 21 века. Тез. докл. V Международной научно-техн. конф. - С-Пб., 2007. - С.- 43-44.

41. Федяева Г.А. Оценка динамических нагрузок при аварийных и нестационарных режимах на электромеханических моделях тепловозов// Подвижной состав 21 века Тез. докл. V Международной научно-техн. конф. - С-Пб., 2007. - С - 45-46.

42. Федяева Г.А. Реализация предельных тяговых усилий перспективным маневровым тепловозом с векторным управлением асинхронными тяговыми двигателями// Тезисы 67 Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта». -Д.: ДИИТ, 2007,- С. 83-84.

43. Федяева Г.А., Федяев В.Н. Моделирование нестационарных режимов перспективного магистрального тепловоза// Тезисы 67 Международной научно-практической

конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» - Д : ДИИТ, 2007,- С. 84-85.

44.Федяева Г.А., Федяев В.Н. Прогнозирование динамических процессов в электромеханической системе тепловозов// Вест Восточноукр. нац. ун-та. Технические науки - ч. 1. - Луганск. ВНУ, 2007. - № 8 - С. 45-49.

45.Федяева Г.А. Моделирование электромеханической системы магистрального тепловоза с прямым управлением моментом асинхронных тяговых двигателей// Вест. Восточноукр нац. ун-та Технические науки. - ч. 2. - Луганск: ВНУ, 2007. - № 8 -С. 76-80.

46. Программа расчета электромеханических процессов в тяговых электроприводах тепловозов при аварийных и нестационарных режимах. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 9028/ Федяева ГА// опубл. тел. ОФАП № 8, 2007,-С 38.

47.Федяева Г.А. Перспективный тяговый электропривод// Тезисы IV международного симпозиума «Электрификация и организация скоростных и тяжеловесных коридоров на железнодорожном транспорте». - С-Пб.: ПГУПС, 2007,- С. 96.

48. Федяева Г.А. Моделирование нестационарных режимов тягового привода перспективных тепловозов с асинхронными двигателями// Безопасность движения поездов. Труды VIII научно-практической конференции. - М' МИИТ, 2007,- 4.1, С. 30.

Галина Анатольевна Федяева

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХПРОЦЕССОВ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ И АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Изд. лиц. № 020381 от 24.04.97. Подписано в печать 17.09.08 Формат 60x84 1/16 Бумага типографская № 2 Офсетная печать

Уел печ.л. 2,26 Уч - изд. л. 2,26 Т. 100 экз. Заказ 531_

Издательство Брянского государственного технического университета 241035, Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7, БГТУ Лаборатория оперативной печати БГТУ, ул. Институтская, 16

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ И АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

1.1. Тяговый электропривод локомотива как единая управляемая тепло-электромеханическая система.•.

1.2. Нестационарные режимы и оптимальное использование сил сцепления.

1.2.1. Совершенствование механической части локомотива с целью улучшения использования условий сцепления.

1.2.2. Совершенствование регулирования тягового привода для предупреждения нестационарных режимов.

1.2.3. Улучшение условий сцепления в нестационарных режимах.

1.3. Особенности аварийных режимов тягового электропривода с асинхронными двигателями.

1.4. Концепция прогнозирования динамических процессов при нестационарных и аварийных режимах тягового электропривода с асинхронными двигателями.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДСИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ. 102 2.1. Влияние динамических процессов в транзисторах ЮВТ на ударные нагрузки в тяговом электроприводе.

2.2. Математическая модель силовой электрической части на основе контурных топологических уравнений.

2.2.1. Математическая модель силовой электрической части при представлении асинхронного двигателя на основе обобщенной машины.

2.2.2. Математическая модель силовой электрической части при представлении асинхронного двигателя на основе метода проводимостей зубцовых контуров.

2.3. Вариант моделирования преобразовательной установки коммутационными функциями.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПОДСИСТЕМЫ ТЯГОВОГО

ЭЛЕКТРОПРИВОДА С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.

3.1. Математические модели скалярных систем управления.

3.2. Математическая модель системы управления тяговым электроприводом перспективных локомотивов с прямым управлением моментом асинхронных двигателей.

3.2.1. Система управления, использующая для защиты от буксования непосредственное регулирование скольжения колес.

3.2.2. Система управления, самонастраивающаяся на работу при максимальном использовании сил сцепления.

ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОДСИСТЕМЫ ТЯГОВОГО

ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛОКОМОТИВОВ.

4.1. Упрощенные модели механической передачи локомотивов на основе крутильной колебательной системы.

4.2. Модели механической подсистемы локомотивов с высокой степенью детализации.

4.2.1. Расчетная схема механической части четырехосного локомотива.

4.2.2. Расчетная схема механической части шестиосного локомотива.

4.2.3. Расчет сил тяги и торможения.

ГЛАВА 5. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.

5.1. Программа расчета электромеханических процессов в тяговом электроприводе при аварийных и нестационарных 223 режимах.

5.2. Компьютерные модели тягового электропривода локомотивов в программном комплексе MatLab/Simulink.

5.3. Компьютерные модели на основе совмещения программных комплексов.

5.4. Проверка адекватности электромеханической модели тягового электропривода с асинхронными двигателями.

ГЛАВА 6. ПРОГНОЗНЫЕ ВАРИАНТЫ НЕСТАЦИОНАРНЫХ И АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛОКОМОТИВОВ С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.

6.1. Нестационарные режимы тягового электропривода локомотивов со скалярным управлением при регулировании частоты питающего напряжения по скорости локомотива.

6.2. Нестационарные режимы и режимы реализации предельных тяговых усилий перспективных локомотивов с системой регулирования проскальзывания колес.

6.3. Аварийные режимы тягового электропривода локомотивов 295 с асинхронными двигателями.

6.3.1. Аварийные режимы тягового электропривода при 296 отказах в автономном инверторе тока.

6.3.2. Аварийные режимы в тяговом электроприводе 302 перспективных грузовых и маневровых локомотивов при отказах в автономном инверторе напряжения.

6.4. Рекомендации по снижению динамических нагрузок тягового электропривода локомотивов при нестационарных и аварийных режимах.

В качестве введения приведем общую характеристику и краткое описание структуры диссертационной работы, обосновывающее логику ее построения.

Актуальность проблемы. Железнодорожный транспорт является главным видом транспорта России. При этом 85,1 % общего локомотивного парка страны составляют грузовые и маневровые локомотивы (рис. 1) [93], технический уровень и состояние которых определяют экономическую эффективность и безопасность их работы.

Грузовые электровозы 34%

Грузовые теплое ::-=

20.50%

Пассажирские тепловозы

2.70%

Пассажирские электровозы 12.20%

Маневровые тепловозы 30.60%

Рис. 1. Состав локомотивного парка

Одобренная Правительством «Транспортная стратегия Российской Федерации» и «Программа создания и освоения производства новых локомотивов в 2004-2010 г.г.», утвержденная ОАО «Российские железные дороги», предусматривает разработку и изготовление в 2005-2008 г.г. опытных образцов локомотивов нового поколения, оборудованных тяговым электроприводом (ТЭП) с асинхронными двигателями (АД), принятым в качестве основного в типаже перспективных локомотивов.

Общепризнано, что применение асинхронных тяговых двигателей

АТД) с короткозамкнутым ротором, обладающих рядом известных преимуществ по сравнению с традиционными тяговыми двигателями постоянного тока (ДПТ), позволяет повысить надежность, экономичность и тяговые качества локомотивов. Но вместе с тем, для реализации этих преимуществ требуется решение целого ряда проблем.

При использовании АТД, питаемых от статических выпрямительно-инверторных преобразователей, не только усложняется система преобразования энергии и система управления приводом, но усиливается взаимосвязь и взаимовлияние всех функциональных частей (подсистем) ТЭП: электрической, механической и управляющей. Кроме того, при отказах в инверторах возникает ряд специфических нештатных ситуаций, приводящих в ряде случаев к значительным динамическим нагрузкам в электрической и механической подсистемах привода.

Зарубежными производителями локомотивов с АТД, такими известными как Bombardier Transportation (Швейцария), Siemens (Германия) и др. в последние годы наиболее интенсивно ведется исследование и внедрение асинхронных электроприводов нового поколения, использующих системы прямого управления моментом (Direct Torque Control, - сокращенно DTC), но они являются интеллектуальной собственностью разработчиков.

Чтобы предотвратить зависимость страны от импорта локомотивов или перспективных тяговых приводов, необходимо совершенствовать отечественное локомотивостроение на новом техническом уровне. Для этого требуется дальнейшее развитие собственной научной базы проектирования надежных и конкурентоспособных локомотивов с АТД. В этом плане очень важно уже на ранних стадиях проектирования обеспечить возможность анализа способов и алгоритмов регулирования АТД в наиболее тяжелых с точки зрения динамической нагруженности режимах.

В отечественной и зарубежной литературе наиболее часто выделяют следующие основные динамические режимы тяговых приводов:

- квазистационарные (выбег, тяга и торможение при наличии определенного запаса по сцеплению колес с рельсами или реализация предельных сцепных свойств в условиях тяги и торможения);

- нестационарные (буксование, юз);

- аварийные (для электроприводов наиболее характерны аварии в системе электропитания).

Максимальные динамические нагрузки возникают в ТЭП при нестационарных и аварийных режимах, поэтому в процессе проектирования весьма актуально спрогнозировать их заранее и по возможности предотвратить.

Цель диссертационной работы - совершенствование электромеханической системы локомотивов с асинхронными двигателями для улучшения их динамических и тяговых качеств на основе создания прогнозных вариантов аварийных и нестационарных режимов тяговых электроприводов.

Задачи исследования, поставленные и решенные в работе для достижения указанной цели:

1. Разработка концепции и методики создания прогнозных вариантов нестационарных и аварийных режимов ТЭП с АД как единой управляемой электромеханической системы на основе математического и компьютерного моделирования.

2. Разработка математической модели ТЭП с АД, универсальной с точки зрения возможности исследования аварийных режимов в автономных инверторах и нестационарных процессов в электромеханической системе привода при использовании различных типов инверторов и способов управления.

3. Разработка структуры и алгоритма работы ТЭП с системой прямого управления моментом АТД и стабилизацией скольжения колес.

4. Создание электромеханических компьютерных моделей грузовых и маневровых локомотивов с ОТС на базе совмещения программных комплексов (ПК) МаЛаЬ и «Универсальный механизм» (УМ или ЦМ), позволяющих исследовать динамические и тяговые качества локомотивов в квазистационарных, нестационарных и аварийных режимах.

5. Исследование на основе численных экспериментов динамических и тяговых свойств грузовых и маневровых локомотивов с АТД при реализации предельных тяговых усилий в процессе разгона.

6. Определение динамических нагрузок в электрической и механической подсистемах ТЭП с АД при аварийных и нестационарных режимах и оценка взаимовлияния электрической и механической подсистем привода; выработка рекомендаций по снижению динамических нагрузок.

Методы и теоретическая база исследований. Для решения сформулированных задач использованы современные методы математического моделирования электромеханических систем и их элементов, - топологический метод анализа электрических цепей, метод проводимостей зубцовых контуров электрической машины, методы моделирования динамики систем связанных твердых тел, положения теории электрических машин, теории электропривода, теории автоматического управления, теории электрической тяги. Электромеханические модели перспективных локомотивов созданы на базе хорошо зарекомендовавших себя ПК с использованием нового методологического подхода: электрическая силовая и управляющая подсистемы ТЭП локомотивов моделируется в ПК MatLab/Simulink; механическая часть - в ПК UM. Для получения единых электромеханических моделей локомотивов модели MatLab интегрируются в модели ПК UM с помощью специального программного модуля, разработанного на кафедре «Прикладная механика» Брянского государственного технического университета (БГТУ).

Теоретическим фундаментом исследования динамических режимов в управляемой электромеханической системе ТЭП локомотивов с АД являются труды отечественных и зарубежных ученых. Изучение процессов взаимодействия подвижного состава и железнодорожного пути началось и активно велось в 19-20 столетиях. Известными российскими учеными A.M. Годыц-ким-Цвирко, Н.П. Петровым, К.Ю. Цеглинским, а также зарубежными исследователями И. Бухли, Ф. Картером, И. Клингелем, Г. Марье, Т. Мюллером, С. Портером и другими решен ряд фундаментальных задач транспортной механики. В процессе исследований движения железнодорожных экипажей по рельсовому пути формировались основные направления, по которым развивалась наука о динамике подвижного состава. Исследованию динамических процессов в механической части локомотивов, проблем взаимодействия колеса и рельса и улучшения использования потенциальных условий сцепления посвящены работы А.И. Беляева, И.В. Бирюкова, К. Боржо, И.И. Галиева, Л. Гладиагу, А.Л. Голубенко, И.П. Исаева, Й. Калкера, B.C. Коссова, В.Н. Кашникова, В.Н. Лисунова, Ю.М. Лужнова, H.H. Меншу-тина, Д.К. Минова, Г.С. Михальченко, А. де Патера, Е.К. Рыбникова, А.Н. Савоськина, Г.В. Самме и многих других ученых.

Основные принципы управления асинхронными двигателями разработаны в трудах A.A. Булгакова, Д.А. Завалишина, М.П. Костенко. Проблемы анализа электрической передачи локомотивов и автоматизации управления тяговыми агрегатами решаются в трудах В.И. Андерса, Л.А. Баранова, Х.-П. Бауэра, A.B. Грищенко, М. Депенброка, Ю.М. Инькова, Д.Л. Киржнера, Е.Е. Коссова, В.А. Кучумова, Е.Ю. Логиновой, В.В. Литовченко, П.Ю. Петрова, H.A. Ротанова, Л.Н. Сорина, А.Д. Степанова, В.В. Стрекопы-това, Б.Н. Тихменева, В.Д. Тулупова, В.П. Феоктистова и других ученых.

Исследованию ТЭП с АД как единой электромеханической системы посвящены работы А.Т. Буркова, A.A. Зарифьяна, П.Г. Колпахчьяна, X.-П. Котца, А.П. Павленко, Е.М. Плохова, В.А. Шарова, В. Энгеля и некоторых других ученых. Но таких работ немного и, с учетом наметившихся широких перспектив внедрения ТЭП с АД на отечественных локомотивах, их явно недостаточно.

Назрела необходимость дальнейшего исследования динамики ТЭП локомотивов с АД, разработки электромеханических моделей перспективных локомотивов с применением современных программных комплексов, прогнозирования на их основе работы привода в наиболее тяжелых режимах и отработки новых алгоритмов управления, снижающих динамические нагрузки и повышающих тяговые качества.

Достоверность результатов, полученных в диссертации, обеспечивается:

- применением фундаментальных законов и принципов соответствующих научных дисциплин и корректностью принятых допущений;

- сопоставлением результатов, полученных в различных программных комплексах на уточненных и упрощенных электромеханических моделях ТЭП с АД;

- удовлетворительным совпадением результатов расчетов с осциллограммами экспериментальных исследований, выполненных на кафедре «Локомотивы» БГТУ, а также с данными испытаний опытных образцов тепловозов, полученными Всероссийским научно-исследовательским и конструктор-ско-технологическим институтом подвижного состава (ВНИКТИ).

Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем:

1. Разработаны и обоснованы концепция и методика прогнозирования динамических процессов при аварийных и нестационарных режимах в ТЭП с АД как в единой управляемой электромеханической системе на базе математического и компьютерного моделирования.

2. Обоснован и применен новый методологический подход к моделированию ТЭП перспективных локомотивов с АД, основанный на совмещении двух программных комплексов: Ма^аЬ и УМ.

3. Разработана функциональная схема и алгоритм работы ТЭП локомотива с ЭТС, являющейся системой управления нового поколения.

4. Созданы электромеханические модели перспективных отечественных шестиосных и четырехосных локомотивов с ОТС, позволяющие исследовать динамические и тяговые качества локомотивов с АТД в квазистационарных, нестационарных и аварийных режимах работы при различных конструкциях ходовой части.

5. Выполнен анализ процесса разгона шестиосных и четырехосных локомотивов с индивидуальным регулированием АТД осей при работе каждой оси на пределе по сцеплению под контролем регулятора скольжения колес.

6. Произведен анализ работы системы защиты от буксования перспективных локомотивов, основанной на введении внешнего контура стабилизации скорости скольжения колес, формирующего задание для внутреннего контура прямого управления моментом АТД.

7. Выявлены закономерности динамического перераспределения вертикальных нагрузок по осям шестиосного и четырехосного локомотивов с АТД в режиме реализации максимальных тяговых усилий.

8. Определен качественный и количественный характер динамических нагрузок в механической и электрической подсистемах ТЭП локомотивов с опорно-осевым подвешиванием АД при аварийных режимах.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Созданные в работе модели и методики моделирования позволяют на стадии проектирования проанализировать наиболее тяжелые динамические режимы работы ТЭП с АД и выработать рекомендации для рационального конструирования нового дорогостоящего оборудования.

На основе созданных моделей проработан ряд практических вопросов: произведена качественная и количественная оценка динамических нагрузок в электрической и механической подсистемах четырехосных и шестиосных локомотивов с двигателями ДАТ305 и ДТА470 при аварийных и нестационарных режимах ТЭП; разработаны алгоритмы работы ТЭП с АД перспективных локомотивов в квазистационарных и нестационарных режимах; выработаны рекомендации по улучшению тяговых свойств и снижению динамических нагрузок в тяговой передаче локомотивов с АД.

Результаты работы приняты Брянским машиностроительным заводом (БМЗ) и ВНИКТИ для использования при разработке тепловозов нового поколения. Отдельные элементы разработанных моделей и реализующие их программы внедрены в учебный процесс БГТУ и используются на кафедре «Электронные, радиоэлектронные и электротехнические системы» при курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на научных конференциях и съездах, в числе которых: IV Международная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития электроподвижного состава» (Новочеркасск, 2003 г.), IX Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике (Нижний Новгород, 2006 г.), 66 и 67 Международные научно-практические конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Днепропетровск, ДИИТ, 2006, 2007 г.г.), 4, 5, 7, 8 Научно-практические конференции «Безопасность движения поездов» (Москва, МИИТ, 2003, 2004, 2006, 2007 г.г.), IV и V Международные научно-технические конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» (Санкт-Петербург, 2005, 2007 г.г.), IV международный симпозиум «Электрификация и организация скоростных и тяжеловесных коридоров на железнодорожном транспорте» (Санкт-Петербург, 2007 г.) и другие.

Работа в полном объеме докладывалась на научных семинарах кафедр «Электронные, радиоэлектронные и электротехнические системы» и «Прикладная механика» БГТУ (Брянск, 2007 г.), на научном семинаре кафедры «Электрическая тяга» МИИТ (Москва, 2007 г.), на заседании кафедры «Электрическая тяга» МИИТ (Москва, 2008 г.), на заседании научно-технического совета ВНИКТИ (Коломна, 2008 г.).

Структура работы отражает логику ее построения (анализ научных трудов и разработка концепции исследования динамических режимов ТЭП с АД - математическое моделирование силовой электрической, управляющей и механической подсистем ТЭП - создание и проверка адекватности компьютерных моделей ТЭП с АД - исследование нестационарных и аварийных режимов ТЭП и анализ результатов), которая прослеживается в содержании глав.

Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы, включающего 280 наименований, и приложения. Содержит 341 страницу основного текста, проиллюстрированного 151 рис. и 8 табл.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе комплексно, с различных методологических позиций решена проблема прогнозирования динамических процессов при нестационарных и аварийных режимах в электромеханической системе тягового электропривода перспективных локомотивов с асинхронными двигателями, получены следующие основные результаты:

1. Разработана и обоснована концепция прогнозирования динамических процессов при аварийных и нестационарных режимах в тяговом электроприводе локомотивов как в единой управляемой электромеханической системе на базе математического и компьютерного моделирования.

2. Разработаны математическая и компьютерная модели ТЭП с АД, универсальные с точки зрения возможности исследования аварийных и нестационарных процессов в электромеханической системе привода при различных типах инверторов и способах управления.

3. С целью определения влияния жесткости естественных характеристик двигателей ДАТ305 и ДТА470 на противобуксовочные свойства локомотива исследованы нестационарные режимы работы ТЭП со скалярной системой управления, регулированием частоты АТД по скорости локомотива и защитой от буксования, основанной только на использовании жесткости естественных механических характеристик АТД. Буксование в такой системе не переходит в разносное, но из-за возникающих колебаний в тяговом тракте не удается обеспечить при буксовании всех осей использование потенциальных условий сцепления на уровне свыше 80 %.

4. Разработана структура и алгоритмы работы в квазистационарных режимах ТЭП с ОТС, являющейся системой управления нового поколения.

5. Разработаны варианты построения и алгоритмы функционирования системы защиты от буксования перспективных локомотивов с БТС.

6. Обоснован и применен новый методологический подход к моделированию ТЭП перспективных локомотивов с АТД, базирующийся на совмещении двух программных комплексов: Ма^аЬ и УМ.

7. Созданы электромеханические компьютерные модели перспективных грузовых и маневровых локомотивов с ЭТС, позволяющие исследовать динамические и тяговые качества локомотивов при различных конструкциях ходовой части.

8. Выявлен качественный и количественный характер динамических нагрузок в электромеханической системе шестиосного и четырехосного локомотива при авариях в АИН, а также нагрузок в электромеханической системе четырехосного локомотива при авариях в АИТ. Наибольшие динамические нагрузки в ТЭП с АД наблюдаются при сквозных КЗ в АИН: максимальный ударный тормозной электромагнитный момент двигателя ДТА470 достигает 4,5, а двигателя ДАТ305 - 4,9 номинальных значений, наибольшие ударные токи фаз АТД могут превышать номинальный ток в 8 раз. Максимальные ударные динамические нагрузки в механической передаче возникают в подвеске остова двигателя и превосходят нагрузки номинального режима в 3,4 раза для четырехосного и в 3,2 раза для шестиосного локомотива. Ударные нагрузки на валу ротора при этом существенно ниже и превышают нагрузки номинального режима не более чем в 2,4 раза. Увеличение жестко

6 7 сти подвешивания АТД с 4-10 Н/м до 2,4-10 Н/м ведет к возрастанию ударных нагрузок в подвеске остова шестиосного локомотива до 4,3 и на валу ротора до 3,5 номинального значения этих величин.

9. Определено, что смягчение ударного тормозного электромагнитного момента АТД в звеньях механической передачи ТЭП с опорно-осевым подвешиванием АД обусловлено поворотом остова двигателя вокруг оси колесной пары за счет эффекта планетарного механизма редуктора. Снизить ударные нагрузки в элементах механической части ТЭП до 2,6 номинальных можно при конструировании за счет увеличения коэффициента вязкого трения в подвеске двигателя и уменьшения жесткости подвески.

10. Выполнен анализ работы новой системы ТЭП с БТС в нестационарных режимах. Установлено, что предложенная система ТЭП с АД, использующая ОТС и экстремальное регулирование скольжения колес, позволяет при регулировании всех осей локомотива обеспечить реализацию потенциальных условий сцепления на уровне свыше 93 %.

11. Произведен анализ процесса разгона шестиосного локомотива, имеющего тележки с низко опущенным шкворнем и четырехосного локомотива, имеющего тележки с наклонными тягами, под контролем регулятора скольжения колес при реализации каждой осью предельных тяговых усилий. При разгоне в хороших условиях сцепления наблюдаются перегрузки двигателей тем большие, чем лучше условия сцепления. Так при потенциальном коэффициенте сцепления 0,38-0,4 перегрузки по току двигателей 3-й и 6-й осей шестиосного локомотива с двигателями ДТА470 составляют при отсутствии ограничений 50 - 55 %, а двигателей 3-й и 4-й осей четырехосного локомотива - 15-23 %. Указанные токовые перегрузки АТД можно снизить более равномерным распределением вертикальных нагрузок осей.

12. С целью оценки путей снижения перегрузки АТД (и транзисторов системы питания) при движении каждой оси на пределе по сцеплению выполнен анализ работы шестиосного локомотива, оснащенного тележками с наклонными тягами вместо тележек с низко опущенным шкворнем. Установлено, что применение трехосных тележек с наклонными тягами позволяет при разгоне с максимально возможной по условиям сцепления силой тяги снизить перегрузки по току двигателей 3-й и 6-й осей на 15-20 % за счет более равномерного распределения вертикальных осевых нагрузок.

13- Выявлено, что пои использовании тюехосных тележек с наклонны/ 1 л. ми тягами можно изменением высоты точек крепления наклонных тяг снизить максимальную разность вертикальных осевых нагрузок при реализации предельных тяговых усилий до 1,5 Т, в то время как для двухосных тележек не удается добиться в аналогичных условиях разницы вертикальных нагрузок менее 3 Т.

14. Разработанные методики, а также математические и компьютерные модели и рассчитанные прогнозные варианты ТЭП локомотивов с АД позволяют на ранних стадиях проектирования оценить работу привода в нестацио

323 нарных и аварийных режимах, проанализировать взаимовлияние электриче ской, механической и управляющей подсистем и выбрать наиболее рацио нальные конструкторские решения.

1. Абботт Ж. Новшества в тяговом оборудовании// Железные дороги мира. -2005.-№ 1.-С. 47-50.

2. Аброскин П.И., Белогорский Д.Г., Бондаренко Б.Р. и др. Магистральные электровозы. Механическая часть электровозов. М.: Машиностроение, 1967.-436 с.

3. Аброскин П.И.,. Бондаренко Д.Г и др. Тележечные экипажи локомотивов для повышенных скоростей движения//Тр.ЦНИИ ТЭИ МПС. 1962. - вып. 248. - С. 46-54.

4. Аванесов М.А. Расчет взаимной проводимости контуров при диполярном намагничивании// Тр. МЭИ,- 1980.- Вып. 449. С. 3-8.

5. Аммерал J1. Интерактивная трехмерная машинная графика// Пер. с англ. -М.: Сол. Систем., 1992.-317 с.

6. Андерс В.И., Богатин A.A. Сафронов A.B. Характеристика электрического торможения при инверторном самовозбуждении асинхронной машины// Тр. МЭИ. 1979. - Вып. 421.-С. 35-40.

7. Андреев A.A. К вопросу о выборе продольной связи кузова и тележек локо-мотива//Конструирование и производство транспортных машин: Респ. меж-вед. Научно-технический сб./Харьков; Высш. школа. Изд-во Харьк. ун-та, 1981.-вып.13.-С 31-33.

8. Андриевский С.М. Боковой износ рельсов на кривых // Науч. тр. Всесоюз. н.-и. ин-та ж.-д. транспорта. 1961. - Вып. 207. - 128 с.

9. Андриевский С.М., Крылов В.А. Сход колеса с рельса // Исследования в области динамики и прочности локомотивов / Науч. тр. Всесоюз. н.-и. ин-та ж.-д. транспорта. М.: Транспорт, 1969. - Вып. 393. - С. 20 - 41.

10. Ю.Балуев A.B., Дурдин М.Ю., Колганов А.Р., Хвостов В.А. Автоматизация моделирования электромеханических систем/ Брянск: БИТМ, 1995. - 92 с.

11. Бандура Г., Пастухов В. Российские IGBT-модули производства ОАО «Контур» //Силовая электроника. 2007. -№ 1. - С. 28 - 31.

12. Барский, М.Р., Серединова И.Н. Экспериментальное исследование процессов буксования и юза электровозов/ЛТроблемы повышения эффективности

13. Г" . „ . . Л Л ATT f' / ч /'" тл 1ЛГ1 тлл t * \ ~> {\ 1 о /лраооты транспорта. М.: /\п iyjj. - хэьшл. u.uu-iou.

14. З.Бауэр Х.-П. и др. Оптимальное использование сцепления на электровозе с трехфазным тяговым приводом // Железные дороги мира. 1987. - № 8. -С. 10-24.

15. Бахвалов Ю.А., Бузало Г.А.,. Зарифьян А.А, Петров П.Ю. и др. Динамические процессы в асинхронном тяговом приводе магистральных электровозов/под ред. A.A. Зарифьяна.- М.: Маршрут, 2006. 374 с.

16. Бахвалов Ю.А., Зарифьян A.A., Кашников В.Н., Колпахчьян П.Г., Плохов Е.М., Янов В.П. Моделирование электромеханической системы электровоза с асинхронным тяговым приводом/ Под. ред. Е.М. Плохова.- М.: Транспорт, 2001.- 286 с.

17. Беляев А.И. Динамические свойства тяговых приводов тепловозов и возможности их улучшения: Автореф. дис. д-ра техн. наук. М., 1979. - 43 с.

18. Березин В.В., Демин Ю.В., Коссов B.C. и др. Теоретические исследования ходовых качеств шестиосного локомотива с новыми конструкциями радиальной установки колесных пар// Труды ВНИТИ, Коломна, 1997, вып. 76, с. 44-59.

19. Березин В.В., Кокорев А.И., Лысак В.А. Конструкции соединений тележек с кузовом локомотива: Обзор. М.: ЦНИИ ТЭИ тяжмаш. -Транспортное оборудование, сер.5, вып.5. - 1985. -48 с.

20. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1966.

21. Бирюков И.В. Прогнозирование динамических свойств тяговых приводов электроподвижного состава: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1974. -45 с.

22. Бирюков И.В. Беляев А.И., Рыбников Е.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. М.: Транспорт, 1986.- 256 с.

23. Бирюков И.В., Рыбников Е.К. Методика исследования динамики тяговых приводов электроподвижного состава при сложном спектре возмущения// Тр. МИИТ, 1971, вып. 374, с. 3-35.

24. Блохин Е.П., Манашкин Л.А. Динамика поезда. М.: Транспорт, 1982. -222 с.

25. Бондарев В.И., Кодинцев И.Ф., Кравченко А.И. и др. Магистральные электровозы: общие характеристики. Механическая часть. М.: Машиностроетг.ХА Ю01 „ 794 р

26. J.ll'lW, JL У У 1 . .¿.Z.^ С.

27. Боржо К. Передача веса. Математический анализ тележечных локомоти-вов//Ежемесячный бюллетень МАЖК. 1965. -№6, 7.

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

29. Будницкий A.A., Строков B.C., Мельман П.Ш. Тяговоэнергетические характеристики макетного тепловоза ТЭ120 с электропередачей переменного тока //Тр. ВНИТИ. 1980.- Вып. 51.- С. 23 - 32.

30. Булгаков A.A. Основы динамики вентильных систем. М: Изд. АН СССР, 1963,- 168 с.31 .Бурков А.Т. Управление электроэнергетическими процессами локомотивов сасинхронным приводом: Дис. . д-ра техн. наук.- JL, 1982.- 470 с.

31. Бурков А.Т., Пармас Я.Ю. Применение асинхронных двигателей в тяговом приводе локомотивов //Полупроводниковая техника в устройствах электрических железных дорог: Межвуз. сб. тр. JL, 1983.- С. 7 - 17.

32. Бушер М. и др. Регулирование проскальзывания колес на электровозах с асинхронным тяговым приводом// Железные дороги мира. 1994.- № 4.- С. 30-45.

33. Вальран О., Яшинский А. Исследование механических систем методами динамического моделирования.// Железные дороги мира.- 1987.- № 12. -С. 36-45.

34. Веников В.А., Суханов O.A. Кибернетические модели электрических систем. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 328 с.

35. Вербек Г. Современное представление о сцеплении и его использовании// Железные дороги мира.- 1974.- №4.

36. Вериго М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава/ Под ред. М.Ф. Вериго. М.: Транспорт, 1986. - 559 с.

37. Вериго М.Ф., Петров Г.И., Хусидов В.Д. Имитационное моделирование сил взаимодействия экипажа и пути//Бюллетень ОСЖД. Варшава. - 1993. -№4.- С. 3-8.

38. Вилькевич Б.И. Автоматическое управление электрической передачей и электрические схемы тепловозов. М.: Транспорт, 1987. - 272 с.

39. Власов А.И. Исследование электромагнитных процессов в турбогенераторе методом проводимостей зубцовых контуров: Автореф. дис. . канд. техн. наук.: М, 1970. 24 с.

40. Власов А.И., Деров А.Н., Федяева Г.А., Хвостов В.А. Применение метода проводимостей зубцовых контуров к исследованию электромеханических процессов в вентильном двигателе. М., 1980. - 16 с. - Деп. в ИНФОРМЭ-JIEKTPO, № 10(108).

41. Власов А.И., Хвостов В.А. Расчет индуктивностей пазового рассеяния ста-торных обмоток машин переменного тока// Математические модели электромеханики в автоматизированном проектировании и исследованиях: Сб. науч. тр. Иваново. - 1997. - С. 65 - 68.

42. Волков И.В. Динамическая модель локомотива/'/'Проблемы механики железнодорожного транспорта. Повышение надежности и совершенствование подвижного состава: Тез.докл. Всесоюз.конф. Днепропетровск: 1988. -С.78.

43. Вольдек А.И. Электрические машины. JI.: Энергия, 1978. - 832 с.

44. Воробьев В.И. Исследование динамических процессов в тяговом приводе локомотива с асинхронным двигателем в режимах пуска, разгона и движения с низкими скоростями: Дис. . канд. техн. наук.- Брянск, 1981.- 196 с.

45. Воробьев В.И., Ивахин А.И., Семаков В.В. Комплексная экспериментальная установка для исследования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с бесколлекторными электродвигателями. М., 1989.- 16 е.- Деп. в ИНФОРМЭЛЕКТРО, № 147-эт 88.

46. Воробьев Д.В. Улучшение фрикционных характеристик пары трения колесо-рельс за счет воздействия на контакт электрического тока и магнитного поля. Автореф. дис. . канд. техн. наук.- Брянск: БГТУ, 2005. -20 с.

47. Гарг В.К., Дуккипати Р.В. Динамика подвижного состава//Пер. с англ; под ред. H.A. Панькина. М.: Транспорт, 1988. - 391 с.

48. Герасимов В.А. Исследование динамических качеств индивидуальных тяговых приводов тепловозов с электрической передачей: Дис. . канд. техн. наук. Брянск, 1979.- 221 с.

49. Герман-Галкин, С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем. Matlab 6.О.- Санкт-Петербург: Корона принт, 2001.-320 с.

50. Гладигау А. Исследование явлений разгрузки осей на локомотивах с двухосными тележками//Ежемесячный бюллетень МАЖК. 1962. — № 9. — С.3-25.

51. Глазенко Т.А., Гончаренко Р.Б. Полупроводниковые преобразователи частоты в электроприводах. JI.:, Энергия, 1969. - 184 с.

52. Глух Е.М., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. -М.: Энергия, 1970. 151 с.

53. Голубенко А. Л. Методика аналитического определения сил сцепления в контакте колеса с рельсом // Конструирование и пр-во трансп. машин: Рес-публ. межвед. науч.-техн. сб. Харьков: Выща шк., 1987. - Вып. 19. - С.74-82.

54. Голубенко A.JI. Сцепление колеса с рельсом: 2-е изд. доп. и перераб. Луганск: Из-во ВУГУ, 1999, 476 с.

55. Голубенко А.Л., Костюкевич А.И. Алгоритм решения контактной задачи при произвольном расположении колесной пары относительно рельсовой колеи / Конструирование и производство транспортных машин. Харьков, Высшая школа, 1989. - вып.21. - С.33-37.

56. Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства. М.: Связь, 1973.494 с.

57. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. -М.: Наука, 2001.л г\4/Ö С.

58. Грищенко A.B., Грачев В.В., Ким С.И., Клименко Ю.И. и др. Микропроцессорные системы автоматического регулирования электропередачи тепловозов/ Под ред. A.B. Грищенко.- М.: Маршрут, 2004. 172 с.

59. Гусевский Ю.И., Чернышов A.A., Анализ электромагнитных процессов в инверторе напряжения// Тр. НИИ з-да Электротяжмаш. 1971. -№ 2.-С. 7-19.

60. Данилевич Я.Б., Домбовский В.В. Казовский Е.Я. Параметры электрических машин переменного тока. М.; JL: Наука, 1965. -340 с.

61. Дартау В.А., Рудаков В.В., Козярук А.Е. и др. Теоретические основы построения частотных электроприводов с векторным управлением/ Автоматизированный электропривод. -М: Энергия, 1980.

62. Дартау В.А., Рудаков В.В., Стляров И.М. Асинхронные электроприводы с векторным управлением/ Под. ред. В.В. Рудакова. Л: Энергоатомиздат, 1987,- 136 с.

63. Добрынин Л.К., Евстратов A.C., Березин В.В., Кокорев А.И., Коссов B.C., Пузанов В.А., Чаркин В.А. Исследования динамики экипажных частей тепловозов// Труды ВНИТИ.- 1999.- вып. 79.- С. 31-60.

64. Доцковский Л.Х., Роговой В.И. и др. Современное состояние и тенденции в асинхронном частотно-регулируемом электроприводе (краткий аналитический обзор)// Электротехника. 1996.- № 10. - С. 17-22.

65. Егоров А.Т., Бородай В.П., Перфилов A.A. Зарубежные локомотивы с асинхронным тяговым приводом// Железнодорожный транспорт. ОИ/ЦНИИТИ МПС. 1996. - Вып.4. - С. 1 - 100.

66. Жуликов В.Н., Иньков Ю.М., Орехов A.B. Критерии сравнительной оценки преобразователей электрической энергии подвижного состава/ Вест. Вос-точноукр. нац. ун-та. Технические науки ч. 2. Луганск: Изд-во ВНУ, 2003 -№ 9(67).- С. 84-87.

67. Загорский М.В., Никифоров Н.И. Исследование математической статической модели новых четырехосных тепловозов//Сб.науч.-техн.работ. -Брянск: БМЗ, БГТУ, 1999. С. 170-177.

68. Захаров С.М., Горячева И.Г., Погорелов Д.Ю., Языков В.Н. и др. Оценка эволюции профилей колес железнодорожного экипажа на основе применения трибодинамической модели// Тяжелое машиностроение.- 2007.- № 3.-С. 19-24.

69. Иванов В.Н. Конструкция и динамика тепловозов. М.: Транспорт, 1974. -336 с.

70. Иванов В.Н. Повышение коэффициента использования сцепного веса тепловозов// Вестн. Всесоюз. н.-и. ин-та ж.-д. транспорта. 1979. - № 7. - С. 13-17.

71. Иванов-Смоленский A.B., Абрамкин Ю.В., Власов А.И. и др. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах/ под ред. A.B. Иванова-Смоленского.- М.: Энергоатомиздат, 1986.- 216 с.

72. Ивахин А.И. Возмущающие воздействия со стороны асинхронного тягового двигателя на привод маневрового тепловоза: Дис. . канд. техн. наук.-Брянск, 1996,- 187 с.

73. Ивницкий С. Моделирование системы колесо-рельс// Железные дороги мира, 2005, № 2, С. 36-43.

74. Изосимов Д.Б., Рывкин С.Е. Идентификация частоты вращения и составляющих вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя по измерениям токов и напряжений обмоток статора// Электричество. 2005. -№ 4. - С. 32-40.

75. Исаев И.П. Случайные факторы и коэффициент сцепления. М.: Транспорт, 1970. - 184 с.

76. Исаев И.П. Анализ срыва сцепления колес локомотива с рельсами методами теории бифуркаций//Вестник ВНИИЖТ.- 1987.- №3. с. 29-32.

77. Исаев И.П. Коэффициент сцепления как результат реализации нестационарного случайного процесса сцепления колес локомотива с рельсами // Железные дороги мира. 1972. -№ 7. - С .3-12.

78. Исаев И.П., Иньков Ю.М., Маричев М.А. Вероятностные методы расчета полупроводниковых преобразователей. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 96 с.

79. Исаев И.П., Лужнов Ю.М. Проблемы сцепления колес локомотива с рельсами. М.: Машиностроение, 1985. - 238 с.

80. Казовский Е.Я., Сидельниклов A.B., Троянская Д.О. Установившиеся и переходные процессы в асинхронно двигателе, питаемом от преобразователя частоты// Электротехника. 1973. - № 4. - С. 17 - 23.

81. Калашников Б.Е., Лещенко В.М., Ольшевкиий В.И., Фейгельман И.И. Опыт разработки и внедрения IGBT-инверторов для асинхронного электропривода // Электротехника. 1997. № 7. С. 24 - 29.

82. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. М.: Салон-Р, 1999. -500 с.

83. Кашников В.Н. Управление движением железнодорожных экипажей в кривых участках рельсовой колеи: Автореф. дис. . д-ра техн. наук Л., 1984. -32 с.

84. Кернер О. Сравнение концепций механической части трехфазного тягового привода// Железные дороги мира. 2005. - № 9. - С. 31 - 41.

85. Киржнер Д.Л. О создании локомотивов нового поколения: Доклад на заседании ОАО РЖД. М., 2005.-18 с.

86. Киржнер Д.Л., Клименко Ю.И., Кулабухов A.C., Путинцев C.B. Тепловоз с высоким коэффициентом тяги// Труды ВНИТИ. Коломна, 2004.- Выпуск 83.-С. 15-24.

87. Киркин Б.И., Картамышев В.А. Влияние несинусоидальности напряжения на работу тягового асинхронного двигателя при частотном управлении// Тр. ВНИИЖТ.- 1973,- Вып. 69,- С. 23 26.

88. Клименко Ю.И. Моделирование электропривода с изменяемой жесткостью тяговой характеристики: Дис. . канд. техн. наук.- Коломна: ВНИКТИ, 2004. 171 с.

89. Клименко Ю.И. Раздельное регулирование тягового усилия обмоторенных осей тепловоз//Сб. научных трудов. Санкт-Петербург: Из-во ПГУПС, 2003,-С. 86-91.

90. Ключев, В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 2001. - 704 с.

91. Ковач Р.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока/ Пер. с нем. Л.: Госэнергоиздат, 1963.-735 с.

92. Козярук А.Е., Рудаков В.В. Системы прямого управления моментом в частотно-регулируемых электроприводах переменного тока/под ред. Народицкого А.Г.- СПб.: Санкт-Петербургская электротехническая компания, 2005.- 100 с.

93. Козярук А.Е., Рудаков В.В., Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов, Санкт-Петербургская электротехническая компания, 2004 г, 128с.

94. Колпаков А.И. IGBT: инсирукция по эксплуатации или Об уважительном отношении к силовой электронике//Силовая электроника. 2007. -№ 1. - С.1 "7 -i/z I / — Z.XJ.

95. Колпахчьян Г.И., Кравченко А.И., Хоменко Б.И., Щербаков В.Г. О коэффициенте сцепления колеса и рельса в стоповом и околостоповых режимах тяги //Тез. докл. II Междунар. конф. 4-6 июня 1977 г. Новочеркасск, 1997. - С. 81.

96. Колпахчьян П.Г. Адаптивное управление асинхронным тяговым приводом магистральных электровозов. Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев. Кавк. регион, 2006. - 131 с.

97. Колпахчьян П.Г. Методология комплексного моделирования и способы управления асинхронным тяговым приводом магистральных электровозов: Автореф. дис. . докт. техн. наук. Новочеркасск: НГТУ, 2006. - 36 с.

98. Колпахчьян П.Г. Управление двумя асинхронными тяговыми двигателями при питании от одного инвертора// Изв. вузов. Электромеханика. 2006,2,- С. 45-51.

99. Коняев А.Н. Исследование тяговых свойств и экономичности тепловозов большой секционной мощности с целью их улучшения: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1972. - 29 с.

100. Коняев А.Н., Андреев A.A. Выравнивание нагрузок по колесным парам тележки при действии касательной силы тяги//Сб.статей Локомотиво-строение. Изд-во Харьк. ун-та, 1975. - вып.7. - С. 3-8.

101. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. -М.: Высш. шк, 2001. 328 с.

102. Копылов И.П., Клоков Б.К., Морозкин В.П., Токарев Б.Ф. Проектирование электрических машин /Под ред. И.П. Копылова. М.: Энергия, 1980.494 с.

103. Коссов B.C. Прохождение локомотивом кривых участков пути с учетом упругого скольжения колес. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС., № 6307 ж.д. 00 (рус), ВНИТИ. - Коломна, 2000. - 72 е.

104. Коссов B.C. Улучшение условий взаимодействия колес локомотивов с рельсами. Железные дороги мира, 2000, № 4, с. 22 - 29.

105. Коссов B.C., Михальченко Г.С., Погорелов Д.Ю., Галичев А.Г. Математическая модель пространственных колебаний грузового тепловоза для исследования движения в режиме тяги и выбега// Труды ВНИТИ.- Коломна, 1999.- вып. 79.-С. 143-158.

106. Коссов Е.Е. Современный российский тепловоз: вопросы повышения долговечности узлов дизель генератора// Вест. Восточноукр. нац. ун-та.т 1 тттд птт\r orvrv> \г„ г\/im 1 А/;1ехиинеские науки ч. 1. — Луганск: 1азд-ьО оп>, ¿wj. у(о/).- УУ/.-1УО.

107. Костенко М.П., Завалишин Д.А. Состояние и задачи развития электроприводов с частотным электромашинным и электронным управлением // Научно-технические проблемы автоматизированного электропривода: Сб. науч. тр. М.: Изд-во: АН СССР, 1957, С. 82 - 92.

108. Кравченко А.И. О локомотивах с полным использованием сцепного ве-са//Известия вузов. Машиностроение. 1960. - №3. - С. 18-25.

109. Кравченко А.И., Братолюбов В.Б. Интегральный способ оценки тягового электропривода//Известия вузов. Электромеханика. 1963. - №2. - С. 16-23.

110. Кучумов В.А. Исследование характеристик вращающего момента тягового асинхронного двигателя// Вестник ВНИИЖТ 1982. - № 8. - С. 29 - 32.

111. Лазарян В.А., Длугач Л.А., Коротенко М.Л. Устойчивость движения рельсовых экипажей. К.: Наук, думка, 1972. - 198 с.

112. Лисицын A.A., Мугинштейн Л.А. Нестационарные режимы тяги (тяговое обеспечение перевозочного процесса). М., Интекст, 1996, 159 с.

113. Лисунов В.Н. Энергетика процессов взаимодействия колеса с рельсом и рациональное использование сцепления локомотивов. Автореферат дис. . д-ра техн. наук, М., 1983, 36 с.

114. Лисунов В.Н. Коэффициент полезного действия сцепления // Исследование тягово-энергетических показателей электроподвижного состава: Меж-вуз. сб. науч. тр. Омск, 1981. - С. 27-30.

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

116. Литовченко В.В. Внедрение асинхронного привода на тяговом подвижном составе// Железнодорожный транспорт. ОИ/ЦНИИТИ МПС. 1988. -Вып. 1.-С. 1-36.

117. Литовченко В.В. Исследование электромагнитных процессов в силовых цепях электроподвижного состава переменного тока с асинхронными тяговыми двигателями: Автореф. дис. . канд. техн. наук,- М., 1974.- 21 с.

118. Литовченко В.В., Шаров В.А., Петров П.Ю. Высокодинамичный асинхронный тяговый электропривод// Тез. докл. II Междунар. конф. 4-6 июня 1977 г. Новочеркасск.- 1997. - С. 42 - 44.

119. Лувишис А.Л. Применение силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором (ИГБТ) в преобразователях зарубежного тягового подвижного состава // Железнодорожный транспорт. ОИ/ЦНИИТИ МПС 1999. - Вып. 1-2. - С. 1 - 59.

120. Лужнов Ю.М. Физикохимия сцепления // Науч. труды III конгр. Еврот-риб.-81.-Варшава, 1981.- Вып.1.-С. 315-325.

121. Лужнов Ю.М., Попов В.А., Студентова В.Ф. Потери энергии и их роль при реализации сцепления колес с рельсами /У Трение, износ и смазочные материалы: Докл. Междунар. науч.-техн. конф. Ташкент, май 1985. -М.,1985. - Т.1. - С. 133-138.

122. Львов Н.В., Шаров В.А. Методика расчета переходных процессов в асинхронном тяговом приводе локомотива//Тр. МИИТ. 1974.- Вып. 42. -с. 53-61.

123. Люттин Т., Покровский C.B. Унифицированные многосистемные преобразователи нового поколения для электровозов с асинхронными тяговыми двигателями//Железные дороги мира. -2005. №5.- С. 31-38.

124. Ляпушкин H.H., Савоськин А.Н. Расчет температуры в контакте колесо-рельс при скольжении//Мир транспорта.- 2005.- № 1,- С. 28-30.

125. Ляпушкин, H.H., Савоськин А.Н., Чучин A.A. Физические процессы при скольжении колеса по рельсу//Мир транспорта.- 2006.- № 4.- С. 16-21.

126. Мартинелли M. Пути создания локомотива с улучшенным использованием сцепления//Ежемесячный бюллетень МАЖК. 1966. - №7.

127. Медель В.Б. Взаимодействие электровоза и пути. М.: Трансжелдориз-дат, 1956.- 336 с

128. Медель В.Б. Основные уравнения динамики подвижного состава железных дорог//Науч. труды Моск. эл.-мех. ин-та инж. ж.-д. транспорта. М.: Трансжелдориздат, 1948. - Вып. 55. - С. 143.

129. Медель В.Б. Исследование тяговых свойств электровозов серии BJI22. -М.: Трансжелдориздат, 1954.

130. Мейер Б. Локомотивы с высокими тягово-сцепными свойствами и регулируемым крипом// Железные дороги мира, 1989, № 5. С. 33-37.

131. Меншутин H.H. Исследование скольжения колесной пары электровоза при реализации силы тяги в эксплуатационных условиях // Науч. труды Все-союз. н.-и. ин-та ж.-д. транспорта. М.: Трансжелдориздат, 1960. - Вып. 188. - С. 113-132.

132. Мерабишивилли П.Ф., Ярошенко Е.М. Нестандартные электромагнитные процессы в системах с вентилями. Кишинев: Штиинца, 1980. - 280 с.

133. Минов Д.К. Повышение тяговых свойств электровозов и тепловозов с электрической передачей. М.: Транспорт, 1965. - 267 с.

134. Минов Д.К. Использование сцепного веса осей тележечных электровозов с плоскими пятами при работе не неровном пути//Труды МЭИ. -М. : Госэнер-гоиздат, 1950.-Вып.5.-С. 22-31.

135. Михальченко Г.С. Динамика ходовой части перспективных локомотивов. -М.-МАМИ, 1982.- 99 с.

136. Михальченко Г.С. и др. Исследование динамики грузовых тепловозов с асинхронными двигателями при движении на выбеге и в режиме тяги: Отчет о НИР /БИТМ; Рук. Г.С. Михальченко. № ГР 1189/922 - 4115/99,- Брянск, 1999,- 98 с.

137. Михальченко Г.С. Исследование горизонтальных колебаний тележек локомотивов с различным расположением тяговых электродвигателей на аналоговых вычислительных машинах. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Ростов-на-Дону: РИИЖТ. 1968.

138. Михальченко Г.С. Разработка методологии выбора структуры и параметров экипажной части многоосных локомотивов и ее реализация при проектировании восьмиосных тепловозов. Дис. . док. техн. наук. Брянск, 1987. -453 с.

139. Михальченко Г.С., Федяева Г.А., Власов А.И. Моделирование переходных режимов в асинхронном тяговом приводе локомотивов// Вестник ВНИ-ИЖТ. 2003,- № 4. - С. 42-47.

140. Михальченко Г.С., Федяева Г.А., Федяев В.Н. Взаимовлияние динамических процессов в электрической и механической подсистемах тягового электропривода тепловозов при переходных режимах//Тяжелое машиностроение. -2005.- № 12.-с. 28-32.

141. Мудров А.Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск: Раско, 1991. - 272 с.

142. Некрасов O.A. Лисицын А.Л., Мутиштейн Л.А., Рахманинов В.И. Режимы работы магистральных электровозов. М.: Транспорт, 1983. - 231 с.

143. Некрасов O.A. Мугинштейн Л.А., Хацкелевич A.A., Андреев A.B. Закономерности динамического распределения нагрузок между тяговыми двигателями //Вестник ВНИИЖТ. 1992. - № 2,- С. 38-42.

144. Нерретер. В. Расчет электрических цепей на персональной ЭВМ. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 224 с.

145. Никитенко А.Г., Плохов Е.М., Зарифьян A.A., Хоменко Б.И. Математическое моделирование динамики электровозов/ М.: Высш. шк., 1998. - 273 с.

146. Новые итальянские скоростные тепловозы серии Е444. ЦНИИ ТЭИ МПС// Ежемесячный бюллетень технико-экономической информации. -1970.-№5.-С. 9-12.

147. Осиновский O.A. Результаты натурных испытаний микропроцессорной системы предупреждения буксования колесных пар магистральных тепловозов //Вест. Восточноукр. нац. ун-та. Технические науки. Ч. 2. Луганск: Изд-во ВНУ, 2006.- № 8. - С. 25-31.

148. Осиновский O.A. Улучшение тягово-сцепных и эксплуатационных качеств тепловозов за счет совершенствования их противобуксовочных систем Автореф. дис. . канд. техн. наук.- Луганск: ВНУ, 2007. 22 с.

149. Павленко А.П., Клипаков Н.В. Прогнозирование развития фрикционных автоколебаний в произвольных конструкциях тяговых приводов при буксовании// Вестник Восточноукр. нац. ун-та. Технические науки. Ч. 1. Лу1ЖПТПГ ПЛАТ ИГ, О /"I s-s

150. Гапск. A3д-ви DnJ , ZUUJ л" О.- оо- /и.

151. Павленко А.П., Павленко A.A., Павленко В.А., Кийко А.И. Микропроцессорная система предупреждения боксования и юза локомотивов //Вест. Восточноукр. национального университета. Технические науки. Ч. 2. Луганск: Изд-во ВНУ, 2002 , № 6. - С. 39-43.

152. Павленко, А.П. Динамика тяговых приводов магистральных локомоти-вов/А.П. Павленко. М.: Машиностроение, 1991. - 192 с.

153. Патент РФ RU 2270766, МПК B60L 3/10, B60L 9/16. Способ предупреждения буксования и юза локомотивов с асинхронными тяговыми двигателями/ Федяева Г.А., Федяев В.Н., Власов А.И.// опубл. 27.02.2006, Бюл. № 6.

154. Перегудов Ю.М. Имитационное моделирование при разработке систем регулирования электропередач тепловозов. Средства автоматики на тепловозах и путевых машинах// Труды ВНИТИ. Коломна: 1988, Выпуск 67. - С. 32-41.

155. Петров П.Ю. Быстродействующая система управления тяговым электроприводом для улучшения сцепных свойств электроподвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями: Автореф. дис. . канд. техн. наук.-М:МИИТ, 1998.- 19 с.

156. Плохов Е.М. Моделирование электромеханических процессов в электровозе с асинхронными тяговыми двигателями электровоза: Автореф. дис. . докт. техн. наук. Ростов-на-Дону: РГУПС, 2001. - 36 с.

157. Погорелов Д.Ю. Автоматизация исследования устойчивости локомотива. Динамика и прочность транспортных машин. Брянск, БИТМ, 1994.

158. Погорелов Д.Ю. Введение в моделирование динамики систем тел. -Брянск: БГТУ, 1997. 156 с.

159. Погорелов Д.Ю. Компьютерное моделирование динамики рельсовых экипажей//Сб. докладов междунар. конгресса «Механика и трибология транспортных систем 2003», 10-13 сент. 2003 г. - Ростов -на-Дону: РГУПС.-2003.-С. 226 - 231.

160. Погорелов Д.Ю. Компьютерное моделирование динамики технических систем с использованием программного комплекса «Универсальный механизм» /Вест. комп. и информац. технол. 2005. - №4. - С. 27-34.

161. Погорелов Д.Ю. Моделирование механических систем с большим числом степеней свободы. Численные методы и алгоритмы: Автореферат дисс. доктора физ. мат. наук. Брянск, 1994.

162. Поздеев А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1998. - 172 с.

163. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985. 288 с.

164. Радченко H.A. Криволинейное движение рельсовых транспортных средств. Киев: Наук, думка, 1988. - 216 с.

165. Разевиг В.Д. Система проектирования OrCAD 9.2. М.: Солон-Р, 2003.528 с.

166. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств

167. DesignLab 8.0. M.: Солон, 1999. - 698 с.

168. Ромен Ю.С. Методы расчетов динамических процессов в подвижном составе с учетом неровностей железнодорожного пути в эксплуатации: Авто-реф. дисс. . д-ра техн. наук. М.: 1986. - 31 с.

169. Ротанов H.A. Проектирование систем управления электроподвижным составом/Под ред. H.A. Ротанова. М.: Тпанспорт, 1986, -328 с.

170. Ротанов H.A., Курбасов A.C., Быков Ю.Г., Литовченко В.В. Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями/ под ред. H.A. Ротанова. М.: Транспорт, 1991. - 336 с.

171. Ротанов H.A., Литовченко В.В. Электромагнитные процессы в системах с автономными инверторами с учетом конечных параметров и свойств источника питания// Тр. ЦНИИ МПС. -М.: Транспорт, 1976. С. 56 - 61.

172. Рунге В. Современная силовая электроника в системах тяговых преобразователей// Железные дороги мира. 2006. - № 4. - С. 28 - 40.

173. Савоськин А.Н. Об учете влияния характеристик экипажа и пути на возмущения, вызывающие вертикальные колебания рельсовых экипажей //Науч. труды МИИТ, 1970. Вып. 329. - С. 14-33.

174. Савоськин А.Н., Баранов Л.А., Плакс A.B., Феоктистов В.П. Автоматизация электроподвижного состава; Под. Ред. А.Н. Савоськина. М.: Транспорт, 1990.-311 с.

175. Савоськин А.Н., Бурчак Г.П., Долгачев Н.И. Исследование влияния тягового привода на вертикальные колебания электровоза // Пробл. динамики и прочности ж.-д. подвижного состава: Межвуз. сб. науч. тр. Днепропетровск, 1982. - С. 53-58.

176. Самме Г.В. Вопросы теории сцепления // Науч. труды Всесоюз. заоч. инта инж. транспорта. М., 1977. - Вып. 88. - С. 14-42.

177. Самме Г.В. Закономерности силы трения контакта колесо-рельс в режиме тяги локомотива. Автореферат дис. д-ра техн. наук. М., 1986, 38 с.

178. Сандлер A.C., Гусяцкий Ю.М. Тиристорные инверторы с широтно-импульсной модуляцией для управления асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1968. - 100 с.

179. Сандлер A.C., Сарбатов P.C. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974.- 328 с.

180. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 9028. Программа расчета электромеханических процессов в тяговых электроприводах тепловозов при аварийных и нестационарных режимах/ Г.А. Федяева// опубл. тел. ОФАП № 8, 2007,- С. 38.

181. Сигорский В.П., Петренко А.И. Алгоритмы анализа электронных схем. -М.: Советское радио, 1976. 608 с.

182. Симонов В.А. Иерархическая схема комплексных показателей, определяющих ходовую динамику подвижного состава//Вест. Восточноукр. нац. ун-та. Технические науки ч. 1. Луганск: Изд-во ВНУ, 2003. - № 9.- С. 4652.

183. Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Хорьков К.А. Электрические машины: Спец. курс. М.: Высшая шк., 1987. - 287 с.

184. Совместная работа фирм по унификации электровозов и теплово-зов/УТр.ЦНИИ ТЭИ МПС. Ежемесячный бюллетень технико-экономической информации. 1968. - №4. - С. 3-14.

185. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. М.: Academia, 2006. - 265 с.

186. Сорин JI.H. Новый электроподвижной состав железных дорог и промышленности// Состояние и перспективы развития электроподвижного состава: Тез. докл. III Междунар. конф. 27 29 июня 2000 г. - Новочеркасск, 2000. -С.З -5.

187. Сорин JI.H. Повышение эффективности электровозов новых поколений на основе применения современных информационных технологий: Автореф. дис. . докт. техн. наук.- М: МИИТ, 2005. 39 с.

188. Сорин JI.H. Уточненная математическая модель электромагнитных процессов в асинхронных тяговых двигателях// Вест. Восточноукр. нац. ун-та. Технические науки ч. 2. Луганск: Изд-во ВНУ, 2003. - № 9(67).- С. 8-10.

189. Степанов А.Д., Андерс В.И., Пречисский В.А., Гусевский Ю.И. Электрические передачи переменного тока тепловозов и газотурбовозов. М: Транспорт, 1982.-254 с.

190. Степанов А.Д., Прокопович A.B., Колобов М.Г. Управление электропередачей с преобразователями частоты для мотор-колесных машин // Тр. МЭИ.-1971.-Вып. 88.-С. 18-26.

191. Стрекопытов В.В. Грищенко A.B., Кручек В.А. Электрические передачи локомотивов. М: Маршрут, 2003. - 310 с.

192. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. М.: «Академия», 2005. — 304 с.

193. Технический проект на тяговое и вспомогательное оборудование магистрального тепловоза 2ТЭ25А с асинхронными тяговыми двигателями 2ТЭ25А.000.00.000ПЗ. Разраб. ВНИТИ. Коломна, 2004 г. - 352 с.

194. Технический проект на тяговое и вспомогательное оборудование модернизированного тепловоза ТЭМ2 с асинхронными тяговыми двигателями 27.Т.098.00.00.000ПЗ. Разраб. ВНИТИ. Коломна, 1997. - 415с.

195. Технический проект на тяговый синхронный генератор и асинхронный тяговый двигатель для маневровых тепловозов 1200 1500 л.с 27.Т. 104.00.00.000ПЗ. Разраб. ВНИТИ. - Коломна, 1997. - 134 с.

196. Тибилов Т.А. Асимптотические методы исследований колебаний подвижного состава // Науч. труды Рижск. ин-та инж. ж.-д. транспорта. -М.:Транспорт, 1970. Вып. 78. - 224 с.

197. Тибилов Т.А., Фроянц Г.С. Автоколебания в тяговом приводе электровоза при буксовании // Науч. тр. Ростов, ин-та инж. ж.-д. транспорта. Ростов-на-Дону, 1973. - Вып. 94. - С. 38-53.

198. Тихменев Б.Н., Кучумов В.А. Электровозы переменного тока с тиристор-ными преобразователями. М.: Транспорт, 1988.- 311 с.

199. Тихмнев Б.Н., Трахтман JI.M. Подвижной состав электрических железных дорог. М: Транспорт, 1980. - 472 с.

200. Толстов Ю.Г. Автономные инверторы тока. М.: Энергия, 1978.- 208 с.

201. Тулупов В.Д. Автоматическое регулирование сил тяги и торможения электроподвижного состава. М.: Транспорт, 1978. - 368 с.

202. Универсальные тепловозы нового поколения Blue TigerZ/Железные дороги мира (по материалам фирм Adtranz и General Electric. 1998. - №9. -С.36-41.

203. Ушкалов В.Ф. и др Математическое моделирование колебаний рельсовых транспортных средств /под ред. В.Ф. Ушкалова; АН УССР. Ин-т техн. механики.- Киев: Наук, думка, 1989.-240с.

204. Фаминский Г.В. Автоматические системы для повышения сцепления колес локомотива с рельсами//Тр. ВНИИЖТ. Вып. 396. М.: Трансжелдориз-дат.- 1974.- 135 с.

205. Фаминский Г.В., Меншутин H.H., Филатова JI.M. Улучшение тяговых свойств электровозов при поосном регулировании силы тяги с контролем сцепления// Тр. Всесоюз. н.-и. ин-та ж.-д. транспорта. М.: Трансжелдориз-дат, 1968. - Вып. 378. - С. 80-101.

206. Федяев В.Н. Влияние электрической и механической подсистем магистрального тепловоза на реализацию предельных тяговых усилий: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Брянск: БГТУ, 2006. - 16 с.

207. Федяева Г.А. Динамические нагрузки в асинхронном тяговом приводе маневрового тепловоза при аварийных режимах в системе электропитания: Дис. . канд. техн. наук.- Брянск: БГТУ, 2001. 219 с.

208. 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.

209. Федяева Г.А. Моделирование магистрального тепловоза с асинхронным тяговым приводом// Железные дороги мира, 2007. № 9. - С. 59-67.

210. Федяева Г.А. Прогнозные варианты для тягового привода тепловозов// Мир транспорта.- № 3.- 2006.- С. 14-19.

211. Федяева Г.А. Реализация предельных тяговых усилий перспективными тепловозами с асинхронным тяговым приводом// Вестник ВНИИЖТ.- 2007,-№ 5,- С. 29-34.

212. Федяева Г.А. Феоктистов В.П. Влияние характеристик асинхронного двигателя на ударные динамические нагрузки в тяговом приводе// Соискатель. Приложение к журналу «Мир транспорта».- 2005.- № 2.- С. 118 125.

213. Федяева Г.А., Погорелов Д.Ю. Оценка динамических нагрузок тягового привода на электромеханических моделях перспективных тепловозов// Тяжелое машиностроение.- 2007.- № 10.- С. 30-35.

214. Федяева Г.А., Федяев В.Н. Программный комплекс для расчета электромеханических процессов в тяговых электроприводах локомотивов при нестационарных и аварийных режимах// Вест. Брянского техн. ун-та.: Изд-во БГТУ.- 2004. № 2.- С. 117-123.

215. Феоктистов В.П., Шафранец А.Б. Регулирование параллельно работающих силовых агрегатов в условиях переменных нагрузок// Вест. Восточно-укр. нац. ун-та. Технические науки ч. 2. Луганск: Изд-во ВНУ.- 2003. -№9(67).- С. 201-204.

216. Форсайт Д., Малькольм М., Моулер К. Машинные методы математических вычислений / Пер. с англ. М: Мир, 1980. - 280 с.

217. Фурман В.В., Косов Е.Е., Аникиев И.П., Кирьянов А.Н. Микропроцессорная система управления высокофорсированным дизелем// Вест. Восточ-ноукр. нац. ун-та. Технические науки ч. 2. Луганск: Изд-во ВНУ.- 2003. -№9(67).- С. 100-105.

218. Хлебников В.Н. Исследование фрикционного взаимодействия колес с рельсами//Железнодорожный транспорт за рубежом. 1978. - №3. -С. 3- 26.

219. Холл Д., Уатт Д. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений.- М.: Мир, 1979.- 312 с.

220. Хольцапфель М., Бассманн Т. Тяговый редуктор для скорости 350 км/ч// Железные дороги мира. 2006.- № 5,- С. 59-63.

221. Хондиус X. Новые локомотивы компании АЬ^пУ/Железные дороги мира. 1998. -№10. -С.24-31.

222. Чащин В.В., Логинова Е.Ю., Кофанов В.А. Прогнозирование эффективности работы асинхронного тягового привода на тепловозе// Вестник ВНИ-ИЖТ. 2005.- № 1.-С. 16-20.

223. Чиженко И.М., Руденко B.C., Сенько В.И. Основы преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1974. - 430 с.

224. Чуа Л.О., Лин Пен-Мин. Машинный анализ электронных схем: Алгоритмы и вычислительные методы: пер. с англ. М.: Энергия, 1980. -640 с.

225. Шаров В.А. Исследование электромагнитных переходных процессов в силовых цепях асинхронного тягового привода электрического локомотива: Дис. . канд. техн. наук.- М: МИИТ, 1981. 180 с.

226. Шварц X. Е. Регулирование проскальзываний в контакте колесо-рельс моторных вагонов трамвая// Железные дороги мира. 2001. - № 6. - С. 50-56.

227. Шестиосный скоростной электровоз серии ЕОЗ железных дорог ФРГ//Тр.ЦНИИ ТЭИ МПС. Бюллетень технико-экономической информации, 1966. № 6. - С.3-20.

228. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводовпеременного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты.-Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 654 с.

229. Шубенко В.А., Шрейнер Р.Т., Мищенко В.А. Оптимизация частотно-управляемого асинхронного электропривода по минимуму тока// Электричество. 1970.- № 9.- С. 23 -26.

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

231. Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. -М.: Энергоиздат, 1982. 192 с.

232. Blaschke F. Das Prinzip der Feldorientierung die Grundlage fur die TRANSyEKTOR-Regelung von Drehfeidmaschienen// Siemens-Z. 1971. -Bd.45.-H. 10.-S. 757-760.

233. Casadei D., Serra G., Tani A. The use of matrix converters in direct torque control of induction mahines. IEEE Trans. IE-48.- № 6.- 2001.

234. Depenbrock M. Direkte Selbstregelung (DSR) fur hochdynamische Drehfeldantriebe mit Stromrichterspeisung, etzArchiv, Bd. 7.- 1985.- Heft 7.-S. 211-218.

235. Depenbrock M. Direct self controlled (DSC) of inverter fed induction machines. IEEE Trans. Power Electronics, Vol.3, No.4, October, 1988.

236. Hertz H. Über die Berührung fester elastischer Körper und über die Härte. -Leipzig: Gesammelte Werke.- 1895. Bd.l.

237. Johnson K.L. Tangential Traction and Microslip in Rolling Contact Phenomena. Amsterdam: Ed. by Bidwell Elsevier publishing Company, 1962. -P. 6-28.

238. Joly R., Pyrgidis C. Rail Vehicle Running through Curves Guiding Forces, Rail International.- 1990,- № 12,- P. 11-28.

239. Kalker J.J. Survey of wheel-rail contact theory/ Veh. Syst. Dyn.- 1979.- № 5.-P. 317-358.

240. Kalker J.J. Wheel-rail rolling contact theory/Wear/ 1991. - 144. P 243-261.

241. Kalker J.J., Piotrowski J. Some New Results in Rolling Contact//Vehicle System Dynamics.- 18 (1989). P. 223-242.

242. Kazmierkowski M., Tunia H., Automatic Control of Converter-Fed Drives. ELSEVIER. Amsterdam London - New York - Tokyo. PWN-POLISH SCIENTIFIC PUBLISHERS: Warszawa, 1994. - 559 c.

243. Kik W. u.a. Auswirkugen des Rad- Schiene- Kontakts beim Bogeneinlauf auf eine Antribregelung//ZEV+DET Glas. Annalen.- 1997.-№2/3.-S. 234-244.

244. Kotz H.-P. Simulation of Effects based on the Interaction of Mechanics end Electronics in Railway Vehicles/ EUROMECH 452. Advances in Simulation Techniques for Applied Dynamics. March 1-4, 2004, Halle (Saale), Germany.

245. Müller T. Dynamische Probleme des Bogenlaufes von Eisenbahnfahrzeugen// ZEV-Glasers Annalen. 1956. - V.80. - H.8.- S.233-241.

246. Nauck В Examination of Dead-Time Elimination Strategies using the Error Voltage Phasor Theory. EPE 2003 Toulouse, Republique Française, 2003.

247. Pater de A.D. The Geometrical Contact between Track and Wheelset. Vehicle System Dynamics.- 17, N3.- 1988. P. 127-140.341

248. Pater de A.D. On the Reciprocal Pressure between Two Elastic Bodies//Proc. of Symp. on Rolling Contact Phenomena. Amsterdam: Ed. Bidwell.- 1962. - P. 29-75.

249. Polach O. Influence of Locomotive Tractive Effort on the Forces Between Wheel and Rail, Vehicle System Dynamics Supplement. - 35. - P. 7-22.

250. Sachs K. Elektrisehe Triebfahrzeuqe. B. I-II. SEV Huber, 1953.

251. Schiehlen W. (Ed.) Multibody Systems Handbook. Berlin/ Springer Verlag.-1990.

252. Sicorski A., Korzeniewski M. Analisis of Flux and Torque Control Improvement of AC Motor Controlled by DTC Method. EPE-PEMC 2002.-Dubrovnik & Cavtat, 2002.

253. Takahashi L., Noguchi T. A new quick response and high efficiency strategy of induction motor. IAS, 1985.

254. Takahashi L., Noguchi T. A new quick response and high efficiency control strategy of an induction motor, IEEE Transactions on industry Applications, vol. IA-22, no. 5, Sep/Oct 1986.- P. 820-827.

255. Trounce J.C., Round S.D., Duke R.M. Komparison by Simulation of Three-level Induction Motor Torque Control Schemes for Electric Vechicle Applications. Australasion Universities Power Engineering Conf., Darvin, Australia, 2004.- P. 249-254.

256. Zalman M., Kuric I. Fuzzy-logic bassed state selector for DTFC jf induction machine. EPE-PEMC 2002, Dubrovnik & Cavtat, 2002.276. www.gtwin.sourceforge.net.277. www.labcentr.co.uk.278. www.mitsubishichips.com.279. www.scilab.org.280. www.umlab.ru.