автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Совершенствование методов расчета асинхронных тяговых двигателей с целью улучшения их энергетических характеристик и снижения пульсаций электромагнитного момента

На правах рукописи

ПУСТОВЕТОВ Михаил Юрьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЁТА АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ ИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И СНИЖЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОМЕНТА

Специальность: 05.09.01 - Электромеханика

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

• • и*'

■л*

НОВОЧЕРКАССК - 1000

Работа выполнена в ОАО "Всероссийский научно-исследовательский проектио-конструкторский и технологический институт электровозостроения".

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор, академик Академии транспорта РФ и Академии электротехнических наук РФ В. Г. Щербаков

Научный консультант - кандидат технических наук И.Н.Талья

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Б.Х. Гантов

- кандидат технических наук, доцент Л.Ф. Коломейцев

Ведущая организация - ОАО "НПО Новочеркасский электровозостроительный завод"

Зашита состоится 2000 г. в ^^часов в ауд. 107 гл. корпуса на

заседании диссертационного Совета Д 063.30.01 в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) по адресу: 34630, г. Новочеркасск. ГСП-1 Ростовской обл.. ул. Просвещения. 132 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " 4 "^¿¿¿А^ЗА 1999 г.

Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по указанному адресу.

Учёный секретарь диссертационного Совета

Д 063.30.01 Н. А. Золотарёв

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В лпссер гати i рассмотрены вопросы расчёто-теорегнческого исследования электром.н ни того момент;! ¡i энергетических характеристик асинхронных тяговых днипнелс-н (АТД), питаемых от статических преобразователей частоты (СПЧ). кик аыономных нниерюроц напряжения <A1IH>, iuk ii иишномных инверторов тока (AlIT): выбора конструкции асинхронных двигателей (АЛ) и способов их питания, обеспечивающих высокие энергетические характеристики и сочетании с малыми пульсациями мектромагпи.тного момента.

Актуальность темы. АЛ, как АТД, так и вспомогательные машины, стали фактическим стандартом в трёхфазном электроприводе переменного тока на подвижном составе железных дорог 'Западном Европы к США в силу известных преимуществ перел коллекторными машинами: более высокими КПД и удельно» мощностью, меньшим обьёмои технического обслуживания и процессе эксплуатации. Практически весь подвижной cocía в. выпущенный в последние годы, имеет асинхронный частотно-управляемый привод. V' России имеется солидный задел в разработке АТД. Вместе с гем. оптимальное проектирование частотно-регулируемых АТД находится на стадии накопления и обобщения первых рс:\льтатов. Существует потребность а теоретических и опытных исследованиях особениостеи работы АТД прп питании от СПЧ.

В связи с отмеченным, особую актуальность приобретает создание математического и npoiрам.хшого обеспечения для расчета характеристик АТЛ при питании огСПЧ.

1кд ь юла стоя шеи., paño г ы является повышение точности расчетов характерпс-I и к АТД, питаемых от АНН и АНТ, путем опсаза ог ряда упрощающих положении: uupaooiKa рекомендации по проектированию АД. питаемых ог СПЧ. а также по uuóopy формы питающего напряжения и тока, позволяющих получать высокие jiiepreiические характеристики машины (КПД. коэффициент мощности» п сочетании с малыми пульсациями электромагнитного момента.

З-Шачи рабохы. Для достижения указанной пели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработан инженерный метод расчёта характеристик АД в квазиустановив-шемся режиме, позволяющий учитывать несинусондальносгь пнгаюших напряжения н юка, в том числе и при нх непдеализпрованмои форме.

2. Проведено исследование потерь в стали АД прп питании от СПЧ. принимая во внимание мпгпнгные потоки рассеяния, и электрических потерь с учётом влияния электрического контакта короткоэамкнутои обмотки ротора с магнигонроводом на Л1ергетпческие характеристики машины.

3. Разработана простая в использовании методика оценки величины пульсации электромагнитного момента АД при питании от СПЧ пи основе минимального количества исходных данных.

Методы исследования. В работе использованы аналитические, численные к экспериментальные методы исследования с применением ПЭВМ.

1. Метод гармонического анализа (МГА). положенный в основу программного обеспечения ТАН'Лй* по расчёту характеристик АД в квал установившемся режиме при питании от АИН или АИТ, основан на разложении периодических кривых на гармонические составляющие и их синтезе с помощью усечённых рядов Фурье, уравнениях эквивалентной Т-образной схемы замещения АД. векторной диаграмме токов и напряжений асинхронной машины.

2. Кривые мгновенных значении токов, напряжения и электромагнитного момента по МГА сравнивались с полученными при непосредственном интегрировании уравнений схемы замещения АД в том числе с применением метода Рунге-Кутта 4-го порядка точности.

3. Экспериментальные данные, накопленные специалистами ВЭлНИП. анализировались по МГА и в соответствии с действующими стандартами по испытанию электрических машин.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Показано, что расчёт характеристик АД (токи, потери. КПД. коэффициент мощности, электромагнитный момент к др.), питаемого от СПЧ несинусондальным напряжением (АИН) или током (АИТ). в квазиуста повившемся режиме может быть произведён по МГА с использованием Т-образной схемы замещения. Расчёт АД по МГА позволяет получить зависимости напряжений и токов в ветвях схемы замещения, а также электромагнитного момента машины в функции времени.

2. Получены аналитические выражения, описывающие электромагнитный момент АД при питании от АИН и АНТ.

3. Получены аналитические выражения для дополнительных потерь в стали от магнитных потоков рассеяния, вызванных высшими временными гармониками (ВВГ) напряжения.

4. Исследовано влияние электрического контакта короткозамкнутой обмшкн ротора с магннтопроводом АТД на потерн мощности и электромагнитный момент машины.

5. Исследовано влияние формы выходного напряжения АИН и тока АИТ на энергетические характеристики и электромагнитный момент АД в пусковом и номинальном режимах.

6. Предложены новые конструкции короткозамкнутых обмоток ротора АД, позволяющие уменьшить потерн в нн.х при питании от СПЧ.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработан расчет» о-экеперн ментальный метод определения потерь в стали, включая дополнительные потери а стали от магнитных потоков рассеяния.

2. Выявлен критерий, позволяющий проводить сравнение разных форм выходного напряжения АНН с точки зрения величины пульсации электромагнитного момента ЛТД.

3. Разработана методика оценки величины пульсации электромагнитного момента АД по паре ВВГ в кривых фазного напряжения н тока.

4. Проведено сравнение энергетических показателен и пульсаций электромагнитного момента АТД, специально спроектированных для АПН и для АНТ. при питании тех и других как от АПН. гак п от АНТ.

5. Алгоритм расчёта характеристик АД по МГА при питании от АПН и АНТ реализован в виде семейства программ ГМРАО*.

Реализация результатов работы. Разработанное программное обеспечение внедрено в ОАО "Всероссийским научно-исследовательский проектно-конструктор-ский п технологический институт электровозостроения".

На защиту выносятся:

¡. Аналитические выражения, описывающие электромагнитный момент АД при питании от АНН и АНТ.

2. Инженерный метод расчета энергетических характеристик и мгновенных кривых токов и электромагнитного момента АД а квазиустановнвшемся режиме при питании их от АПН или АНТ.

3. Аналитические выражения для дополнительных потерь в стали АТД от мапштных потоков рассеяния при питании его от СПЧ.

4. Расчётно-экспериментальный метод определения потерь в стали, включая дополнительные потери в стали от магнитных потоков рассеяния.

5. Методика оценки величины пульсации электромагнитного момента АД по паре ВВГ в кривых фазнот напряжения и тока.

6. Методика, позволяющая проводить сравнение разных форм выходного напряжения АПН и оценивать их пригодность для питания АД с точки зрения величины пульсаций электромагнитного момента АД.

7. Результаты расчётов энергетических характеристик и электромагнитного момента АТД при питании от АПН и А ИТ в том числе с учётом электрического контакта обмотки ротора с магнитопроводом. а также дополнительных потерь в стали от магнитных потоков рассеяния.

X. Новые конструкции корогкозамкнушх обмоюк роюра АД, позволяющие уменьшить потери при питании от СПЧ.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуж'дались на научной конференции по итогам научно-исследовательской работы за 1998 год в Азопо-Черноморскон государственной агроинженерной академии (АЧГАА). между-

ь

народной научно-практической конференции "СТРОИТЕЛЬСТВОМ" в Ростовском государственном строительном университете (РГСУ), 58-й научной конференции профессорско-преподавательского состава Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС) 20-22 апреля 1999 г, посвяшённой 70-летшо РГУПС. на кафедре ''Электромеханика" ЮРГТУ(НПП). ну заседании секции электрических машин научно-технического совета ОАО "ВЭлНПН".

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ и подана 1 •заявка на изобретение.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из шипения. чеплрё.ч глав, ■заключения, библиографического списка использованных документов и И приложении. Содержание работы изложено на 2(13 страницах основного текста, включая 54 иллюстрации и библиографический список использованных токументов из NN наименовании на 10 страницах. Приложения представлены пи ТО страницах. Обишп объём работы составляет 273 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность темы исследования особенностей работы АТД. Перечислены преимущества АТД перед коллекторными машинами и государства. активно занимающиеся разработкой транспортных систем с АГД. Кратко сформулирована цель работы.

В первой главе диссертации представлен аналитический обзор работ по частотно-управляемым АТД при несинусоидальной форме напряжения (тока). Согласно литературным источникам проведён критический анализ методов и результатов исследований отечественными и зарубежными специалистами потерь' в стали и обмотках АТД при питании от АПН и АНТ: влияния несинусондальной формы напряжения (тока) на электромагнитным момент асинхронной машины: методов расчёта характеристик АД при питании от СПЧ в квазиустановившемся режиме, использующих эквивалентную Т-образную схему замещения: конструктивных и схемных решений по снижению дополнительных потерь мощности и пульсации электромагнитного момента АТД.

Сделаны следующие выводы:

1. Электрические потери в обмотках АТД от ВВГ напряжения (тока) наиболее существенны и приводят к сниженню КПД в номинальном режиме (при прямоугольно-ступенчатом напряжении) на 1,5-2% и в режиме разгона до 10%. Более 60-70% электрических потерь от ВВГ напряжения приходится на короткозамкнутую обмотку ротора.

2. Магнитные потери в машине от основного магнитного потока увеличиваются при несннусондалыюстн напряжения на 3-5 % по сравнению с потерями при синусоидальном напряжении, а при широтно-импульсной модуляции (ШИМ) напряжения даже до 30 '!>. Вопрос о величине к структуре магнитных потерь в АТД при пигашш отСПЧ требует более тщательной проработки.

3. Снижение потерь в частотно-регулируемом АТД от несинусоидальности питающего напряжения (тока) может быть достигнуто з частности рациональной конструкцией обмоток статора и ротора с минимальным проявлением поверхностного эффекта в проводниках: системой регулирования, а именно рациональным выбором алгоритма управления, например. ШПМ или широтно-импульсного регулирования (Ш11Р.

4. Одним из способов снижения пульсации электромагнитного момента АТД является использование в случае АНН ШНМ с высокой кратностью несушей и выходной частот инвертора е. при питании АТД от АНТ в режиме пуска - многократной междуфазовой коммутации (трапецеидально-треугольной ШИК! тока).

5. Т-образная эквивалентная схема замещения для каждой временной гармоники напряжения (тока) используется в практике расчётов потерь, эффективных значении токов и среднего значения момента АД при питании от СПЧ в квазиустановив-шемся режиме (в том числе рекомендована МЭК для АТД). но отсутствуют методы, позволяющие на основе такой схемы замещения получать кривые мгновенных значений напряжения, токов и электромагнитного момента АД.

6. Существующие методы расчёта характеристик АД при питании от СПЧ либо сложны для применения в инженерной практике, либо нх применение ограничено принятыми допущениями: рассмотрение лишь идеализированных форм напряжений и токов, неучёт эффекта вытеснения тока в проводниках обмоток, расчёт потерь в стали только от основного магнитного потока. Имеющиеся методы на стадии проектирования не позволяют достоверно и подробно оценить влияние несинусоидальнос-гн питания на энергетические и тяговые характеристики АД, а тем самым не позволяют спроектировать АД и электропривод в целом оптимальными, а также анализировать реальные режимы работы.

Па основании проведённого анализа уточнена цель работы и сформулированы задачи исследования, а также основные допущения, принятые в диссертации (исследуются 3-фазные АТД со схемой обмотки статора "звезда", симметричные по исполнению н питанию: исследуется только вращаюшнй электромагнитный момент, вибрационные и деформационные моменты не рассматриваются).

Во второй главе диссертации обоснованы основные положения МГА. Приведены основные уравнения, позволяющие проводить исследование электромеханических характеристик АД в квазиустановившихся режимах по МГА, в том числе с учётом электрического контакта обмотки ротора с мапштопроводом. Получены аналитические выражения для электромагнитного момента АД; дополнительных потерь в

стили ог магнитных потоков рассеяния, вызванных ВВГ напряжения. Описан расчсг-но-экспериментальный метод определения потерь в стали ДГД. включая дополнительные потери в стали от магнитных потоков рассеяния. Приведена методика оценки величины пульсации электромагнитного момента АД по паре ВВГ в кривых фазного напряжения и тока. Проведено сравнение результатов расчёта мгновенных кривых токов и электромагнитного момента /\ТД ПБ-Л07 в пусковом режиме но МГА н при непосредственном интегрировании дифференциальных уравнений схемы замещения.

Исходными данными для расчёта характеристик АД по МГА являются: конструктивные параметры АД. парамефы режима раио1ы (чаешкт первой гармоники напряжения /*. скольжение для первой гармоннки 5,. коэффициент насыщення магнитной цепи А'„ - он обшнн для всех ВВГ и определяется магнитным потоком основной частоты, температуры обмоток), а также напряжение (юк) фазы АД. Т.е. исходные данные могу г быть взяты из расчётной залпе;« АД и по результатам его испытаний. Расчёт характеристик АД ведётся с учётом вытеснения тока в проводниках обмоток для каждой к-\\ временной гармоники напряжения по схеме замещения, отличающейся от приведённой на рис. I отсутствием сопротивлений /;т|, п . Известно, что при питании от АПН напряжение фазы АД задаётся в виде

(I)

а при питании от АПТ ток фазы АД - а виде

А =1Уи,„С05Цсо,Г +<р(0|).

' 1 (2)

Тогда выражение для электромагнитного момента асинхронной машины в записи через взаимодействие пространственных волн индукции в зазоре В.пч пространственного тока ротора /,га имеет вид (если питающее напряжение или ток заданы косинусным рядом Фурье по (П и (2)):

= 2-р — • Д • [¿Я,„со5(±—лг + ю.г + Т, | х 2 о .=1 \т /

X X /Пц СсЦ± + + с/л

где V- порядок временной нармоникн магнитно!« индукции в зазоре: к - порядок временной гармоники тока ротора.

В случае задания напряжения (тока) синусным рядом Фурье косинусы в (II - (3) заменяются синусами. В результате интегрирования (3) принимает вид:

ч

М ш = /> ■ л ■ г • -- • У Вп. ■ У Лш соь[(А ± у)и>,/ -г '['.,.< ± "м. (•>)

2.111

аналогично дли синусного ряда Фурье:

1\' = 1:7:13... ¡V = 5:11:17... где: верхние знаки при I или

I А'= 5:11:17... Ц- = 1:7:13... I \* = 1:7:13... | V = 5:11:17...

нижние знаки при ( или {

] к = 1:7:13... 1 а-=5:11:17...

При интегрировании (3) асинхронные составляющие электромагнитного момента (неизменные по времени), создаваемые взаимодействием обратно-вращающихся гармоник магнитной индукции в зазоре и гока ротора одного порядка (V = к -5: II: П...) дают положительные значения момента, но так как они направлены встречно вращению ротора, то в выражениях (4) и (5) их необходимо принимать со знаком "-". Синхронные (изменяющиеся во времени) составляющие электромагнитного момента вызваны взаимодействием БВГ магнитной индукции и токов корогкозамкнугой обмотки ротора различного порядка (V - к), созданных независимо друг о г друча.

Сравнение результатов расчета пускового режима ЛТД НБ-6А7 при прямоугольно-ступенчатом напряжении с /', = 1 Гц по .МГЛ и при непосредственном интегрировании дифференциальных уравнений схемы замещения показало при одинаковых допущениях хорошее совпадение средних за период величин момента (до 1.4 '!■.). мгновенных кривых токов, но коэффициент пульсации электромагнитного момента к . по МГЛ составил 0.125а по другим методам (>.027^0.1)43 вне зависимости от учёта или неучёта эффекта Гнббса в кривой фалюго напряжения. Методы расчёта, основанные на интегрировании уравнения момента по временным интервалам с одинаковой структурой проводимости плеч инвертора дают заниженное значение АГл .

Каждая синхронная составляющая электромагнитного момента (4) является косинусоидой с частотой колебаний /„ =2тп (п = 1. 2. 3....: т = 3). кратной 6/,. ( _\щесшуег но меньшей мере пара синхронных моментов с одинаковой . Такой парой можно счшагь синхронные моменты от взаимодействия у-й временной 1 армоннки магии гной индукции с временными гармониками пространственного тока ротора с порядковыми номерами к = 2тп — 1 и к — 2/77/7 + 1. Разность фаз между парой синхронных моментов:

в случае задания питающего напряжения (тока) косинусным рядом Фурье

<!>..* =24^+4',,^ -'Н,^: (6)

И)

синусным рядом Фурье

Приняв за базовую единицу для каждого конкретного режима работы АД М, -основной асинхронный электромагнитный момент, и признав, чго наибольшие синхронные моменты создаются с участием Вч. получаем точное соотношение для коэффициента пульсации результирующей волны момента, получающейся при сложении пары синхронных моментов

М" = у —-'-"■"■■'- '-, (К)

"I

либо приближённое соотношение, коюрое позволяет делать выводы о синхронных моментах, имея в распоряжении лишь осцилограммы фазных тока и напряжения АД

и

ГГ ГР 7ТГ 7 eos^

М* ^ V -""'-' ___(9)

г,

учитывая. что - = lF,0, -4>1:а, = Т,,,, -V„u

2 /им -1 -:тл-\ - 'H'i -1 ^íh/j-I I !/;iri-l

Ч*т ~ - /Т (из большого количества расчётов). Начальная фаза В.г определяется как

ш ^ Ü\+ /Tov- /\s(r¿ +

í'v = <p vu0 - tí ± arceos--—-.

21/, Eo, ,10)

где знак (+) характерен для режима частотного пуска АД и принимается при условии

(Í-<pv)-arctg(Vl )<0. 2 (II)

Знак (+) означает, что вектор противо э.д.с. ~Е0у опережает вектор фазного напряжения Uv (cpv- угол фазового сдвига ме;кду гармониками фазного напряжения £/v и фазного тока обмотки статора /lv), см. рис. 2. где показана векторная диаграмма токов и напряжений АТД НТА-350 для первой гармоники в режиме пуска при /* =! Гц.

Выявлено, что при питании АД от АИН либо АИТ суммарная пульсация его электромагнитного момента не ниже пульсации, создаваемой парой наиболее выраженных ВВГтока ротора (ВВГ тока статора, ВВГ питающего напряжения), что позволяет оценивать кп, не прибегая к расчёту кривой момента в функции времени.

Известно, что при питании АД от АИН или АИТ ВВГ напряжения мало влияют на основной магнитный поток машины - он практически синусоидален. Для ВВГ электромагнитного поля любой режим работы АД близок к режиму короткого

замыкания - скольжение близко к I. а магнитные потоки от ВВГ напряжения - потоки гтазового рассеяния.

Согласно предложенному расчётно-экспериментальному методу определения потерь п стали ЛТД добавочные магнитные потерн от потоков рассеяния

Л- Р,а ~Р„! ~ Ро,. (|2)

где ргп - мапштиые потери, определенные по ГОСТ 7217-87 из режима холостого хода при напряжении, соответствующем напряжению короткого замыкания (потери в сердечнике статора от основного магнитного потока). Потери в обмотке статора определяются по величине тока и активного

сопротивления, измеренного непосредственно после опыта короткого замыкания. Потери в обмотке ротора р , находятся по величине вращающего момента в режиме короткого замыкания (может быть определён, например, с помощью рычага и упругого элемента с наклеенными теизорезпсторамп)

Р.,: =МК =

Р ■ (13)

Анализ опытных значении рг_ позволяет получить эмпирическую формулу для

добавочных магнитных потерь АТД

Л.

р. =11

г ! г \

IV,

' к

К,.

•с

(М)

|де: И'к - число витков катушки обмо1ки статора:

И - число параллельных ветвей обмотки статора:

А,1К - коэффициент насыщения магнитной цепи машины в режиме короткого замыкания. определяется известным способом как отношение \0\к-5тфк) / на касательно!! к (0\,к - Б1П<рк) / /] на реальной кривой для соответствующего значения /к: 1у - эффективное значение фазного тока в режиме короткого замыкания: />„ - коэффициент, определяемый конструкцией активной зоны машины (для АТД НБ-607 Ь„ =7,78-10 Юм -Гц " идляНБ-609 ¿„=5,1-10'!Ом -Гц _и).

Для учёта добавочных магнитных потерь от ВВГ напряжения, обусловленных потоками рассеяния. Т-образная схема замещения АД для к-й ВВГ дополнена активными сопротивлениями гпП и гч'31 (рис. 1). величины которых при массе стали статора тс и массе стали ротора Л7 :

т

с, -Ш])

■ т„

и/л Г

■ ш,

В (15) ¿>И1 и 6„, - ширина паза статора и ротора соответственно:

- коэффициент, учитывающий относительное уменьшение добавочных магнитных потерь от поверхностного эффекта в листах электротехнической стали: К, является функцией коэффициента мощности л для АТД НБ-607 и НБ-60У принят равным 0,95.

Расчётная зависимость Д., в АТД НБ-607 от величины основной гармоники линейного напряжения для прямоугольно-ступенчатого ШПР на несущей часто се /*,= 45 Гц с е = 6 приведена на рис. 3. Здесь же для синусоидального напряжения приведена опытная кривая рсо в режиме холостого хода (зависимость основных магнитных потерь от напряжения при ШПР напряжения). При коэффициенте заполнения импульса К) = 0,4 * 0.8 рсо и сопоставимы. В номинальном режиме АТД НБ-607 при прямоугольно-ступенчатом напряжении снижение КПД за счет учета добавочных магнитных потерь от ВВГ, обусловленных потоками рассеянии, составило 0,29':«.

Для учёта электрического контакта обмогки ротора АД с магнитопроводом стандартная Т-образная схема замещения для временной гармоники напряжения дополнена ещё одной вторичной ветвью, параллельной ветви намагничивания (рис. 4). Параметры дополнительной ветви ЫаП и определяются по соотношениям В.М. Куцевалова для АД с массивным ротором.

На рис. 5 показаны опытные (сплошные лшшн) и синтезированные (пунктир) по тридцати трём ВВГ с 1-й по 97-ю кривые фазных напряжений, а также опытные и рассчитанные (пунктир) по МГА с учётом наличия электрического контакта обмогки ротора со сталью магнитопровода кривые токов АТД НБ-607 в функции времени при = =0,03; 1\ = 44 Гц; = 0,52: £ = 6; температуре обмоток 100:С.

Электромагнитный момент вычисляется с учетом 1'и - приведенного тока в дополнительной ветви схемы замещения. Для АТД НБ-607 номинальной полезной мощностью 900 кВт в номинальном режиме при учёте электрического контакта

1л

обмотки ротора с магнитопроводом М ,м и М, увеличились на 3.2 "о. £'„ практически не изменился, потребляемая активная мощность АТД возросла на 40 кВт. что составляет 4.44 % от номинальной полезной мощности, при этом рост электрических потерь в статоре составил 1.9 кВт н я роторе 3.05 кВт. снижение КПД составило 0.25 %. Расчётное увеличение потребляемой мощности вспомогательного АД ИВА-55 (АНЭ-225) номинальной полезной мощностью 55 кВт с литой алюмн-пиепой клеткой на роюре при ШПМ напряжения

I и „ = 380В: /, = 501ц ;е = 4:15: к\, = 0.75:*, = 0.0107 0.0534) составило до 3.11 к13т, что составляет 5.65 "о от номинально!! полезной мощности. Опытные рабочие характеристики НВА-55 при синусоидальном напряжении близки к расчётным при учёте электрического контакта обмотки ротора с магнитопроводом.

Учёт влияния электрического контакта обмотки ротора с магнитопроводом н учё| добавочных потерь в стали от поюков рассеяния ВВГ целесообразны длм более точного определения потерь и потребляемой мощности машины.

Таким образом, МГА является эффективным средством расчёта характеристик \Д в кпазиустановившемся режиме при ппгании от АПН и АПТ и позволяет подробно анализировать влияние различных факторов.

В третьей главе диссертации отражены расчётно-теоретнческие исследования энергетических параметров и момента АТД по МГА на примере НБ-607. ЭТА-З(Н) и НТА-350 в номинальном и пусковом режимах при питании от АНН и АИТ. На рис. 6 приведены исходная кривая тока фазы НТА-350 и рассчитанные по МГА кривые тока намагничивания, напряжения и электромагнитного момента в функции времени для пускового режима при /, = 1 Гц. Проведённые исследования дали ряд практически шачимых резулыатов.

Коэффициент мощности для .ЛТД ниже при питании ог АПТ по сравнению с питанием от АПН: в номинальном режиме на 6.3+27.3? п.

АТД. спроектированные для АИТ (с малыми индуктивностямн обмоток) имеют более высокий А'„, чем АТД, спроектированные для АПН (с большими индуктивностямн обмоток), как при питании от АПТ. так и при питании от АПН.

В номинальном режиме при питании от СПЧ суммарные потерн в АТД по сравнению со случаем питания синусоидальным напряжением возрастают на 12.0+ 33.X •%. суммарные электрические потери на ¡3+43.6 %. электрические потери в обмотке ротора на 19.8+Я6.9 %. электрические потери в обмотке статора на 5,1+17,6 '■'>. Основные потери в стали у АТД при питании от АНТ (НТА-350) возрастают более существенно, чем при питании от АПН (НБ-607, ЭТА-300): по сравнению с режимом питания синусоидальным напряжением соответственно на 9,1% к на 2,9+5,5% .

Наименьшее значение кп АТД с АНН и наивысшие энергетические показатели достигаются при его питании, в пусковом режиме 150-градусным импульсом на-

пряжения (для АТД НБ-607 А"п = 0,0X6). При необходимости применения ШИР или

ШИМ напряжения в пусковом режиме следует выбирать максимально возможную с.

Применение ШИМ тока для АТД при питании от АНТ целесообразно в процессе пуска, так как позволяет существенно снизить величину низкочасюшой составляющей пульсации электромагнитного момента с = 6/^ (для АТД НТА-350 при ШИМ тока =0,013-5-0,057 против Х'п=1),201 при питании по рис. 6).

Проведены исследования по МГА разных способов ШИМ напряжения и прямоугольно-ступенчатого ШИР с точки зрения энергетических характеристик АД и кп на примере АД НВА-55. Наилучшей признана однополярная синусоидально-

треугольная ШИМ с нечётными е, рекомендованная МЭК для железнодорожного подвижного состава, и близкие к ней. При таких способах ШИМ АД имеет в исследованном диапазоне к „ = 0.2+1.0 (коэффициент модуляции) стабильно высокие КПД и коэффициент мощности, а также низкий А"„(для АД НВА-55 на — О/. А'п =0,017-Ю, 176). Следует избегать £ = 6, гак как с уменьшением Кз или к и резко увеличивается кл, а КПД и коэффициент мощности уменьшаются.

кп при любой схеме ШИМ или ШИР при неизменной /] существенно зависит от 5,. Также к„ при любой схеме ШИМ существенно зависит от А"., (для ШПР - от КО- Это позволяет выбирать оптимальную с точки зрения А"п схему Ш11М для разных режимов АД, исходя из гармонического состава кривой фазного напряжения (по паре наиболее выраженных ВВГ), сравнивать схемы ШИМ, ШИР: для случая задания несинусоидального напряжения косинусным рядом Фурье

¿-п~-3!-----(16)

в случае задания несинусоидального напряжения синусным рядом Фурье

, + Ум + Ш^Ц^иЖЧ^ |

П Ц

(17)

В четвёртой главе диссертации описаны новые конструкции короткозамкнутых обмоток ротора АД, позволяющие уменьшить электрические потери при питании от СПЧ за счёт уменьшения контуров для протекания вихревых токов от потока пазового рассеяния путём отказа от массивных стержней и колец.

Предложена короткозамкнутая обмотка, короткозамыкающие кольца которой выполнены из электрически изолированных элементарных колец, а стержни расслоены по высоте на несколько элементарных проводников, электрически изолированных друг от друга. Каждое элементарное короткозамыкающее кольцо должно быть

соединено только с одним либо двумя элементарными проводниками стержня каждого паза. Вариант конструкции показан на рис. 7. Таким образом, достигается идеальное расслоение по высоте стержнем беличьем клетки. Расчёты для АТД НБ-609 номинальном полезной мощностью 450 кВт показали, что идеальное расслоение стержня на пять элементарных изолированных проводников позволяет в диапазоне частот 15-М5 Гц снизить потери в обмотке ротора при ШИМ питающего напряжения с к = 6 в и раза, что составляет 30-5-8 кВт.

Другая короткозамкнутая обмотка ротора - секционированного типа, выполненная из изолированных проводников. Секции такой обмотки изготавливаются как и обычные сгагорные секции с определённым шагом и числом витков и каждая из них замыкается накоротко либо объединяется в фазные обмотки, которые также замыкаются накоротко между собой. Выступающие сваренные участки проводников секции п междукатушечные соединения выполняют функцию вентиляционных лопаток литой алюминиевой клетки. Расчётом для НВА-55 показано, что при ШИР напряжения с е = 6. Кй = 0.5, /",=50 Гц и номинальных напряжении и скольжении АД с такой обмоткой имеет КПД на 6'.'« выше, чем базовый.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Выполнено исследование структуры электромагнитного вращающего момента н потерь АД при питании от АНН н АНТ. Получены аналитические выражения, описывающие как электромагнитный момент АД при питании от СПЧ в целом, так и отдельные его составляющие: синхронные и асинхронные.

2. Предложен алгоритм оценки целесообразности учёта синхронных составляющих электромагнитного вращающего момента, обусловленных высшими временными гармониками магнитной индукции. Выявлено, что учёт пульсаций электромагнитного момента, созданных без участия первой гармоники магнитной индукции, целесообразен в пусковых режимах АТД.

3. Выявлено, что при питании АД от АПН либо АНТ суммарная пульсация его электромагнитного момента не ниже пульсации, создаваемой парой наиболее выраженных ВВГ тока ротора (ВВГ тока статора. ВВГ питающего напряжения), что позволяет оценивать величину пульсации электромагнитного момента АД. не прибегая к расчёту кривой момента в функции времени.

4. Разработана простая методика оценки величины пульсаций электромагнитного момента АД при питании от СПЧ на основе экспериментальных данных (осцшшотрамм фалшго г ока и напряжения АД).

5. Как показало сравнение данных расчёта и опыта, учёт электрического контакта короткозамкнутой обмотки ротора с иагннтопроводом целесообразен для корректного определения потерь и потребляемой мощности АД.

6. Разработан расчётно-экспериментальный метод определения потерь в стали, включая дополнительные потери в стали от магнитных потоков рассеяния, вызванных ВВГ напряжения. Получены аналитические выражения для расчёта этих дополнительных потерь в стали. Предложена усовершенствованная Т-образная схема замещения АД, учитывающая эту составляющую потерь.

7. Показано, что при ШИР напряжения дополнительные потери в стали от магнитных потоков рассеянна сопоставимы по величине с основными потерями в стали АТД.

8. Предложены конструкции обмотки ротора АД, питаемых от СПЧ, в которых электрические потери от ВВГ ниже, чем в классической короткозамкнутой обмотке с массивными стержнями.

9. Выполнены расчётные исследования и даны рекомендации по выбору формы питающего напряжения и тока, позволяющих получать при питании от СПЧ высокие энергетические характеристики АД в сочетании с малыми пульсациями электромагнитного момента. Предложена методика оценки пригодности формы выходного напряжения АНН с точки зрения величины пульсаций электромагнитного момента АД.

10. Разработан инженерный метод расчета энергетических характеристик и мгновенных кривых токов и электромагнитного момента АД в квазиустановнвшемся режиме при питании их как от АПН. так и от АПТ, основанный на применении эквивалентной Т-образной схемы замещения для каждой из временных гармоник напряжения или тока, позволяющий учитывать несинусондальность питающих напряжения и тока в том числе и при их неидеализированной форме, а также явление вытеснения тока в проводниках, электрический контакт короткозамкнутой обмотки ротора с магнитопроводом и потерн в стали от магнитных потоков. Метод реализован для АД подвижного состава железных дорог в виде семейства программ '¡"МРАП*.

Разработанный метод расчёта обеспечивает достаточную достоверность результатов. Для более, чем 95 % точек расчётных кривых напряжения и тока в функции времени расхождение с опытными данными составляет менее 6 %, наибольшее расхождение не превышает 9 %.

11. Разработанные методы, методики, алгоритмы, рекомендации и программы внедрены в ОАО "Всероссийски« научно-исследовательский проектно-конструктор-ский и технологический институт электровозостроения'" (ВЭлНИП).

Основное содержание диссертации изложено а следующих публикациях:

1. Талья II.II.. Пустоветов M.IO. Расчёт характеристик асинхронного электродвигателя при несинусоидалыгам напряжении с учётом электрического контакта ко-poiKoiaMKHVToii обмотки ротора с мапштопроводом/У Известия вузов. Сер. Электромеханика.- 199К.-№ I,-С. 57-54.

2. Талья II.II.. Пустоветов М.10. О расчёте токов и электромагнитного момента частотно-регулируемой асинхронной машины // Электровозостроение: Со. науч. тр. /АО "Всерос. H.-ii.. -проектно-конструкт. ин-г электровозостроения". - Новочеркасск. 1998. - Т. 39. - С. 152 - !<><).

3. Талья H.H.. Пустоветов M.IO. О пульсации электромагнитного момента асинхронного тягового двигателя в пусковом режиме // Известия вузов. Сер. Электромеханика. - 1998. - .Ys 4. - С. 34-37.

4. Пустоветов М.Ю. Исследование асинхронного тягового двигателя в режиме пуска/7 Материалы междунар. науч.-лракт. конф. 'СТРОНТЕЛЬСТВО-99": Тез. докл. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т. 1999. - С. 54.

5. Пустоветов М.Ю. Конструктивные способы снижения электрических потерь в частотно-регулируемом асинхронном двигателе // Материалы 58-й науч. конф. проф.-преподават. состава РГУПС 20-22 апр. 1999 г./ Рост. гос. ун-т путей сообщения. - Ростов н/Д, 1999.-С. 114-115.

6. Заявка на изобретение Лэ 97100596/09 от 20.01.97. 6H02K17/I6 Короткозамк-нутая обмотка ротора асинхронной электрической машины /И.И. Талья. И.Л. Тар-гонский. М.Ю. Пустоветов // Официальный бюллетень российского агентства по патентам и товарным знакам. 1999. .Vs5. - С. 412.

7. Талья И.И.. Пустоветов М.Ю. Асинхронный двигатель: конструктивные способы снижения электрических потерь в обмотке ротора при питании от статического преобразователя частоты И Энергоснабжение на железнодорожном транспорте: Межвуз. сб. науч. тр. - Ростов н/Д: РГУПС. 1999. - С. 15 - 24.

X. Талья H.H. и др. Магнитные потери в асинхронном тяговом электродвигателе при несинусоидальном напряжении/ Талья И.И., Пустоветов М.Ю., Таргонский И.Л. //Электровозостроение: Сб. науч. тр./ АО "Всерос. н.-и. проектно-конструкт. нн-т электровозостроения". - Новочеркасск. 1999. - Т. 41. - С. 237-251.

9. Пустоветов М.Ю.. Пустоветова С.Ю. Характеристики асинхронного двигателя при различных способах широтно-импульсной модуляции (ШИМ) напряжения // Вопросы эксплуатации и совершенствования устройств электроснабжения, энергетики и электромеханики: Юбил. междунар. межвуз. сб. науч. тр. - Ростов н/Д: РГУПС. 1999.-С. 102-112.

И). Пустоветов М.Ю., Талья И.И. Электромагнитный момент частотно-регулируемого асинхронного двигателя // Совершенствование технологических процессов, машин и аппаратов в инженерной сфере АПК: Материалы науч. конф.: Вып. 1 / АЧГАА. - Зерноград, 1999. - С. 98-100.

rik j k(û iLa il Га IL

Ui

0-

j ккц(й iL, и

j к CO .Là л

Гн'к

rV

St

Рис. t.

Г

i':, Ёп

Peg V кВт к3

о,оа - Ш - 0.8

0,06- 12 • 0,6

0,04- 8 - 0.4

0.02 - 4- Ц2-

-к

Рис. 2.

\ 0,0133

Уз / у / / /

co^FcSy V /• / I / /

v / /Ч / / /pea

У / V Peí4

О 260 520 780 <040 üli

В

Рис. 3.

r¡k j ко) iLcj ik

Рис. 4.

i, A

200 0

-200 -400

0 2Л/3 4-71/3 СО i t

ил, В

■' 200

-200

А- J \п 4

и i i}í 7¡\\ L Л i

M m

\ V '

Мэм. кНм

Ыф,

В

-25

■50

\ \ Г" 1 N \ \ Мзм\ N и N

/ Ыф

„ ... - -

27С/3 4-пг/з

Рис. 6.

1 - магнитопровод ротора;

2 - элементарные проводники

стержня;

3 - диэлектрик;

4,5 - элементарные электрически изолированные короткозамы-кающие кольца.

ВВЕДЕНИЕ.

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАБОТ ПО ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫМ АСИНХРОННЫМ ТЯГОВЫМ ДВИГАТЕЛЯМ ПРИ НЕСИНУСОИДАЛЬНОЙ ФОРМЕ НАПРЯЖЕНИЯ (ТОКА). ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

Потери мощности в частотно-регулируемых асинхронных тяговых двигателях.

Особенности возникновения дополнительных потерь мощности в стали асинхронной машины.

Особенности возникновения дополнительных потерь мощности в обмотках асинхронной машины.

Влияние несинусоидальной формы напряжения (тока) на электромагнитный момент асинхронной машины.

Методы расчёта характеристик асинхронного двигателя в квазиустановившемся режиме, использующие эквивалентную схему замещения.

Конструктивные и схемные решения по снижению дополнительных потерь мощности и пульсации электромагнитного момента асинхронной машины.

Выводы по 1-й главе. Цель и задачи исследования.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В КВАЗИУСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ.

Исследование эквивалентной Т-образной схемы замещения с учётом временных гармоник.

Основные выражения для токов, электромагнитного момента, потерь мощности.

Исследование структуры дополнительных потерь в стали Исследование влияния электрического контакта стержней короткозамкнутой обмотки ротора с листами магнитопровода

Теоретическое исследование асинхронных и синхронных составляющих электромагнитного момента.

Сравнение результатов расчёта и анализ кривых напряжения, тока и электромагнитного момента по различным методикам.

Исследование синхронных электромагнитных моментов, обусловленных высшими временными гармониками магнитной индукции.

Выводы по 2-й главе

РАСЧЁТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И МОМЕНТА

АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ.

Номинальный режим асинхронной машины при питании от инвертора напряжения.

Теоретическое исследование момента и потерь в номинальном режиме работы асинхронной машины при питании от инвертора тока.

Теоретическое исследование пускового режима работы асинхронной машины при питании от инвертора напряжения

Исследование энергетических характеристик и момента в пусковом режиме работы асинхронной машины при питании от инвертора тока.

Выбор рациональных вариантов широтно-импульсной модуляции напряжения асинхронной машины.

Выводы по 3-й главе

КОНСТРУКТИВНЫЕ СПОСОБЫ БОРЬБЫ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ПОТЕРЯМИ

В АСИНХРОННОЙ МАШИНЕ.

Короткозамкнутая обмотка с расслоёнными короткозамыкающими кольцами.

Короткозамкнутая обмотка с многовитковыми секциями Выводы по 4-й главе

Результаты работы докладывались и обсуждались на научной конференции по итогам научно-исследовательской работы за 1998 год в Азо-во-Черноморской государственной агроинженерной академии (АЧГАА), международной научно-практической конференции "СТРОИТЕЛЬСТВОМ" в Ростовском государственном строительном университете (РГСУ), 58-й научной конференции профессорско-преподавательского состава Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС) 20-22 апреля 1999 г, посвящённой 70-летию РГУПС.

Автор считает целесообразным продолжать исследования с целью расширения области примененения метода расчёта характеристик АД, питаемых от СПЧ, и на переходные процессы. Конечным результатом может быть универсальный программный комплекс для моделирования поведения АД в процессе эксплуатации.

194

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В работе произведён анализ существующего положения в области расчёта и экспериментального исследования энергетических характеристик и момента частотно-регулируемых асинхронных 3-фазных двигателей, питаемых от автономных инверторов напряжения или тока.

2. Показано, что расчёт характеристик АД (токи, потери, КПД, коэффициент мощности, электромагнитный момент и др.), питаемого от статического преобразователя частоты несинусоидальным напряжением (АИН) или током (АИТ), в квазиустановившемся режиме может быть произведён по методу гармонического анализа с использованием Т-образной схемы замещения. Расчёт АД по методу гармонического анализа позволяет получить зависимости напряжений и токов в ветвях схемы замещения, а также электромагнитного момента машины в функции времени.

3. Коэффициент мощности для АТД ниже при питании от АИТ по сравнению с питанием от АИН: в номинальном режиме на 6,3 - 27,3 %.

4. Выполнено исследование структуры электромагнитного вращающего момента АД при питании от АИН и АИТ. Получены аналитические выражения для случаев задания питающего напряжения (тока) косинусным и синусным рядами Фурье, описывающие как электромагнитный момент АД при питании от СПЧ в целом, так и отдельные его составляющие: синхронные и асинхронные.

5. Выявлено, что учёт пульсаций электромагнитного момента, созданных без участия первой гармоники магнитной индукции, целесообразен в пусковых режимах АТД.

6. Расчётным путём показано, что АТД, спроектированные для АИТ (с малыми индуктивностями обмоток) имеют более высокий коэффициент пульсаций электромагнитного момента, чем АТД, спроектированные для АИН (с большими индуктивностями обмоток), как при питании от АИТ, так и при питании от АИН. При питании от АИТ пульсации электромагнитного момента у АТД, спроектированного для АИН, выше, чем при питании от АИН.

7. Выявлено, что при питании АД от АИН либо АИТ суммарная пульсация его электромагнитного момента не ниже пульсации, создаваемой парой наиболее выраженных ВВГ тока ротора (ВВГ тока статора, ВВГ питающего напряжения), что позволяет оценивать величину пульсации электромагнитного момента АД, не прибегая к расчёту кривой момента в функции времени.

8. Разработана простая методика оценки величины пульсаций электромагнитного момента АД при питании от СПЧ на основе минимального количества исходных данных (достаточно осциллограмм фазного тока и напряжения АД, не требуется знание конструктивных параметров двигателя).

9. Исследована структура потерь в АТД, питаемом от СПЧ. В номинальном режиме при питании от СПЧ суммарные потери по сравнению со случаем питания синусоидальным напряжением возрастают на 12,0 -33,8 %.

В номинальном режиме при питании АТД от АИН по сравнению со случаем питания синусоидальным напряжением: суммарные электрические потери возрастают на 13,0 - 43,6 %, электрические потери в обмотке статора - на 5,1 - 17,6 %, электрические потери в обмотке ротора -на 19,8 - 86,9 %, основные потери в стали - на 2,9 - 5,5 %.

В номинальном режиме при питании АТД от АИТ по сравнению со случаем питания синусоидальным напряжением: суммарные электрические потери возрастают на 13,0 %, электрические потери в обмотке статора - на 15,2 %, электрические потери в обмотке ротора - на 85,0 %, основные потери в стали - на 9,1 %.

10. Основные потери в стали у АТД при питании от АИТ возрастают более существенно, чем при питании от АИН: по сравнению с режимом питания синусоидальным напряжением соответственно на 9,1 - 64,8 % большее значение для случая питания от АИТ АТД, спроектированного для АИН) и на 2,9 - 5,5 %.

11. Разработан расчётно-экспериментальный метод определения потерь в стали, включая дополнительные потери в стали от магнитных потоков рассеяния. Получены аналитические выражения для расчёта дополнительных потерь в стали от магнитных потоков рассеяния. Предложена усовершенствованная Т-образная схема замещения АД, учитывающая эту составляющую потерь.

12. Показано, что при ШИР напряжения дополнительные потери в стали от магнитных потоков рассеяния сопоставимы по величине с основными потерями в стали АТД.

13. Даны рекомендации по проектированию АТД для питания от СПЧ. Исследованы их характеристики при питании от АИТ и АИН в номинальном и пусковом режимах.

14. Предложены конструкции обмотки ротора АД, питаемых от СПЧ, минимизирующие потери в двигателе, подана заявка на изобретение Российской Федерации.

15. Выполнены расчётные исследования и даны рекомендации по выбору формы питающего напряжения и тока, позволяющих получать лучшие энергетические характеристики машины в сочетании с минимальными пульсациями электромагнитного момента. Предложена методика оценки пригодности формы выходного напряжения АИН с точки зрения величины пульсаций электромагнитного момента АД.

16. Разработан инженерный метод расчета энергетических характеристик и мгновенных кривых токов и электромагнитного момента асинхронных двигателей в квазиустановившемся режиме при питании их от статических преобразователей частоты (как от АИН, так и от АИТ), основанный на применении эквивалентной Т-образной схемы замещения для каждой из временных гармоник напряжения или тока, позволяющий учитывать несинусоидальность питающих напряжения и тока в том числе и при их неидеализированной форме, а также явление вытеснения тока в проводниках, электрический контакт короткозамкнутой обмотки ротора с магнитопроводом и потери в стали от магнитных потоков рассеяния для каждой высшей временной гармоники. Метод реализован для АД подвижного состава железных дорог в виде семейства программ TMPAD*, написанных на языке программирования FORTRAN11.

Разработанный метод расчёта обеспечивает достаточную достоверность результатов. При корректном задании исходных данных для расчёта (температура обмоток, коэффициент насыщения магнитной цепи, скольжение) для более, чем 95 % точек расчётной кривой в функции времени расхождение с опытными данными составляет менее 6 %, наибольшее расхождение не превышает 9 %.

17. Разработанные методы, методики, алгоритмы, рекомендации и программы внедрены в ОАО "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения".

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ. Из них 6 являются статьями, 1 заявкой на изобретение РФ, 3 тезисами докладов на научных конференциях.

1. Алгоритм и программа расчёта рабочих механических характеристик частотно-регулируемых асинхронных двигателей/ Беспалов В .Я. и др.// Вести. МЭИ.- 1995. № 2.- С. 45-48.

2. Алексеев А.Е. Тяговые электрические машины и преобразователи. Л.: Энергия, 1977. - 444 с.

3. Артёмов Г.М. и др. Вибропрочность компрессоров ВУ 3,5/10-1450 / Артёмов Г.М., Удодов Ф.П., Савинков О.Б. //Электровозостроение: Сб. науч. тр. /АО "Всерос. н.-и., проектно-консгрукт. ин-т электровозостроения". Новочеркасск, 1998. - Т. 39. - С. 117 - 120.

4. Баранкевич В.И. и др. Тяговый электропривод перспективных пригородных поездов с асинхронными двигателями //Электротехника. 1993-№5. -С. 7-9.

5. Барков В.А. Полупроводниковые преобразователи для управления электрическими машинами переменного тока: Учеб. пособие. Л., ЛПИ, 1983.- 80 с.

6. Бибиков В.И. Система управления распределителем импульсов автономного инвертора напряжения для привода трамвайного вагона // Труды МЭИ. 1992. - № 641. - С. 54-58.

7. Булгаков A.A. Частотное управление асинхронными двигателями. -3-е изд., перераб. -М.: Энергоиздат, 1982 . 216 с.

8. Бюллетень технико-экономической информации № 73: Частотно-регулируемый асинхронный привод для транспорта и общепромышленных целей фирмы Stremberg. Энергомашэкспорт, 1980. - 42 с.

9. Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974. - 839 с.

10. Ю.Герман-Галкин С.Г. и др. Цифровые электроприводы странзисторными преобразователями.- Л.: Энергия, 1986. 248 с.

11. ГОСТ 7217-87. Машины электрические вращающиеся. Двигатели асинхронные. Методы испытаний/ Гос. ком. по стандартам СССР. -М., 1987. 51 с.

12. Домбровский В.В., ЗайчикВ.М. Асинхронные машины: Теория, расчёт, элементы проектирования. JL: Энергоатомиздат, 1990. -365 с.

13. Домбровский В.В., Хуторецкий Г.М. Основы проектирования электрических машин переменного тока.- Л.: Энергия, 1974, 504 с.

14. Ковач И.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 744 с.

15. Копылов И.П., Амбарцумова Т.Т. Влияние вихревых токов ротора на динамические характеристики асинхронной машины //Электротехника.- 1976-№11.-С. 20-23.

16. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин.- М.: Высш. шк., 1994. 318 с.

17. Крамсков С.А., Ершов Д.П. Электропоезд переменного тока с асинхронными тяговыми двигателями типа ЭНЗ // Электровозостроение: Сб. науч. тр. /АО "Всерос. н.-и., проектно-конструкт. ин-т электровозостроения". Новочеркасск, 1998. - Т. 40. -С. 195 - 205.

18. Кудрявцев А.Б. и др. Оценка потерь в системе транзисторный преобразователь частоты асинхронный двигатель/ А.Б.Кудрявцев, А.А.Никольский, Д.Д.Богаченко // Труды МЭИ. - 1995. - № 672. - С. 3439.

19. Курбасов A.C. Особенности проектирования частотно-управляемых асинхронных двигателей // Электротехника. 1990. - №9. - С.29-33.

20. Курбасов A.C. и др. Проектирование тяговых электродвигателей/ А.С.Курбасов, В.И.Седов, Л.Н.Сорин . М.:Транспорт,1987. - 536 с.

21. Куцевалов В.М. Асинхронные и синхронные машины с массивными роторами. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергия, 1979. -161 с.

22. Куцевалов В.М. Вопросы теории и расчёта асинхронных машин с массивным ротором. М.: Энергия, 1966.

23. Кучумов В.А. Исследование пускового режима тягового асинхронного электродвигателя // Вестник ВНИИЖТа. 1981. - №4. - С.29-34.

24. Кучумов В.А. Исследование характеристик вращающего момента тягового асинхронного двигателя // Вестник ВНИИЖТа. 1983. - № 4. -С. 29-32.

25. Лабунцов В.А. и др. Электроприводы с полупроводниковым управлением: Автономные тиристорные инверторы / Лабунцов В.А., Ривкин Г.А., Шевченко Г.И.; Под ред. М.Г. Чиликина. М.-Л.: Энергия, 1967. - 160 с. - (Б-ка по автоматике; Вып. 221).

26. Ламмеранер И., Штафль М. Вихревые токи. M.-JL: Энергия, 1967. -207 с.

27. Лейтман М.Б. Автоматическое измерение выходных параметров электродвигателей: (методы и аппаратура). М.: Энергоатомиздат, 1983.- 152 с.

28. Мартемьянов Я.Б. Дополнительные потери в асинхронных тяговых двигателях при питании от инвертора // Вопросы автоматизации и моделирования электрического подвижного состава: Сб.Вып.313 / ЛИИЖТ. 1971.-С.50-55.

29. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники: Т.2. М.-Л.: Энергия, 1966. - С. 407.

30. Зб.Овчаренко Н.Я., Билинкис П.Г. Расчёт динамики асинхронного двигателя при питании от тиристорного преобразователя частоты // Электротехника. 1990 . - №1. - С. 56-59.

31. Пармас Я.Ю., Архипова И.В. Расчет электромагнитных процессов в асинхронном тяговом двигателе при питании от инвентора с широтно-импульсным регулированием напряжения // Электротехника. 1984. -№10. - С.40-42.

32. Постников И.М. Проектирование электрических машин. Киев: ГИТЛ УССР, 1952.-736 с.

33. Постников И.М. Проектирование электрических машин.- Киев: Техн. лит., 1960.-910 с.

34. Преобразовательные устройства электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями/ А.М.Солодунов, Ю.М.Иньков, Г.Н.Коваливкер,В.В.Литовченко. Рига: Зинатне,1991. - 351 с.

35. Проектирование электрических машин/ И.П. Копылов, Ф.А. Горяинов, Б.К. Клоков и др. М.: Энергия, 1980. - 496 с.

36. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов : В 2-х кн.: Кн. 1/ Под ред. И.П. Копылова. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энерго-атомиздат, 1993. - 464 с.

37. Пустоветов М.Ю. Исследование асинхронного тягового двигателя в режиме пуска// Материалы междунар. науч.-практ. конф. "СТРОИТЕЛЬСТВО-99": Тез. докл. Ростов н/Д: Рост. гос. строит, унт, 1999. - С. 54.

38. Рекус Г.К., Чирков М.Т. О воздействии гармонических на нагрев асинхронного электродвигателя //Известия вузов. Сер Энергетика. -1965. №3. - С.39-47.199

39. Рутштейн A.M. Регулируемый вспомогательный электропривод электровоза ЭП1 //Электровозостроение: Сб. науч. тр. /АО "Всерос. н.-и., проектно-конструкт. ин-т электровозостроения". Новочеркасск, 1998.-Т. 40.-С. 213-221.

40. Сергеев П.С. и др. Проектирование электрических машин / П.С.Сергеев, Ю.В.Виноградов, Ф.А.Горяинов. М.: Энергия, 1969. -632 с.

41. Сипайлов Г.А., Лоос A.B. Математическое моделирование электрических машин (ABM) М.: Высш.шк., 1980. - 176 с.

42. Талья И.И., Пустоветов М.Ю. О пульсации электромагнитного момента асинхронного тягового двигателя в пусковом режиме // Известия вузов. Сер. Электромеханика. 1998. - № 4. - С. 34-37.

43. Тенденции развития тепловозостроения //Железные дороги мира. -1994-№12.-С. 30-33.

44. Теоретические основы электротехники: Учеб. для электротехн. вузов Т.1. Основы теории линейных цепей/ Под ред. П.А. Ионкина. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш.шк.,1976. - 544 с.

45. Тяговые электродвигатели электровозов/ В.И.Бочаров, В.И.Захаров, Л.Ф.Коломейцев, Г.И.Колпахчьян, М.А.Комаровский, В.Г.Наймушин.

46. В.И.Седов, И.И.Талья, В.Г.Щербаков, В.ПЛнов; Под ред.

47. B.Г.Щербакова. Новочеркасск: Агентство Наутилус, 1998. - 672 с.

48. Физический энциклопедический словарь/ Гл.ред. А.М.Прохоров. М.: Совет, энцикл., 1984. - 944 с.

49. Хашимов A.A., Петрушин А.Д. Оптимальные режимы работы частотно-регулируемых электроприводов с учётом тепловых процессов. Ташкент: Фан, 1990. - 80 с.

50. Шуйский В.П. Расчёт электрических машин. Д.: Энергия, 1968. -730 с.

51. Шумейко В.В. Высшие гармоники напряжения и тока и потери от них в асинхронном тяговом двигателе // Труды ЦНИИ МПС:

52. Вып.541 .Исследование перспективных тяговых электрических машин . -М. ,1975.-С. 43-50.

53. Щербаков В.Г., Сорин JT.H. Создание нового электроподвижного состава для магистральных железных дорог МПС // Электровозостроение: Сб. науч. тр. /АО "Всерос. н.-и., проектно-конструкт. ин-т электровозостроения". Новочеркасск, 1998. - Т. 40. - С. 10 -16.

54. Щербаков В.Г. Разработка новых электровозов и электропоездов // Электровозостроение: Сб. науч. тр. /АО "Всерос. н.-и., проектно-конструкт. ин-т электровозостроения". Новочеркасск, 1995. - Т. 35.-С. 8-19.

55. Budig P.K., Muster J. Berechnung von Zusatzverlusten in Asynchronmaschinen bei Stromrichterspeisung II Elektrische Bahnen. -1991. № 11. - S. 498/182 - 502/186.

56. Electrical Vehicle Drive Control based on Finite Element Induction Motor Model. T. Kandianis, A.G. Kladas, S.N. Manias, J.A. Tegopoulos. // IEEE Transactions on Magnetics: Vol. 33. 1997.- No. 2, march. - P. 2109 - 2112.

57. Feldman U. Ervarmung des umrichterges peisten Asynchronmotors // Elektrische Bahnen . 1980. - № 1. - S. 17-21.

58. Feldman U. Verluste in Stromrichtergespeisten Asynchron-Bahnmaschinen // Archiv fur elektrotechnik. 1979. - S.229 - 236.

59. HÜ1 R.J. Electric railway traction: Part 2. Traction drives with three-phase induction motors // Power Engineering Journal. 1994. - June. - P. 143-152.

60. Kaczmarek R., Amar M., Protat F. Iron Loss Under PWM Voltage Supply on Epstein Frame and in Induction Motor Core // IEEE Trans. Magn.: Vol.32. 1996. - No. 1. - P. 189 - 194.

61. Kuzz H., Inter City Express // Elektrische Bahnen. 1991. - № 11. - S.372-375.

62. Leo O'Connor. Ac traction gets on track // Mechanical engineering. 1995. - September. - P.74-75.

63. Nakata K., Nakamura K., Ito S. A three-level traction inverter with IGBTs for EMU. Hitachi Research Laboratory, Hitachi Ltd. ~ 1335,

64. Rossi C., Tortello E., Werndorf G. Inverter-Fed Asynchronous Motors for Traction Vehicles // Ansaldo Group Review. 1978. - № 3. - P. 49-51.

65. Sattler Ph. K. Betrachtungen und neuere Untersuchungen zur Drehstromantrieben // Elek. Bahnen. 1980. - № 2. - S.30-38.

66. Sen P.K., Landa H.A. Derating of Induction Motors Due to Waveform Distorsion // IEEE Transactions on Industry Applications: Vol.26. 1990, № 6, november/december. - P. 1102-1107.

67. Three phase test by AEG // Int. Railway J. 1984. - 24. - № 2. - P. 21.

68. Van Damme H., Thomas P. Londuleur de courant en traction electrique asynchrone // ACEC-Revue. 1987. - № 3. - P. 8-11.

69. Von Gerhard Kratz. Fahrmotoren und Antriebe bei elektrischen Triebfahrzeugen mit Drehstromantriebstechnik // ZEV-Glass.: Ann. 104. -1980 . №8/9 August/September. - S.283 - 290.