автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Улучшение тяговых свойств электроподвижного состава с вентильно-индукторным тяговым электроприводом путем снижения пульсаций электромагнитного момента

На правах рукописи

Шайхиев Алексей Рифкатович

УЛУЧШЕНИЕ ТЯГОВЫХ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА С ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫМ ТЯГОВЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С УЧЁТОМ ОГРАНИЧЕНИЯ ПО СЦЕПЛЕНИЮ

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и,

электрификация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону - 2004

Работа выполнена на кафедре «Электрические машины и аппараты» Ростовского государственного университета путей сообщения.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Петрушин Александр Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Щербаков Виктор Гаврилович

кандидат технических наук, профессор Карнаухов Николай Фёдорович

Ведущая организация: ОАО «Всероссийский научно-

исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения» (ВЭлНИИ)

Защита диссертации состоится 2004 года в «/У>° ча-

сов на заседании диссертационного совета Д 218.010.01 в Ростовском государственном университете путей сообщения (РГУПС) по адресу: 344038, Ростов-на-Дону, пл. им. Народного Ополчения, 2, в конференцзале.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС).

Автореферат разослан

2004 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 218.010.01, доктор технических наук, профессор

Соломин В А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В мировой практике наблюдается интенсивное развитие тяговых бесколлекторных электроприводов электроподвижного состава с высокими технико-экономическими показателями. В настоящее время ведутся работы по использованию в составе тягового электропривода вентильно-индукторной электрической машины (ВИМ), известной за рубежом как switched reluctance motor (SRM). Такой тип вентильно-индукторного электропривода (ВИЛ) выгодно отличается от других тем, что имеет простую конструкцию (сосредоточенная обмотка, безобмоточный ротор), а следовательно, прост в изготовлении и ремонте.

Проведя сравнительный анализ противобоксовочных свойств ЭПС с различными типами электроприводов, можно отметить, что противобоксовочные свойства локомотивов с асинхронным тяговым двигателем (АТД), также как и в случае с тяговым электродвигателем (ТЭД) постоянного тока, зависят от жесткости тяговой характеристики. В вентильно-индукторном тяговом приводе жесткость тяговой характеристики задается системой управления, поэтому, выбрав соответствующий алгоритм управления, мы можем получить необходимую жесткость тяговой характеристики.

Однако ВИЛ имеет существенный недостаток - неравномерный (пульсирующий) момент на его валу, являющийся следствием особенностей его конструкции и несовершенства существующих способов питания фаз ВИМ.

Неравномерный момент не позволяет реализовать максимальное тяговое усилие при ограничении по сцеплению, т.к. расчет тяговой характеристики ведется, исходя из среднего момента на валу. Кроме того, пульсирующий момент является причиной повышенного шума и вибрации корпусных деталей электроподвижного состава (ЭПС).

Таким образом, пульсирующий момент на валу ВИМ может стать важной причиной невозможности применения ВИМ в составе тягового электропривода ЭПС. Исключение пульсаций электромагнитного момента или существенное

j ¡'ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

его снижение позволит повысить тяговые свойства локомотивов, особенно при низких скоростях движения.

Все вышеизложенное определяет актуальность научно-исследовательских работ по повышению равномерности вращающего момента тяговых двигателей электроподвижного состава.

Цель работы. Улучшение тяговых свойств электроподвижного состава при трогании с места и в период разгона с учетом ограничения по сцеплению путем повышения равномерности вращающего момента тягового электропривода с помощью совершенствования алгоритма его управления.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

• определены условия постоянства электромагнитного момента тягового вентильно-индукторного двигателя ЭПС;

• разработаны математическая модель и алгоритм расчета четырехфазного (по конструкции магнитной системы) тягового вентильно-индукторного электропривода с учетом локального насыщения стали магнитопровода;

• предложены конструктивные и схемные решения, позволяющие существенно повысить равномерность вращающего момента тягового вентильно-индукторного привода ЭПС;

• выполнены работы по экспериментальной проверке и практической реализация полученных результатов.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использовались: метод конечных элементов для получения распределения магнитного поля в каждой точке магнитопровода и расчета параметров магнитной цепи; теория цепей для составления дифференциальных уравнений и расчета переходных процессов; принцип максимума для оптимизации показателей вен-тильно-индукторного привода при равномерном электромагнитном моменте.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• предложен метод снижения пульсаций электромагнитного момента тягового ВИП,;основанный на придании вращающему моменту формы квадрата си-

нуса от аргумента - угол поворота ротора для многофазной вен-тильно-индукторной машины при сдвиге между фазами в 90 электрических градусов;

• предложен метод снижения пульсаций электромагнитного момента тягового ВИП, основанный на формировании питающего импульса специальной формы по алгоритму, полученному из математической модели ВИП;

• разработан алгоритм получения равномерного вращающего момента в период одновременной работы двух фаз таким образом, чтобы одно свободное управление определялось из математической модели условием постоянства момента, а второе - минимизацией по критерию, улучшающей энергетику привода.

• разработаны математические модели по всем предложенным методам получения равномерного электромагнитного момента тягового привода для ЭПС.

Практическая ценность работы. Применение на ЭПС нового ВИП, создающего электромагнитный момент без пульсаций, позволит повысить тяговые свойства локомотивов, улучшив динамику трогания с места и разгона поезда, снизив вероятность боксования. Это дает возможность увеличить массу поезда в грузовом движении и сократить время разгона, а также повысить средние скорости движения для электропоездов.

Реализация результатов работы. Разработанный алгоритм снижения пульсаций электромагнитного момента в электроприводе был использован при создании привода, работающего в условиях максимально приближенных к тяговому приводу локомотива. При непосредственном участии автора спроектирован и изготовлен на базе НИЛ «Электромотор» кафедры «Электрические машины и аппараты» РГУПС вентильно-индукторный электропривод мощностью 7,5 кВт для механизма передвижения рельсового портового крана. Результаты работы используются также в учебном процессе при чтении курса «Электрический привод» на кафедре «ЭМА» в РГУПС.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались

на:

• международной научно-технической конференции по проблемам автоматизированного электропривода в 2003 году г. Харьков: ХПИ, 2003 г.

• научно-технических конференциях РГУПС 1999-2003 г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав,

заключения, списка литературы из 94 наименований и двух приложений. Общий объем - 120 стр., иллюстраций 24.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования. Произведен сравнительный анализ тяговых характеристик электровозов с точки зрения противобоксовочных свойств с различными типами приводов: вентильно-индукторными, постоянного тока и асинхронными.

В первой главе отмечена целесообразность применения на электроподвижном составе вентильно-индукторного тягового электропривода. К преимуществам ВИП следует отнести простоту конструкции электрической машины, безобмоточный ротор, высокую надежность, технологичность изготовления, высокую ремонтопригодность, сосредоточенную обмотку с меньшим количеством обмоточной меди, высокий КПД, высокие удельные показатели (отношение электромагнитного момента к объему двигателя), более низкую стоимость в сравнении с асинхронным приводом.

Рассмотрены особенности конструкция ВИМ при работе в качестве тяговой машины для ЭПС. Для выбранной схемы питания фазы ВИМ (рис.1) приведена схема замещения (рис.2). Процессы в схеме, изображенной на рис. 2, описываются системой уравнений согласно теории электрических цепей. Система уравнений дополнена выражением для электромагнитного момента и уравнением движения электропривода. В результате получена математическая

модель ВИП, представляющая собой систему нелинейных дифференциальных уравнений.

где Я и Ь - сосредоточенные параметры фазы обмотки ВИМ, соответственно, активное сопротивление и индуктивность; о - угловая частота вращения; J момент инерции ротора и присоединенных к нему масс исполнительного механизма; - момент сопротивления на валу двигателя; 9 - угол поворота ротора в электрических градусах; Zp - число зубцов ротора; ¡а- ток фазы

С помощью уравнений (1) были рассчитаны мгновенные значения тока /, электромагнитного момента т и напряжения питания и в различных режимах работы ВИП.

Определены условия постоянства электромагнитного момента тягового вентильно-индукторного двигателя ЭПС, а именно: электрическая машина должна быть симметричной с равномерным воздушным зазором, количество фаз должно быть три и более (для обеспечения временного перекрытия в работе), параметры импульса питания должны быть рассчитаны по математической модели и подчинены ряду условий.

Во второй главе рассчитаны параметры и характеристики тягового вентильно-индукторного электропривода ЭПС в режиме равномерного электромагнитного момента. Для этого предложены два способа снижения пульсаций электромагнитного момента, основанные на питании фазы ВИМ импульсами специальной формы.

Первый способ. В случае фазового перекрытия в 90 электрических градусов условие создания равномерного без пульсаций вращающего момента в установившемся режиме можно записать в относительных единицах как M3i+M32—const. Если путем изменения формы импульса питания придать зависимости M3¡ ~/(в) форму sin2в, а другую фазу с такой же формой импульса питания сдвинуть на то в результате к валу будет приложен равномерный не зависящий от угла поворота ротора момент, так как сумма квадратов синуса и косинуса одного аргумента величина постоянная. В качестве примера рассмотрена четырехфазная двухстаторная ВИМ с общим ротором (рис. 3). Статор 1 повернут относительно статора 2 на 90° электрических градусов.

Чтобы момент, создаваемый одной фазой имел форму квадрата синуса, определена форма питающего тока и напряжения, подаваемого на обмотку статора. Для этого из выражения для определения вращающего момента

получена зависимость тока фазы от углового положения ротора,

2(о ав

принявM,/= sir?(ty o.e., и L = Lvm+Lcp(\-cos(ß)).

Полученные зависимости тока обмотки и напряжения питания, показанные на рис. 4., являются обязательным условием получения равномерного момента на валу без пульсаций.

В качестве альтернативы рассмотренному выше способу предложен другой вариант формирования алгоритма управления, ориентированного на согласованную работу фаз двигателя.

Объектом исследования взят 4-х фазный ВИЛ. Учитывая симметричность работы фаз, выбран интервал повторяемости и рассмотрена работа двух соседних фаз в интервале от 0 до "/2-

Первой фазой в данной работе считается фаза с нарастающим током, а второй - с убывающим.

Для определения индуктивностей обмоток использовалась программа расчета магнитных полей методом конечных элементов. На рис. 5. приведен

график зависимости индуктивности от тока в обмотке (учет насыщения) и угла поворота ротора. Математическая модель двигателя представлена в виде двух уравнений для токов фаз.

Уравнение движения не использовано, так как заранее полагалось, что скорость двигателя на расчетном интервале постоянна. Приняты обозначения: со - скорость вращения ротора, Zp - число зубцов ротора, R - активное сопротивление фазы статора, - напряжения, подведенные к соответствующим фазам

статора. Электромагнитный момент для каждой фазы и результирующий электромагнитный момент при взаимодействии двух фаз рассчитывались по формулам:

М, =

</0

' 2 2 ав гага

(2)

- = МС. При известном, заранее задан-

При отсутствии ускорения (торможения) момент вращения равен момен-

V'? V«! «и-

ту сопротивления,

2 сЮ 2 <19

ном значении тока начальное значение тока можно определить из

формулы, по которой была рассчитана зависимость между токами фаз, при условии постоянства электромагнитного момента.

Для определения зависимости между напряжениями, подаваемыми на. г1иг»лл ттттгятр.ття IшплшЬНи'Псппипд/ги рллпм^пгиг (9 1 ттп \/г г\/ поворота ротора,

2р .1, .ц + + -г2 .ц -Ц =0.

2

<10 2 1 1 р 2 2 (10 2

Подставив производные токов, получим

Для упрощения выражения выполним следующую подстановку:

Тогда выражение примет вид: А • ис1 + В • ис2 + С = 0.

На основании зависимости (3) задача была решена следующим образом. К первой фазе приложено постоянное, неизменное по величине напряжение. При этом напряжение второй фазы изменяется в соответствии с (3). Как только оно достигнет значения, по амплитуде равного напряжению первой фазы, то далее будет поддерживаться постоянным, а напряжение первой фазы будет определяться по (3). Результаты расчетов показаны на рис.6, и рис. 7.

Более общий случай получения равномерного вращающего момента может быть получен при использовании возможностей теории оптимального управления. В этом случае выбор управляющих воздействий в период одновременной работы двух фаз определяется двумя условиями, полученными из математической модели ВИП и заданного критерия оптимизации. Ограничение на максимальное значение подводимого напряжения накладывается только исходя из электрической прочности изоляции обмотки и возможностей источника питания.

Критерий оптимизации определен квадратичной функцией вида

61

Согласно принципу максимума дифференциальные уравнения для координат ¡1, ¡2 и вспомогательных функций у,, 1|/2, а также алгебраические уравнения для управлений ^ и ^ имеют следующий вид:

где ^ ¡2 - токи первой и второй фаз; — напряжение питание первой фазы, определяемое из условия постоянства электромагнитного момента, Чг* - напряжение питания второй фазы, определяемое из условия оптимизации; со - угловая частота вращения; ъ — число зубцов ротора; Я - активное сопротивление фазы статора; - индуктивности первой и второй фаз; - вспомогательные функции, определяемые с помощью принципа максимума.

Начальные значения вспомогательных функций определялись с помощью модифицированного метода Ньютона-Рафсона.

На основании предложенного алгоритма задача была решена вначале без оптимизации. Напряжение на второй фазе в начале процесса поддерживалось постоянным и максимально возможным по условиям работы источника питания. Напряжение первой фазы вычислялось из выражения для и1. Как только напряжение первой фазы достигало предельного значения, то оно поддерживалось постоянным, а напряжение второй фазы определялось из выражения:

и2 =

21?11соз0 21,2 Ьср сое2 0 .

согЬ,

• +

Ь,

21, совЭ согЬ,

+ СО30 +

Результаты вычислений изображены на рис. 8. В случае использования алгоритма оптимизации, когда уравнения решались совместно, электрические потери в обмотке в номинальном режиме получились ниже на 5%, чем без оптимизации (рис. 9).

ВИП должен продолжительно работать в любой точке тяговой характеристики, а его система управления должна обеспечивать плавное регулирование с учетом ограничений по сцеплению и конструкционной скорости. Тяговый привод на базе ВИМ удовлетворяет этим требованиям.

На рис. 10 и рис. 11 показана тяговая характеристика двигателя электровоза с асинхронным тяговым двигателем и предельная расчетная характеристика ВИП аналогичной мощности. Рядом с кривой ограничения по сцеплению показана тяговая характеристика, рассчитанная по мгновенным значениям электромагнитного момента. Регулирование силы тяги ЭПС производится с ограничением по сцеплению и учетом пульсаций вращающего момента. На рис. 10 изображена тяговая характеристика ВИП без применения мер по снижению пульсаций электромагнитного момента, а на рис. 11 изображена тяговая характеристика ВИП, создающего электромагнитный момент с низким уровнем пульсаций, рассчитанный с учетом мгновенных значений электромагнитного момента ВИМ. Тяговая характеристика электровоза рассчитывалась по уравнению для определения силы тяги по сцеплению Р„ = Р^ х цгк, в котором коэффи-

циент сцепления у/ж как для электровоза ВЛ80Р ^ =0.283, Рсц - сцепной вес локомотива, V - скорость движения электровоза, км/ч.

Рис. 10. Рис.11

Расчет предельной характеристики ВИЛ производился по математической модели (1), а для расчета скорости движения и силы тяги использовались соотношения: F = M—=3,696 - передаточное отношение

редуктора, Dk - диаметр бандажа колеса, Ц3 - КПД зубчатой передачи.

В третьей главе рассмотрена силовая часть и система управления вен-тильно-индукторного тягового электропривода ЭПС в режиме равномерного электромагнитного момента.

Для реализации предложенных выше алгоритмов управления и конструирования силовой преобразовательной установки был произведен обзор и выбор современных силовых полупроводниковых приборов и элементной базы систем управления. Рассматривались только полностью управляемые приборы, а именно: запираемый тиристор (GTO); биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistors); запираемый тиристор с интегрированным блоком управления (драйвером) (IGCT - Integrated Gate-Commutated Thyristor).

В главе рассмотрены схемотехнические решения для управления тяговым двигателем ЭПС в режиме равномерного без пульсаций электромагнитного момента, с учетом выбранной силовой элементной базы.

Формирование специальной формы питающего импульса возможно с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Для четырёхфазных систем необходимы четыре независимых канала ШИМ по одному на каждую фазу. Силовая схема преобразователя (инвертора) для одного четырёхфазного ВИП электроподвижного состава с улучшенными тяговыми свойствами изображена на рис. 12.

УГ1, УГ2, VD1, У02 - полумостовой ключ, коммутирующий обмотку, W1 первой фазы. W2, W3, W4 — коммутируются аналогично; I - датчик обратной связи, формирующий напряжение пропорциональное току в обмотке; БФПИ - блок формирования питающего импульса, вычисляющий параметры ШИМ согласно входным сигналам; ЦПП - центральная процессорная плата, определяющая логику работы преобразователя и временные параметры импульса питания; ДПР - датчик положения ротора ВИТЭП.

Центральный процессор, по данным датчика положения ротора; вычисляет длительность импульса питания, зависящей от частоты вращения якоря ТЭД. После того, как ЦПП подаёт разрешающую» команду, БФПИ формирует в обмотке фазы ВИМ импульс тока требуемой формы и заданной длительности. Точное определение положения ротора относительно статора необходимо лишь при низких частотах вращения, примерно до 100 об/мин, что возможно осуществить с помощью индуктивного датчика, уверенно работающего в этом диапазоне скоростей. Далее длительность питающего импульса опреде-

ляется измерением времени между сигналами ДПР за предыдущие несколько оборотов вала ВИТЭД. На рис. 13 изображена функциональная схема электровоза переменного тока с ВИП. Электровоз с ВИП состоит из тех же функциональных блоков, что и электровоз с асинхронным тяговым приводом.

Рис. 13.

Данная схема подразумевает использование ВИМ в составе всех вспомогательных электроприводов электровоза. Отличие электровоза с АТЭД от электровоза с ВИТП заключается лишь в схемной реализации отдельных функциональных блоков.

Для подтверждения полученных результатов была разработана и построена система управления ключами, коммутирующими фазы ВИМ с возможностью формирования специальной формы питающего импульса. Данная работа проводилась в четыре этапа и включала: разработку схемы системы управления; отладку схемы на компьютерной модели; макетирование разработанной и отлаженной схемы; испытание макетного образца преобразователя на ВИД малой мощности.

Для отладки схемы выбрана программа моделирования электрических и электронных цепей Pspice, которая является составной частью системы сквозного проектирования OrCAD 9.2.

На рис. 14. изображена схема компьютерной модели электронного ключа с ШИМ. Чтобы сформировать импульс заданной формы, полумостовая схема ключа была дополнена датчиком Н1, измеряющим ток в обмотке.

Зависимые источники напряжения Е4 и Е5 имитируют в данной схеме

центральный процессор, контролируя изменение выходного напряжения датчика Н1, пропорционального току в обмотке. Текущее значение тока сравнивается с заданным значением. В зависимости от характера изменения тока в обмотке корректируются параметры ШИМ (изменяется длительность и скважность импульсов). На рис. 15 изображены осциллограммы управляющего напряжения, тока в обмотке и электромагнитного момента создаваемого фазой ВИМ, рассчитанного по экспериментально полученной токовой зависимости. Из полученных характеристик видно, что импульсы тока и, соответственно, электромагнитного момента имеют пилообразный характер, который будет более ярко выражен с увеличением частоты вращения. Это связано, прежде всего, с частотными характеристиками силовых полупроводниковых элементов и периодом обработки данных процессором. Пульсации результирующего момента с ростом скорости движения локомотива увеличи-

ваются, однако их негативное влияние на высоких скоростях будет сглажено инерционностью механической системы. Испытания проводились на ВИМ мощностью 1,5 кВт установленной на испытательном стенде кафедры «Электрические машины и аппараты». Преобразователь разработан и изготовлен в НИЛ «Электромотор» РГУПС.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Произведенный анализ тяговых и противобоксовочных свойств электровозов с различными типами тягового электропривода выявил, что ЭПС с вен-тильно-индукторным электроприводом без специальных мер имеет пониженные тяговые свойства при движении в области ограничения по сцеплению. Причиной этому является неравномерный пульсирующий электромагнитный момент на валу тягового ВИП. Исключение пульсаций электромагнитного момента или существенное их снижение позволит повысить тяговые свойства локомотивов, особенно при низких скоростях движения.

2. Проанализированы причины пульсаций электромагнитного момента ВИП и намечены пути их существенного снижения. Осуществлен выбор математической модели ВИП, основу которой составляют уравнения для электрических контуров электрической машины. Учтены параметры источника питания и обменного конденсатора. Осуществлен учет локального насыщения стали магнитопровода, что позволило повысить точность расчетов.

3. Предложен метод снижения пульсаций электромагнитного момента тягового ВИП, основанный на придании вращающему моменту формы квадрата синуса аргумента - угол поворота ротора для многофазной вентильно-индукторной машины при сдвиге между фазами в 90 электрических градусов.

4. Предложен метод снижения пульсаций электромагнитного момента тягового ВИП, основанный на формировании питающего импульса специальной формы по алгоритму, полученному из математической модели ВИП.

5. Разработан алгоритм получения равномерного вращающего момента в период одновременной работы двух фаз таким образом, чтобы одно свободное управление определялось из математической модели условием постоянства момента, а второе - минимизацией по критерию, улучшающей энергетику привода

6. На основе анализа состояния и динамики развития полностью управляемых мощных (ЮВТ, ЮСТ, ОТО) приборов силовой электроники определена область применения каждого типа приборов для создания тягового вентильно-индукторного привода для ЭПС.

7. Результаты теоретических и экспериментальных исследований свидетельствуют о правильности разработанной математической модели ВИЛ и предложенных схемных решений полупроводникового преобразователя.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. ШаихиевА.Р. Исключение пульсаций вращающего момента в ВИМ // Сборник трудов молодых ученых РГУПС. Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2001. С. 85 - 88.

2. Петрушин А.Д., Шаихиев А.Р. Тормозные режимы тяговых приводов ЭПС железных дорог // Межвузовский сборник научных трудов под ред. д.т.н. проф. В.Н. Кашникова. Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2000. 78-82.

3. Петрушин А.Д., Шаихиев А.Р. Снижение пульсаций вращающего момента в вентильно-индукторных электрических машинах // Тр. науч.-теорет. конф. проф.-препод. Сост. «Транспорт-2001», апрель 2001: в 2 ч. Ростов н/Д: Рост, гос. ун-т путей сообщения, 2001. Ч. 2. С 173 - 175.

4. Петрушин А.Д., Смачный ЮЛ., Селютин Ю.В., Шаихиев А.Р. Энергосберегающие вентильно-индукторные электроприводы // Энергосберегающие технологии на предприятиях транспортного, промышленного и коммунального хозяйства: Тр. I региональной науч.-практ. конф. апрель 2001: Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2001. С 96— 97.

5. Петрушин А.Д., Шаихиев А.Р. Снижение пульсаций вращающего момента в вентильно-индукторных электрических машинах // Новые технологии управления движением технических объектов: Материалы 4-й Международной науч.-технич. конф. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001. С. 43 - 45.

6. Петрушин А.Д., Шаихиев А.Р., Селютин Ю.В. Исследования динамических характеристик ВИЛ // Вестник Рост. гос. ун-та путей сообщения №2,2002 г. С. 74-76.

*-252 0

7. Петрушин АД. Ковалёв С.С. Шайхиев А.Р. Сглаживание электромагнитного момента в вентильно-индукторном приводе.// Вестник инженеров электромехаников железнодорожного транспорта. Выпуск 1, г.Самара: СамГАПС 2003 г. С. 71-73.

8. Петрушин АД. Ковалёв С.С. Шайхиев А.Р. Снижение пульсаций электромагнитного момента в вентильном индукторном приводе. // Вестник национального технического университета «Проблемы автоматизированного электропривода» г.Харьков: ХПИ, 2003 г. С. 333 - 334.

9. Петрушин АД. Ковалёв С.С. Шайхиев А.Р. Снижение пульсаций электромагнитного момента в вентильном индукторном приводе.// Международный межвузовский сборник научных трудов «Повышение эффективности работы электромеханических преобразователей» г. Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2003 г. С. 108 - 110.

10. Бондаренко ЕМ., Тептиков Н.Р., Шайхиев А.Р., А.П. Захаров, Б.И. Хоменко. Разработка и внедрение в производство стационарных автоматизированных испытательных станций диагностики электровозов // Материалы 2-ой Международной конференции «Состояние и перспективы развития электроподвижного состава», г. Новочеркасск: Новочеркасский гос. тех. ун-т, 1997 г. С. 76-78.

Шайхиев Алексей Рифкатович

УЛУЧШЕНИЕ ТЯГОВЫХ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА С ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫМ ТЯГОВЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С УЧЁТОМ ОГРАНИЧЕНИЯ ПО СЦЕПЛЕНИЮ

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 27.01.03г. Формат бумаги 60x84/16. Бумага офсетная. Ризография. Усл.печл. 1,0. Тираж 100. Заказ № 829.

Ростовский государственный университет путей сообщения. Ризография УИ РГУПС.

Адрес университета: 344038 г. Ростов-на-Дону, пл. Народного ополчения, 2.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

• ГЛАВА 1. ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ.

1.1. Условия работы и требования, предъявляемые к эксплуатационным характеристикам тягового электропривода ЭПС.

1.2. Требования к тяговым характеристикам электровоза в момент трогания и в период разгона.

1.3. Обоснование использования вентильно-индукторного электропривода на ЭПС.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПРИ

ФОРМИРОВАНИИ ТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОДВИЖНОГО СОСТАВА.

2.1. Математическая модель вентильно-индукторного электропривода.

2.2. Условия постоянства электромагнитного момента тягового вентильно-индукторного двигателя ЭПС.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ТЯГОВОГО ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЭПС В РЕЖИМЕ РАВНОМЕРНОГО

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОМЕНТА.

3.1. Формирование равномерного электромагнитного момента ВИМ с фазовым перекрытием в 90 электрических градусов.

3.2. Четырехфазный тяговый электропривод с электромагнитным моментом без пульсаций.

3.3. Расчет электромагнитного момента двигателя без пульсаций с использованием теории оптимального управления.

3.4 Расчет предельных тяговых характеристик ВИП.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. СИЛОВАЯ ЧАСТЬ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЭПС В РЕЖИМЕ РАВНОМЕРНОГО

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОМЕНТА.

4.1 Силовые полупроводниковые приборы и элементная база систем управления.

4.2. Схемотехнические решения для управления тяговым двигателем ЭПС в режиме равномерного без пульсаций электромагнитного момента

4.3. Компьютерное моделирование и экспериментальное подтверждение полученных теоретических результатов.

4.4. Экономическая эффективность предлагаемых технических решений.

Выводы по главе 4.

В России железнодорожные перевозки занимают ведущее место среди других видов транспорта. Около 80% грузооборота и 40% пассажирооборота осуществляется железнодорожным транспортом.

Успехи современной науки и техники в области создания новых силовых полупроводниковых приборов, быстродействующих микропроцессоров, новых конструкционных и изоляционных материалов предопределяют интенсивный рост технического уровня, улучшения характеристик и удельных технико-экономических параметров магистральных электровозов постоянного и переменного тока. Наряду с этим в парке пассажирских и грузовых локомотивов имеется значительное количество техники, эксплуатируемой с превышением установленного срока службы.

По данным совещания ОАО «РЖД» от 23 декабря 2003 года «О состоянии дел и ходе разработки и освоения производства новых локомотивов» с просроченным сроком службы в эксплуатации находится 57,3% пассажирских электровозов постоянного тока, 25,7% пассажирских электровозов переменного тока, 21,7% пассажирских тепловозов. Подвижной состав железных дорог во многом устарел не только физически, но и морально. Возрастают расходы на содержание и ремонт эксплуатируемого парка.

Пути решения проблем локомотивного хозяйства отражены в Федеральной программе развития транспортной системы России, утвержденной Постановлением Правительства Российской Федерации, Комплексной программе реорганизации и развития отечественного локомотиво- и вагоностроения на период 2001-2010 г.г., утвержденной Постановлением расширенного заседания апрельской Коллегии МПС России 2001г.

В электровозостроении намечен целый ряд мер по совершенствованию технико-экономических показателей электровозов. Научно-исследовательские работы в области тяговых свойств электровозов, системы управления и энергетики сосредоточены по следующим основным направлениям [1]:

• исследование предельных тяговых возможностей по сцеплению;

• разработка критерий и оценки использования тяговой области;

• исследование возможностей и реализация в разработках найденных решений рационального применения в системах управления электровозов современной компьютерной технологии;

• разработка конструктивного исполнения и исследование устройств компьютерной оптимизации функционирования внутрилокомотив-ных управляемых систем;

• исследование систем компьютерного управления режимами движения электровоза;

• исследования, направленные не уменьшение потребления электроэнергии на тягу путем повышения КПД основного оборудования, снижения энергозатрат на вспомогательные нужды, оптимизации режимов работы электровоза как локомотива;

• совершенствование системы рекуперации;

• исследование систем повышения коэффициента мощности.

Достаточно долго электропривод, на базе коллекторной машины постоянного тока, обладал наилучшими показателями и регулировочными свойствами, как преобразователь энергии, занимая ведущее место среди тяговых электроприводов [1,37]. Стремление исключить коллектор, привело к использованию в электрической тяге синхронных и асинхронных электрических машин, что позволило поднять на значительно более высокую ступень технико-экономические показатели электропривода. Специалистами института электровозостроения (ныне ОАО «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения» (ОАО «ВЭлНИИ»)) и Новочеркасского электровозостроительного завода (ныне ОАО «Научно-производственное объединение Новочеркасский электровозостроительный завод» (ОАО «НПО НЭВЗ»)), еще в 1967 году, были разработаны опытные, четырехосные, секции электровозов, переменного тока, с вентильными тяговыми двигателями ВЛ80В-216 и с асинхронными тяговыми двигателями ВЛ80А-238 [2].

Локомотивы нового поколения должны соответствовать типажу на подвижной состав, утвержденному распоряжением МПС № 747р от 27 ноября 2002 года и Техническим требованиям к новым локомотивам, утвержденным МПС 9 декабря 2002 года.

Технические требования к электровозам нового поколения предусматривают:

• повышение производительности локомотива не менее чем на 5%;

• снижение расхода топлива не менее чем на 10%;

• увеличение пробегов между ТО и ТР не менее чем на 50%;

• снижение эксплуатационных расходов на техническое обслуживание и ремонт не менее чем на 25%;

• использование комплектующего оборудования российского производства;

• требования к экологии в соответствии с действующими стандартами.

Основой для формирования комплекса технических решений по электровозам должны стать:

• бесколлекторный тяговый электропривод с современными полупроводниковыми преобразователями;

• комплексные бортовые микропроцессорные системы управления < подсистемой диагностики основного оборудования;

• новые конструкции тяговых передач;

• реализация концепции блочно-модульного построения ряда локомотивов на основе унифицированных модулей, систем локомотива и их компонентов.

В типаже предусматривается создание пассажирских электровозов постоянного и переменного тока, на скорость 120-200 км/ч и электропоездов на скорость 130 км/ч.

Локомотивный парк по электровозам за счет поставки новых локомотивов к 2010 году может быть обновлен на 15% . Все это свидетельствует о необходимости принятия срочных мер по созданию и выпуску локомотивов нового поколения.

В настоящее время также ведутся работы по внедрению на подвижном составе железных дорог ВИП [3, 4, 5, 6]. ВИП вышли на рынок регулируемых приводов в качестве сильного конкурента электроприводам на базе электрических машин традиционного исполнения (синхронных и асинхронных с ко-роткозамкнутым ротором) [4].

Значительный вклад в разработку и исследование перспективных систем тяговых электроприводов в пуско-тормозных режимах внесли ученые России: В.Д. Авилов, Ю.А. Бахвалов, А.И. Беляев, Д.М. Беленький, Е.П. Бло-хин, В.И. Бочаров, Ю.Г. Быков, В.А. Винокуров, И.С. Ефремов, Д.Д. Захар-ченко, И.П. Исаев, В.Г. Иноземцев, Ю.М. Юньков, В.К. Калинин, Л.Ф. Коломейцев, A.C. Курбасов, Д.К. Минов, В.И. Некрасов, A.B. Плакс, М.Г. Потапов, Б.Д. Никифоров, В.Е. Розенфельд, H.A. Ротанов, А.Н. Савоськин, H.H. Сидоров, В.Е. Скобелев, В.В. Стрекопытов, Э.Д. Тартаковский, Б.Н. Тихме-нев, Л.М. Трахтман, Т.А. Тибилов, В.П. Феоктистов, В.В. Шаповалов, В.Г. Щербаков, В.П. Янов и др.

В мировой практике наблюдается интенсивное развитие тяговых бесколлекторных электроприводов электроподвижного состава с высокими технико-экономическими показателями. Современный электропривод обладает регулировочными возможностями, позволяющими существенно повысить равномерность электромагнитного момента, увеличить степень использования тягового привода по мощности, снизить вероятность боксова-ния, уменьшить шум и вибрацию.

Для более полного использования возможностей современного электропривода важной задачей является разработка высокоэффективных законов управления на базе оптимизационных алгоритмов.

Выводы по главе 4

Применяемые на современном ЭПС в преобразовательных установках полупроводниковые ЮВТ транзисторы и микропроцессорное управление позволяют реализовать предлагаемые алгоритмы управления силовыми ключами, коммутирующими фазы ВИМ, без значительных дополнительных материальных затрат и существенных схемных изменений как в силовой части преобразователя, так и в системе управления. В перспективе на подвижном составе могут для этих целей найти применение ЮСТ структуры, обладающие большими значениями рабочих токов и напряжений, а также достаточно высокую частоту коммутации.

Высокая степень интеграции в микропроцессорной технике позволяет полностью отказаться от аналоговых систем управления преобразователями и применять системы прямого цифрового управления, позволяющие реализовать оптимальные (в каждом конкретном случае) алгоритмы управления приводом.

Разработанный вариант схемы преобразователя отлаживался на компьютерной Рзрюе модели в системе сквозного проектирования электронных устройств ОгСАБ 9.2. Параметры питающего импульса, полученные из математической модели ВИП, формировались посредством ШИМ.

Сравнение результатов моделирования с данными, полученными экспериментально на испытуемом двигателе мощностью 7,5 кВт, доказывает, что компьютерная модель адекватна процессам, происходящим в реальном электроприводе.

В качестве дополнительного подтверждения адекватности модели было проведено сравнение кривой суммарного электромагнитного момента, полученной из математической модели и кривой момента восстановленной расчетами по экспериментальным кривым фазных токов. Максимальное расхождение мгновенных значений не превысило 3 %.

Полученные результаты экспериментов показали, что предложенные способы позволяют снизить пульсации примерно на 20%. При этом заметно снизился шум. I

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Произведенный анализ тяговых и противобоксовочных свойств электровозов с различными типами тягового электропривода выявил, что ЭПС с вентильно-индукторным электроприводом без применения специальных мер имеет пониженные тяговые свойства при движении в области ограничения по сцеплению. Причиной этому является неравномерный пульсирующий электромагнитный момент на валу тягового ВИП. Снижение пульсаций электромагнитного момента позволит повысить тяговые свойства локомотивов, особенно при низких скоростях движения.

2. Проанализированы причины пульсаций электромагнитного момента ВИП и намечены пути их существенного снижения. Осуществлен выбор математической модели ВИП, основу которой составляют уравнения для электрических контуров электрической машины. Учтены параметры источника питания и обменного конденсатора. Осуществлен учет локального насыщения стали магнитопровода, что позволило повысить точность расчетов.

3. Предложен алгоритм снижения пульсаций электромагнитного момента тягового ВИП, основанный на придании вращающему моменту формы квадрата синуса в функции угла поворота ротора для многофазной вен-тильно-индукторной машины при сдвиге между фазами в 90 электрических градусов.

4. Предложен метод снижения пульсаций электромагнитного момента тягового ВИП, основанный на формировании питающего импульса специальной формы, полученной из математической модели ВИП.

5. Предложен алгоритм получения равномерного вращающего момента в период одновременной работы двух фаз таким образом, чтобы одно свободное управление определялось из математической модели условием постоянства момента, а второе - минимизацией по критерию, улучшающей энергетику привода.

6. На основе анализа состояния и динамики развития полностью управляемых мощных (ГСВТ, ЮСТ, ОТО) приборов силовой электроники определена область применения этих приборов для создания тягового вен-тильно-индукторного привода для ЭПС.

7. Результаты теоретических и экспериментальных исследований свидетельствуют о правильности разработанной математической модели ВИЛ и предложенных схемных решений полупроводникового преобразователя.

1. В.Г. Щербаков, JT.H. Сорин Создание нового электроподвижного состава для магистральных железных дорог// Электровозостроение: Сб. науч. тр. Новочеркасск: ВЭлНИИ, 1998. Т. 40. С. 10-16.

2. Н.Ф. Ильинский Перспективы применения вентильно-индукторного электропривода в современных технологиях // Электротехника. 1997. №2. С. 1-3.

3. H.A. Ротонов, A.C. Курбасов, Ю.Г. Быков, В.В. Литовченко Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями/; Под ред. H.A. Ротанова. М.: Транспорт, 1991. С. 336

4. В.Е. Розенфелъд, ИП. Исаев, H.H. Сидоров Теория электрической тяги: Москва, изд-во «Транспорт», 1983 г. стр. 93 95

5. Новый электроподвижной состав магистральных и горных железных дорог. Под ред. В.Г. Щербакова // Новочеркасск: Типография НГТУ. 1996. С. 209

6. И.П. Исаев, A.B. Фрайфелъд. Беседы об электрической железной дороге.-М.: Транспорт, 1989.-359 с.

7. П.И. Гордиенко. Защита от боксования и юза серийных электровозов// Электровозостроение: Сб. науч. тр. Новочеркасск: ВЭлНИИ, 1998. Т. 40. С. 143-149.

8. Lawrenson R.J. et al.Controlled-speed switched-reluctansce motors: Present status and future potential," Drives/Motors/ Controls, 1982.

9. Lawrenson P.J.,Stephenson J.M.,Blenkinsop P.T., Corda J., Fulton N.N. Variable-speed switched reluctance motors. IEE Proc. B,Electr. Power Appl., 1980, 127, (4), pp. 253-265.

10. Lawrenson P.J. A brief status review of switched reluctance drives. EPE Journal, Vol. 2 No. 3 October 1992, pp. 133-144.

11. М.Г. Бычков Элементы теории вентильно-индукторного электропривода. Электричество, 1997, № 8. С. 35-44.

12. Miller Т. Switched Reluctance Motors and Their Control. Magna Physics Publishing and Oxford University Press. 1993.

13. Miller T.J.T. Optimal Design of Switched Reluctance Motors /ДЕЕЕ Transactions on Industrial Electronics, Vol. 49, Nl.Feb. 2002.

14. В.И. Бочаров, И.И. Кондратко, В.Г. Наймушин, В.Г. Щербаков. Основы логики совершенствования ЭПС // Ростов н/Д.: Изд-во Рост, ун-та, 1977. С. 640

15. Л.Ф. Коломейцев, С.А. Пахомин. О влиянии чисел зубцов статора и ротора на характеристики трехфазного реактивного индукторного двигателя // Изв. вузов. Электромеханика. 1998. № 2-3. С. 34-39.

16. А.Р. Шайхиев. Исключение пульсаций вращающего момента в ВИМ // Сборник трудов молодых ученых РГУПС. Ростов н/Д: РГУПС, 2001. А.И. Кравченко, Б. И. Хоменко

17. Перспективные направления научно-исследовательских работ в электро-возостроении//Сб. научн. тр.: Электровозостроение/ВЭлНИИ, 1998. Т.40. С. 17-41.

18. Е.М. Бондаренко, Н.Р. Тептиков, А.Р. Шайхиев, А.П. Захаров, Б.И. Хо-менко. Разработка и внедрение в производство стационарных автоматизированных испытательных станций диагностики электровозов // Тез. докл. II международной конф. Новочеркасск 1997.

19. АД. Петрушин, А.Р. Шайхиев Тормозные режимы тяговых приводов ЭПС железных дорог// Межвузовский сборник научных трудов под ред. д.т.н. проф. В.Н. Кашникова. Ростов н/Д: РГУПС, 2000. 78-81.

20. Петрушин А.Д., Шайхиев А.Р. Снижение пульсаций вращающего момента в вентильно-индукторных электрических машинах // Тез. докл. на науч. тех. конф. проф. преп. состава РГУПС. Ростов н/Д: РГУПС, 2001.

21. А.Д. Петрушин, Ю.И Смачный, Ю.В. Селютин, А.Р. Шайхиев Энергосберегающие вентильно-индукторные электроприводы // Тез. докл. на первой региональной научно-практической конф. Ростов н/Д: РГУПС, 2001.

22. А.Д. Петрушин, А.Р. Шайхиев. Снижение пульсаций вращающего момента в вентильно-индукторных электрических машинах // Тез. докл. на науч. тех. конф. Новочеркасск: ЮРГТУ 2001.

23. АД. Петрушин, А.Р. Шайхиев, Ю.В. Селютин Исследования динамических характеристик ВИП // Вестник РГУПС №2 2002 г.

24. G. Dunlop. A switched reluctance motor drive with zero torque ripple and a constant inverter bus current. Proc. Inst. Mech. Eng., vol. 208, pt. I, pp. 61-68, 1994.

25. R. S. Wallace, D.G. Taylor. A balanced commutator for switched reluctance motors to reduce torque ripple. IEEE Trans. Power Electron., vol. 7, pp. 617626, Oct. 1992.

26. Husai I. Ehsani M. Torque ripple minimization in switched reluctance motor drives by PWM current control. IEEE Trans. Power Electron., vol. 11, pp. 8388, Jan. 1996.

27. Le Chenadec Y., Multon В., Hassine S. Current feeding of switched reluctance motor: Optimization of the current wave form to minimize the torque ripple, in Proc. IMACS-TC1 4th Int. Conf., July 1993, pp. 267-272.

28. МЛ Бычков Алгоритм проектирования вентильно-индукторного электропривода и его компьютерная реализация // Электротехника. 1997. №2. С. 11-12.

29. А.Д. Петрушин Энергосберегающие вентильно-индукторные и асинхронные электроприводы для электроподвижного состава // Ростов н/Д.: Изд-во Северо-Кавказского научного центра высшей школы. 1999. С. 72

30. И.П. Копылов Математическое моделирование электрических машин // Учеб. Для вузов по спец. «Электромеханика». 2-е изд., перераб. И доп.-М.: Высш. шк., 1994. С 18

31. В.В. Жуловян, Т.Д. Ким, А.Н. Панарин. Вентильный индукторный двигатель в системе электропривода // Автоматизированный электропривод. Под общ. ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова.-М.: Энергоатомиздат, 1990, С. 405-408.

32. В. Леонхард Регулируемые электроприводы переменного тока. ТИИЭР, 1988, т.76, N4, С. 171-191.

33. А.Д. Петрушин. Вентильно-индукторный привод: опыт разработки и внедрения // Приводная техника. 1998. №2. С. 12-13.

34. Б.Я. Кожевников, А.Г. Скрипка, Н.В. Турулева. Новое поколение преобразователей отечественного производства на IGBT транзисторах // Сб. на-учн. тр.: Электровозостроение. ВЭлНИИ, 1998. Т.40. С. 78-91.

35. Современные мощные полупроводниковые приборы и их функциональные особенности // Электротехника. 1998. №3. С. 48-52.

36. Петров Ю.П. Вариационные методы теории оптимального управления // JL: Энергия. 1977. С. 280

37. АЛ. Бочаров В.И., Лямзенко В.Д., Седов В.И. и др. Оптимизация электродвигателей // Ростов н/Д: Изд.РГУ, 1978. С. 168

38. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: «Сов. Радио», 1975. С. 192

39. Бочаров В.И., Седов В.И., Чикин Л.А. Автоматизация проектирования тяговых электродвигателей // Вопросы оптимального программирования в производственных задачах. Изд. Воронеж, ун-т, 1980. С. 64-72.

40. Бычков М.Г., Кисельникова A.B., Семенчук В.А. Экспериментальные исследования шума и вибраций в вентильно-индукторном электроприводе// Электричество. 1997. № 12 С. 41-46.

41. H.H. Сидоров, H.H. Сидорова. Как устроен и работает электровоз// М. Транспорт, 1988. С. 13-15.

42. Бычков М.Г. Анализ вентильно-индукторного электропривода с учетом локального насыщения магнитной системы // Электричество. 1998. № 6. С.50-53.

43. М.Г. Бычков, Н.Ф. Ильинский, A.B. Кисельникова. Расчет механических характеристик ВИЛ // М.: МЭИ. 1997. С. 16-29.

44. Т. Макдонапъд, С. Видмар Сравнение характеристик IGBT при использовании в составе изделий// Электротехника. 1998. № 3. С. 63-64.

45. Силовые полупроводниковые приборы. Пер. С англ. Под ред. В.В. Токо-рева // Первое издание. Воронеж. 1995.

46. Б.А. Ивоботенко, В.П. Рубцов, JI.A. Садовский, В.К. Цаценкин Дискретный электропривод с шаговыми двигателями // М.: Энергия. 1971.

47. В.И. Бочаров, А.Г. Вольвич, В.А. Малютин, В.Г. Щербаков Основы тягового электропривода. Части 1 и 2 // Ростов н/Д: Изд-во Рост. Ун-та, 1995. С. 432

48. Ж. Деклу Метод конечных элементов // М.: «Мир», 1976. С. 95

49. Л". Сегерлинд Применение метода конечных элементов // М.: «Мир», 1979.

50. С.В. Страхов, Ф.И. Карпелевич Современные методы расчета оптимального управления и перспективы их применения при проектировании электроприводов// Автоматизированный электропривод // М.: Энергия. 1980. С. 118-127.

51. А.Д. Петрушин, В.П. Янов, Ю.П. Смачный. Применение метода Ньютона-Рафсона для решения задач оптимального управления электроприводом // Электровозостроение: Сб. науч. тр. // ВЭлНИИ, 1998. Т. 39. С. 182-188.

52. Бесконтактные силовые схемы и вентильные тяговые двигатели электроподвижного состава переменного тока. Под ред. О.А.Некрасова II М.: Транспорт, 1969. С. 168

53. В. П. Игнатенко, С.М. Куценко, Т.В. Гулякина. О характере сил трения в контакте катящегося по направляющей колеса // Науч. Тр.ХПИ,1985. Вып. С. 39-41.

54. В.К. Волков, А.Г. Суворов. Повышение эксплуатационной надежности тяговых двигателей. М.: Транспорт, 1988. С. 128

55. КС. Ефремов, А.Ф. Калиниченко, В.П. Феоктистов Цифровые системы управления электрическим подвижным составом с тиристорными импульсными регуляторами //. М.: Транспорт, 1988. С. 252

56. И.М. Чиженко, П.Д. Андриенко, A.A. Баран. Справочник по преобразовательной технике // Под ред. И.М. Чиженко. Киев: Техника, 1978. С. 447

57. Б.Н. Тихменев, И.Н. Горин, В.А. Кучумов, В.А. Сенаторов. Под ред. д-ра техн. наук, проф. Б.Н. Тихменева Вентильные двигатели и их применение на электроподвижном составе // М.: Транспорт, 1976. С. 279

58. В.А. Кисляков, A.B. Плакс, В.Н. Пупынин и др.; Под ред. A.B. Плакса и В.Н. Пупынина. Электрические железные дороги. Учебник для вузов ж.-д. Трансп. М.: Транспорт, 1993. С. 29-38.

59. В.К. Калинин Электровозы и электропоезда. М.: Транспорт, С. 1991.479

60. Л.А.Баранов, Я.М. Головичер, Е.В.Ерофеев, В.М.Максимов. Под ред. Л.А.Баранова. Микропроцессорные системы автоведения электроподвижного состава // М.: Транспорт, 1990. С. 272

61. О.А.Некрасов. Вспомогательные машины электроподвижного состава переменного тока. М.: Транспорт, 1967. С. 168

62. В.А. Винокуров, Д.А. Попов. Электрические машины железнодорожного транспорта // М.: Транспорт, 1986. С. 511

63. Проектирование тяговых электрических машин // Под ред. М.Д. Находки-на. М.: Транспорт, 1976. С 624

64. Некрасов O.A., Горин H.H., Кучумов В.А. Расчет характеристик вентильного двигателя // Тр. ВНИИЖТ, вып.416, 1970. С. 17-27. С 392

65. Некрасов O.A., Сенаторов В.А., Горин H.H. Экспериментальные исследования вентильного тягового двигателя // Тр. ВНИИЖТ, вып. 388, 1969, С. 103-123.

66. В.А. Кучумов. Регулирование и характеристики тягового вентильного двигателя (без учета насыщения) // Тр. ВНИИЖТа, вып. 388, 1969. С. 87-102.

67. Электрическое торможение электроподвижного состава. Сб. науч. тр.

68. ВНИИ ж.-д. трансп. Под ред. О.А.Некрасова. М.: Транспорт, 1984. С87

69. Электроподвижной состав с полупроводниковыми преобразователями. Сборник статей. Под ред. д-ра техн. наук КН. Тихменева //: Транспорт. 1972. С 174

70. В.Б. Медель. Подвижной состав электрических железных дорог. Конструкция и динамика. Учебник для ин-тов ж.д. Транспорта. Изд. 4-е, пере-раб. М.: Транспорт, 1974.

71. E.H. Тихменев, В.А. Кучумов. Электровозы переменного тока с тиристор-ными преобразователями. М.: Транспорт, 1988. С. 31181 .В.Е Розенфельд., И.П. Исаев, H.H. Сидоро.в Теория электрической тяги // М.: Транспорт, 1983. С. 328

72. В.В. Домбровский Г.М. Хуторецкий Основы проектирования электрических машин переменного тока //: Энергия, 1974. С. 504

73. A.C. Курбасов, В.И. Седов, JI.H. Сорин Проектирование тяговых электродвигателей. Уч. пос. для вузов, М.: Транспорт, 1987. С. 536

74. К.П. Ковач, И. Рац Переходные процессы в машинах переменного тока. M.-JL: Госэнергоиздат, 1963. С. 744

75. A.B. Иванов-Смоленский Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах: Учебн. пос. для вузов. М.: «Высшая шк.», 1989. С. 312

76. В.А. Веников Переходные электромеханические процессоры в электрических системах // М.: Высшая школа, 1978. С. 414

77. Я. Дитрих Проектирование и конструирование. Системный подход И М.: «Мир», 1981. С. 456

78. Миндлин ЯЗ. Логика конструирования. М.: Машиностроение, 1969. С. 123

79. Г. К. Жерве Промышленные испытания электрических машин // ГЭИ, М.-Л., 1959. С. 504

80. ГОСТ 2582-81 Машины электрические вращающиеся тяговые. Общие технические условия.

81. В.Ф. Козаченко CHIP NEWS. Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к микроконтроллерам. 1999. № 1.

82. Schreiber R. et al. Elektrische Bahnen, 1999, №12, C.402- 409.