автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Вагон метрополитена с независимым возбуждением тяговых двигателей для союза Мьянмы



На правах рукописи

ОККАПЬО

ВАГОН МЕТРОПОЛИТЕНА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ СОЮЗА МЬЯНМЫ

Специальность 05.09.03 Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 1 НОЯ 2010

МОСКВА-2010

004612048

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ) на кафедре «Электрическая тяга»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: кафедра «Электрическая тяга» Петербургского государственного университета путей сообщения (ПГУПС)

Защита состоится «З-О» ноября 2010 г. в 15°° часов на заседании диссертационного совета Д 218,005.02 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, ГСП-4 ауд. 4210.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан «£» октября 2010 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 218.005.02

Савоськин Анатолий Николаевич (МИИТ)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Логинова Елена Юрьевна (МИИТ) кандидат технических наук, зав. лабораторией Никифорова Нина Борисовна (ВНИИЖТ)

доктор технических наук, ст. науч. сотрудник

доктор технических наук, ст. науч. сотрудник

Н.Н. Сидорова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время обоснована целесообразность строительства метрополитена в столице Мьянмы г. Янгоне и перспективность использования вагонов с независимым возбуждением тяговых двигателей. Важным преимуществом независимого возбуждения перед последовательным является лучшее использование сцепной массы, а, следовательно, реализация больших сил тяги и более полное использование мощности тяговых двигателей во всем диапазоне скоростей движения. Эти преимущества вызвали в последнее время повышенный интерес к созданию электроподвижного состава с тяговыми двигателями независимого возбуждения. Поэтому настоящая работа, посвященная совершенствованию систем автоматического управления вагона метрополитена с независимым возбуждением тяговых двигателей, является актуальной.

Цель работы. Целью данной диссертационной работы является повышение работоспособности вагона метрополитена с тяговыми двигателями независимого возбуждения путем автоматической компенсации отклонений их характеристик.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- выполнить выбор ступеней пусковых реостатов для вагона метрополитена

с независимым возбуждением тяговых двигателей;

- разработать математическую модель силовой схемы и системы автомати-

ческого управления вагона метрополитена постоянного тока в программном пакете МАТЪАВ;

- выполнить расчеты электромагнитных процессов и показать влияние отклонении в характеристиках ТЭД на процессы трогания и разгона вагона метрополитена;

- на основе индивидуального управления обмотками возбуждениями ТЭД, разработать систему автоматической компенсации отклонений в характеристиках ТЭД, обеспечивающую выравнивание токов в обмотках якорей параллельно включенных тяговых электродвигателей.

Объект диссертационного исследования. Объектом диссертационного исследования является вагон метрополитена с независимым возбуждением тяговых двигателей.

Предмет исследования. Предметом исследования является система автоматической компенсации отклонений в характеристиках параллельно включенных тяговых двигателей независимого возбуждения.

Методика исследований.

- выбор ступеней пусковых сопротивлений выполняется по типовой методике расчета с использованием характеристик тяговых двигателей, пересчитанных на обод колеса вагона;

- исследование электромагнитных, электромеханических и механических

процессов, возникающих при трогании и разгоне вагона, выполнялось на основе пакета программирования MATLAB и среды визуального программирования Simulink.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель для расчета электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогании и разгоне вагона метрополитена с независимым возбуждением тяговых электродвигателей (ТЭД), учитывающая основные особенности силовой схемы и схемы управления вагона;

- по результатам расчета процессов, возникающих при трогании и разгоне вагона метрополитена, построена реализованная пусковая диаграмма, отличающаяся от расчетной в связи с учетом инерционности электрических и механических процессов;

- показано, что учет возможного разброса характеристик тяговых электродвигателей независимого возбуждения включенных в параллельные цепи, может вызвать снижение тока якоря практически до нуля в цепи с ТЭД, имеющим скоростную характеристику, лежащую ниже типовой;

- для компенсации отклонений в характеристиках тяговых электродвигателей независимого возбуждения разработана система автоматики, использующая принцип индивидуального управления выпрямителями, питающими обмотки возбуждения.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждены корректностью применяемых автором математических методов и удовлетворительной сходимостью результатов расчета с экспериментальными данными.

Практическая ценность.

1. Разработанные в пакете MATLAB программы расчетных электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогании и разгоне вагона метрополитена, могут быть использованы при разработке электровозов и электропоездов с независимым возбуждением.

2. Разработанная система автоматической компенсации отклонений в характеристиках ТЭД независимого возбуждения может быть использована при проектировании других типов электроподвижного состава.

Апробация работы. Основные этапы и результаты диссертационной работы докладывались на: научном семинаре и заседании кафедры «Электрическая тяга» в 2010г.; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТА, ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ОБРАЗОВАНИЯ», 21-22 апреля 2010 года, Хабаровск; VII международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «TRANS-MECH-ART-CHEM», 18-19 мая 2010 года, Москва.

Публикации. По теме диссертации опубликовано четыре печатных работы, из них одна в издании, рекомендованной ВАК по специальности 05.09.03 -«Электротехнические комплексы и системы».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов по результатам работы, три приложения, списка

используемой литературы и содержит 110 страницы текста, 34 рисунки, 4 таблицы и приложений на 10 страницах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована целесообразность строительства метрополитена в столице Мьянмы г. Янгоне и перспективность использования вагонов с независимым возбуждением тяговых двигателей. Здесь же сформулированы научная новизна, практическая ценность и описана методика выполнения работы.

В первой главе выполнен анализ силовых схем и систем автоматического управления вагонов метрополитена, а также выполнены способы их проектирования.

Силовая схема вагона метро с независимым возбуждением отличается тем, что имеется статический преобразователь постоянного тока в переменный, и дальше обмотки возбуждения питаются от управляемых выпрямителей две обмотки подключенных каждому их двух выпрямителей OBI, ОВ2, ОВЗ, ОВ4. В начале, трогание и разгон выполняются при максимальном возбуждении, а затем после выхода на автоматическую характеристику, выполняется автоматическое уменьшение токов возбуждений. Но в литературе отсутствовали данные о пусковых сопротивлениях, поэтому в работе был выполнен расчет пусковых сопротивлений.

Во второй главе выполнен расчёт пусковых сопротивлений и параметров ТЭД, а также приведена структурная схема системы автоматической стабилизации токов якорей тяговых двигателей после выхода на автоматическую характеристику параллельного соединения.

Расчеты пусковых сопротивлений были выполнены из-за отсутствия таких данных в литературе. В результате этого расчета была построена пусковая диаграмма, которая была использована в дальнейшем при моделировании электромагнитных процессов при трогании и разгоне вагона.

Кроме того, на основе кривой намагничивания Ф(Г) определены статическая ¿cr(/B) и динамическая £дш,(/в) индуктивности тягового двигателя.

w -Ф

LnVj^p-tT-*—, (1)

■*в

где а - коэффициент рассеяния;

и>„- число витков обмотки возбуждения. /„ - ток обмотки возбуждения.

где Aí-ст- приращение статической индуктивности; Д/в- приращение тока обмотки возбуждения.

4г> Гн

ГТ"|

Рис. 1. Зависимость статической индуктивности обмотки возбуждения тягового двигателя от тока

Графики этих величин (рис. 1 и 2) также были использованы в дальнейшем при моделировании электромагнитных процессов.

Рис. 2. Зависимость динамической индуктивности обмотки возбуждения тягового двигателя от тока

После выхода на автоматическую характеристику параллельного соединения включается система автоматического управления, структурная схема, которой для линеаризованной системы приведена на рис. 3. Эта схема предусматривает одновременное изменение угла отпирания тиристоров двух выпрямителей возбуждения, каждый из которых питает по две обмотки возбуждения последовательных соединениях ТЭД, стоящих в одной из параллельных ветвей. При

этом происходит уменьшение напряжения возбуждения до ¡¡ш\„= 0,4 и уменьшение тока возбуждения для стабилизации тока якоря.

Рис. 3. Структурная схема системы автоматической стабилизации тока после выхода на автоматическую характеристику

Для предварительного анализа рассмотрим структурную схему такой линеаризованной системы автоматической стабилизации тока (рис. 3). Она содержит задатчик тока (ЗТ), который вводит в систему управления сигнал щ, пропорциональный заданному значению тока IСигнал щ поступает на элемент сравнения ЭСх, где он сравнивается с сигналом ¡12, поступающим от датчика тока якоря (ДТЯ), пропорциональным фактическому значению тока якоря 4- Рассогласование Лщ с выхода элемента сравнения ЭС} поступает на элемент сравнения ЭСг, где оно суммируется с сигналом «^Сигнал ы3 = щ+Ащ с выхода элемента сравнения ЭС2 пропорционален заданному значению тока возбуждения (/вз). Этот сигнал в элементе ИЛИ-гпш сравнивается с сигналом Чц, поступающим от элемента ограничения ЭО. Сигнал «4 пропорционален наименьшему допустимому значению тока возбуждения, равному

■^вшш "" Ргаш " 'я • (3)

где рш|п - наименьшее допустимое значение коэффициента ослабления поля,

Ршш = 0,4.

На выходе ИЛИ-тш формируется сигнал И5, пропорциональный наименьшему из входных сигналов этого блока щ или щ. Сигнал щ поступает на регулятор тока возбуждения (РТВ) в качестве которого используется ПИ-регулятор, реализующий следующую передаточную функцию

}Урег(Р) = Крег+ —1—, (4)

' рег *

На выходе регулятора тока возбуждения формируется сигнал щ, пропорциональный напряжению нрег- Сигнал щ поступает на вход управляющего элемента УЭ, формирующего угол регулирования ав (сигнал И7) для исполнительного элемента- выпрямительная установка возбуждения (ВУВ). На выходе ВУВ формируется сигнал Щ, пропорциональный напряжению ив.

Далее осуществляется переход от напряжения возбуждения ив к току якоря /„ (сигналы и$- щз).

На рис. 3 передаточные функции определяют из выражений: а) Переход Аиа->ЛВ.

= (5)

где 7i=baL;¿i=_I

ГвГ гв£

АФ*

= = (6)

¿h*

Тг.р +1

'.г'

б) Переход Ф.

в) Переход Л Ф

Щ (р) = су-ф0=к3, (7)

где Фо~ магнитный поток при токе/б.

г) Переход Ле—*А1.

(8)

Т4-р +1

где *4 ==-*-;

гда£ гда2

Итак, на выходе данного звена формируется сигнал ип, пропорциональный току якоря Величина которого определяется в датчике тока якоря ДТЯ, выходной сигнал которого поступает на элемент сравнения ЭСь замыкая тем самым контур САР.

Таким образом, рассмотрена система автоматической стабилизации тока, которая включается в работу реостатным контроллером после выхода на автоматическую характеристику параллельного соединения тяговых электродвигателей. Стабилизация тока в параллельных ветвях якорей тяговых двигателей осуществляется путем снижения их тока возбуждения (ослабления поля) на величину наименьшего допустимого значения коэффициента ослабления поля Pm¡n=0,4.

Выполненный анализ линеаризованной системы автоматической стабилизации токов якорей тяговых двигателей показал, что это САУ является замкнутой управлением по отклонению &u¡ фактического тока якоря от заданного и по заданному значению тока якоря u¡. Суммарный сигнал «i+Ahj является задающим для управления исполнительными элементами- выпрямителями возбуждения типа ВУВ. В силовой схеме вагона имеется два таких выпрямителя, но управление ими ведется синхронно, поэтому их выходные напряжения и$ изменяются одинаково.

Сигналом главной обратной связи является наибольший ток якоря - и2. Кроме того, в схеме имеется местная обратная связь, замыкающая через элемент ограничения ЭО.

Эти особенности системы автоматического управления будут учтены при исследовании электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогашш и разгоне вагона метрополитена на более подробной математической модели, учитывающей основные нелинейности характеристик тяговых электродвигателей.

В третьей главе обоснован выбор пакета МА'ХЪАВ для моделирование электромагнитных, электромеханических и механических процессов при трога-нии и разгоне вагона, кратко рассмотрена структура этого пакета и возможностей его применения для решения поставленной задачи. Рассмотрено моделирование силовой цепи, цепи управления вагона и управления движения.

Общая структура модели на рис. 4 учитывает четыре тяговых двигателя с их обмотками возбуждения, которые питаются от отдельных выпрямителей. Кроме того, имеются блоки пусковых сопротивлений, блок автоматического набора позиций, блок быстродействующего выключателя, блоки контакторов и др.

-» л

а—».

РГО)—► -

П-Г*™"

Рис. 4. Общий вид математической модели силовой цепи вагона метрополитена с независимым возбуждением в пакете МАТЬАВ

Все соединительные линии на схеме математической модели соответствуют соединительным линиям электрической силовой схемы вагона метрополи-

тена с независимым возбуждением тяговых электродвигателей. Напряжение контактной сети передается на блоки пусковых реостатов, а затем на тяговые двигатели. Величина напряжения на тяговых двигателях зависит от типа группировки тяговых двигателей («С» или «Я»), которое осуществляется силовыми электропневматическими контакторами.

Блок-схема пусковых сопротивлений С представлена на рис. 5, где К1-К18 - реостатные контакторы; R1-R18 - секции пусковых сопротивлений. Состояние блоков электромагнитных контакторов (замкнуты «1» или нет «0») определяется управляющими сигналами kl-kl8, которые поступают на вход д. В блоке автоматического набора позиций формируются управляющие сигналы, реализующие алгоритм замыкания контакторов.

К1 К2 К18

Рис. 5. Блок-схема модели пусковых сопротивлений

В разработанной математической модели моделируется задержка времени замыкания силовых контакторов в группового переключателя от прихода управляющего импульса до поворота вала РК. Эта величина задается в виде константы и равна 0,16 с.

Рассмотрим процессы, протекающие в тяговом двигателе при их описании на основе дифференциальных уравнений. Обмотка возбуждения двигателя (рис. 6) получает питание независимо от обмотки якоря, при этом учитывается влияние нелинейности кривой намагничивания в виде динамической индуктивности и контура вихревых токов. Продольная составляющая реакции якоря, а также влияние потока дополнительных полюсов на э. д. с. двигателя не учитываются.

Рис. 6. Математическая модель двигателя постоянного тока независимого возбуждения

При учете влияния вихревых токов использована модель М. 3. Жица согласно которой контур вихревых токов с параметрами Ьвх и гВ1 заменен системой уравнений, в которую входят первая и высшая гармоники магнитного по-

тока, а также сопротивление и индуктивность основному и потоку и высшим гармоникам.

При составлении структурной схемы двигателя используется система уравнений, приведенная ниже, которая записана в удобной для реализации в модели форме.

Ш я+Д

¿дин ^"в 'в'вУ

= '>в -1,23 Г^ - /(ф)+гм1ф ,(9)

0,4751, ^(Ф-Ф1) = *>в -5,29Г/Л(Ф - Фг)- /(ф)+ Фг^ /„=/(*)

В формулах (9) обозначено:

/я, |в, /вх, /д - соответственно токи якоря, возбуждения, вихревых токов и высших гармоник;

, Х,дИН - соответственно динамические индуктивности тягового двигателя и возбуждения;

ия, Ив - соответственно напряжения якоря и возбуждения;

се - постоянная двигателя;

V - линейная скорость движения;

Ф - полный магнитный поток;

Ф| - магнитный поток первой гармоники;

Ф—Ф1 - магнитный поток высших гармоник;

1,23/^, 5,29Гц! - магнитное сопротивление соответственно, основному потоку и высшим гармоникам;

0,475£ц - магнитная индуктивность высших гармоник;

¿ц - магнитная индуктивность основного потока.

Система уравнений (9), описывающих переходной процесс в тяговом двигателе, представляет собой систему нелинейных дифференциальных уравнений.

Блок-схема решения этой системы дифференциальных реализованная в пакете МАТЬАВ представлена на рис. 7, а для цепи якоря и на рис. 7, б для цепи возбуждения.

ш а

а - для цепи якоря, б - для цепи обмотки возбуждения с учетом действия вихревых токов

В блоке тягового двигателя происходит вычисление значения силы тяги двигателя Ркл= к-1дФ и передача этой величины в блок иг сК^еша (рис. 8) для вычисления суммарной силы тяги вагона метрополитена и определения скорости движения поезда, которая в свою очередь затем передается обратно в каждый двигатель.

Р. в

Рис. 8. Блок-схема решения уравнения движения поезда

Исследование электромагнитных процессов на вагоне метрополитена с независимым возбуждением выполнено с учетом изменения скорости движения

поезда в режимах разгона до заданного значения и выбега. Изменение скорости учитывалось с помощью решения уравнения движения поезда (рис. 8), которое записано в виде:

^лв

= Л£> 00)

где /я - удельная равнодействующая всех сил, действующих на поезд, кгс/тс;

£ - переводной коэффициент, учитывающий размерности величин, (км/ч2)/(кгс/тс).

/д = Л+ + 01)

В этом выражении обозначено:

/к - удельная сила тяги электровоза, кгс/тс;

и> - удельная сила сопротивления движения поезда (знак «+» соответствует режиму тяги, а знак «-» - режиму торможения), кгс/тс;

щ - удельная сила сопротивления движения поезда от уклона (+), подъема (-), кгс/тс;

Ь ~ удельная тормозная сила, кгс/тс.

/к=^> 02)

где .Гк - сила тяги вагона, кгс;

Р - вес вагона метрополитена, тс;

В данном случае, сила тяги электровоза будет равна

Рк = + ^кд2 + ^кдЗ + ^кд4 О3)

где FKДl - - сила тяги двигателей, кгс.

При решении уравнения движения поезда, на вход блока суммирования поступают силы тяги всех четырех двигателей - -Рш, где они суммируются и делятся на вес вагона Р. Из полученной удельной силы /ь вычитаются удельные силы основного сопротивления движения вагона п>'0, а также дополнительные силы сопротивления движению от уклонов И',-. Далее происходит интегрирование уравнения движения в блоке 1/8 и на выходе получается скорость движения V.

Таким образом, применение программного пакета МАТЪАВ позволило учесть характерные особенности релейно-контакторной системы управления, также влияние нелинейности кривой намагничивания и вихревых токов тягового двигателя.

В четвертой главе выполнен анализ результатов исследования электромагнитных и электромеханических процессов возникающих при трогании и

разгоне вагона метрополитена с независимым возбуждением тяговых двигателей, а также разработана система автоматической компенсации отклонений в характеристиках ТЭД.

В данной главе на основе приведенной в главе 3 математической модели в программном пакете МАТЪАВ произведены расчеты трогания и разгона вагона метрополитена с независимым возбуждением. При расчетах учитывалось движение поезда только на площадке без учета тормозных сил.

Расчет производился при следующих начальных условиях:

- (Р + (?) = (31,7 + 9) т - вес вагона с пассажирами;

— нкс= 750 В - напряжение контактной сети;

На рис. 9 представлены, соответственно, зависимости от времени t тока якоря тягового двигателя /я, А, напряжения на одном двигателе иа, В, скорости движения поезда V, км/ч, совпадающие с типовым видом соответствующих процессов. Поэтому разработанная модель позволяет выполнять построение пусковых диаграмм и другие необходимые процедуры исследования.

Рис. 9. Зависимости от времени: а - тока якоря тягового двигателя, б - напряжения на двигателе, в - скорости движения вагона.

По выборке значений тока и скорости в одноименные моменты времени из результатов расчета (рис. 9) была построена реализованная пусковая диаграмма

(рис. 10). Сравнение её с расчетной показывает, что выход на ходовую позицию последовательного соединения двигателей происходит быстрее и полностью не реализуется диапазон переключений ступеней пускового реостата, а при выходе на параллельное соединение двигателей - пусковая диаграмма лучше совпадает с расчетной. Эти отличия обусловлены тем, что в реализованной пусковой диаграмме учитываются все особенности динамических свойств рассмотренной нелинейной системы дифференциальных уравнений, а также инерционность механической системы вагона.

*,км/ч

'„А

0 50 100 150 2М 150 300 350 *»

Рис. 10. Реализованная пусковая диаграмма вагона метрополитена

Кроме того, было проведено сравнение расчетных кривых тока и скорости с экспериментальными кривыми (рис. 11), приведенными в литературе для вагона метрополитена с независимым возбуждением. Поскольку условия сцепления колеса с рельсом и загрузка вагона отличались от расчетных при испытании, то полного совпадения здесь быть не может.

¡¿ymrjLwMiN.

i7M

«Jl,-

ии-тз /¿да

Рис. 11. Осциллограммы токов и напряжений в цепях обмоток якорей и возбуждения тяговых машин п контактной сети при работе вагона в режиме тяги

В работе также были выполнены расчеты электромагнитных, электромеханических и механических процессов (рис. 12), которых происходят при включении системы стабилизации тока двигателя. Как видно после её включения на

30 с ток возбуждения начинает снижаться, за счет чего происходит поддержание тока якоря на заданном уровне и происходит дальнейший рост скорости. Такие расчетные кривые получены в предположении о том, что характеристики всех тяговых двигателей одинаковы.

б)

1-f-H :.....;.....HÍ-tH-'-H

i

» !

i / -

/

/

-

¡ ;

Рис. 12. Графики изменения тока якоря ТЭД (а), тока возбуэвдения (б) и скорости движения вагона (в) при работе системы автоматического регулирования для стабилизации тока после выхода на автоматическую характеристику

Однако отклонение в магнитных характеристиках железа статора, отклонение в размерах электрических обмоток, в сечениях проводников, в пазах якоря, приводит к тому, что магнитные характеристики становятся неодинаковыми. В книге профессора Исаева И. П. «Допуски на характеристики электрических локомотивов» было показано, что разброс магнитных характеристик может достигать до 6,5%. В работе было принято, что тяговые двигатели, расположенных двух параллельных цепях, имеют отклонение от расчетной скоростной характеристики на ±10% (рис. 13).

V км/ч

-зм -zso -гт -iso -100 -50 о 50 100 150 200 250 300 350 400

Рис. 13. Скоростные характеристики вагона метрополитена vj (/) и V2 (/) с разбросом ± 10% от номинальной характеристики у(1)

Для этих условий были построены скоростные характеристики этих двигателей и по ним были пересчитаны характеристики намагничивания. Вот эти характеристики приведены на рис. 14 и показаны, что при часовом токе отклонение в магнитных характеристиках достигает 5,5%, что полностью согласуется с работой профессора Исаева.

Эти характеристики с достаточной степенью точности можно аппроксимировать аналитическим выражением в виде степенного полинома:

СеФ = СеФчас + а{1 - /,ас) - Ь(1 - /час)2, (14)

Для этих аппроксимации был выполнен расчет по исходной модели с учетом разброса характеристик двигателей, стоящих в двух параллельных цепях.

Рис. 14. Кривые намагничивания тягового двигателя ДК-108 с разбросом скоростных характеристик ±10%

Результаты расчетов (рис. 15) показывают, что при переходе в режим стабилизации ток двигателей в одной ветви со скоростной характеристикой У| действительно стабилизуется, а в группе двигателей, где характеристика VI, стабилизация тока не происходит и ток якоря снижается практически до нуля, и соответственно, снижается сила тяги вагона. Такой процесс не допустим, так как в эксплуатации не будет обеспечено заданной реализации нужного ускорения поезда при трогании и не будет выдерживаться время хода. Поэтому ставится задача обеспечения автоматической компенсации разброса характеристик так, чтобы в режиме стабилизации токи в параллельных ветвях тяговых двигателей, имеющих разные характеристики, поддерживались на заданном уровне.

I, А

450

400 350 300 250 200 150 100 50

Рис. 15. Процесс трогаиия и разгона вагона метрополитена с учетом разброса характеристик тяговых двигателей для параллельной ветви с характеристиками 1- V,(1) и 01(1); 2- у2(Г) и Ф1(1).

С этой целью была разработана новая струюурная схема линеаризованной системы автоматического выравнивания токов ТЭД (рис. 16). Она отличается от заводской тем, что предусматривает возможность индивидуального управления токами якорей тяговых двигателей, включенных в параллельные ветви с помощью второго управляющего элемента УЭ2. Наличие двух управляющих элементов позволяет раздельно управлять выпрямителями возбуждения ВУВ1 и ВУВ2.

Для того, чтобы осуществить раздельное управление, токи в параллельных цепях якорей от датчиков тока сравниваются в элементе ИЛИ-тах и в элементе сравнения. Первый определяет наибольший из двух входящих сигналов, а второй рассогласование между токами. Если ток в первой параллельной веггви меньше, чем во второй, то рассогласование подключается к управляющему элементу УЭ1. Его выходной сигнал увеличивается угол открытия вентилей ВУВ1 тем самым, уменьшается напряжение возбуждения и ток возбуждения в этой ветви. Уменьшение тока возбуждения ведет к увеличению тока якоря до тех пор, пока величины токов в параллельных ветвях не сравняются. При уменьшении тока во второй параллельной ветви процесс протекает аналогично.

Рассмотрим более подробно реализацию процедуры выравнивания токов на основе структурной схеме (рис.16) линеаризованной системы автоматического управления. Эта схема разработана на основе типовой схемы рис.3.

Она содержит задатчик тока (ЗТ), который вводит в систему управления сигнал щ, пропорциональный заданному значению тока /3. Сигнал щ поступает на элемент сравнения ЭСь где он сравнивается с сигналом «2, от промежуточного элемента ИЛИ-тш2 и пропорциональным наименьшему из фактических значений токов якорей /яь ¡¡а («2-1. «2-2)-

Рис. 16. Структурная схема системы автоматической компенсации отклонений в характеристиках тягового двигателя

Рассогласование Ли\ с выхода элемента сравнения ЭС1 поступает на элемент сравнения ЭСг, где оно суммируется с сигналом »^Сигнал щ = щ + Лщ с выхода элемента сравнения ЭСг пропорционален заданному значению тока возбуждения (/вз). Этот сигнал в элементе ИЛИ-тш1 сравнивается с сигналом Щ, поступающим от элемента ограничения ЭО, который определяет наименьшее, допустимое по характеристикам ТЭД значения тока возбуждения.

На выходе ИЛИ-тш1 формируется сигнал И5, пропорциональный наименьшему из входных сигналов этого блока щ или щ. Сигнал щ поступает на регулятор тока возбуждения (РТВ) в качестве которого используется ПИ-регулятор.

Сигналы И2.1 и И2.2, пропорциональные токами /Я1 и /Я2 в параллельных ветвях тяговых двигателей, измеряются датчиками тока ДТЯ1 и ДТЯг- Эти сигналы в элементе ИЛИ-тах сравниваются между собой и выбирается наибольшее из значений этих сигналов. Параллельно в элементе сравнения ЭС7 вычисляется рассогласование Ли сигналов «2-1 и «2-2- Возможны два варианта выходного сигнала с элемента ИЛИ-тах, когда И2-1 < иг-г и иг-г < н2-1- В первом случае, сигнал поступает на выключатель Кх, который подключает сигнал о рассогласовании Аи^ к входу регулятора выравнивания РВ1. Если выходной сигнал с элемента ИЛИ-тах соответствует другому условию И2.2 > «2-1. то этот сигнал поступает на выключатель Кг, который включает сигнал о рассогласовании Ли2-2 на вход РВ2. Таким образом, регулирование осуществляется или по первому или по второму каналу, в зависимости от того, в какой из параллельных ветвей соединения тяговых электродвигателей обнаруживается в элементе ИЛИ-тах наибольшее значение тока.

В качестве регуляторов выравнивания РВь РВ2 используются также ПИ-регуляторы. На выходе этих регуляторов формируются сигналы иР|, ир2 поступающие на элементы сравнения ЭС3, ЭС4, где они складываются с сигналом «6, поступающим от регулятора тока возбуждения РТВ системы автоматического регулирования тока. Новые сигналы «6-1, и« с выходов элементов сравнения ЭСз, ЭС4 поступают на входы управляющих элементов УЭь УЭ2, формирующих углы регулирования авх, аъ% для исполнительных элементов - выпрямительных установок возбуждения ВУВ|, ВУВ2. Выходами ВУВь ВУВ2 являются напряжения йв-1(ив-2) питания обмоток возбуждения ОВ^ ОВ2 или ОВ3, ОВ4. Таким образом, эта схема предусматривает индивидуальное управление выпрямительными установками возбуждения.

Сигналы 1*6-1 или и« на выходе ЭСз (ЭС4) будут больше, чем щ. Это приведет к тому, что величины углов ав\ или ав2 будут увеличиваться и уменьшаться напряжения иъ\ или иъ%. Следовательно уменьшится ток 1„ 1 или /В2, в соответствие с уравнением:

и затем уменьшится магнитный поток Ф\ или Фг и э. д. с. е\ или е^ соответствующего двигателя, а ток якоря /я 1 или /„2 увеличится. Эти преобразования сигналов выполняются соответствующими динамическими звеньями Wi.it 2, ^2-1. ^2-2- ^3-1 и При этом учтено, что ток якоря тягового двигателя связан с его э. д. с уравнением:

^ + гя1 = ик-е. (16)

Таким образом, после выхода на автоматическую характеристику на параллельном соединении тяговых электродвигателей осуществляется выравнивание токов якорей, посредством увеличения токов возбуждения /В|, |В2 на величину пропорциональную Ир1, «р2-

По этой схеме разработана математическая модель системы управления, реализованная в программном пакете МАТЬАВ (рис. 17). Эта модель основана на ранее рассмотренных схемах и дополнена блоком определения отклонений в величинах токов якорей ТЭД. Расчет процессов выравнивания производился при задании разброса магнитных характеристик, показанного на рис. 14.

Результаты выполненных расчетов на математической модели в пакете МАТЬАВ (рис. 18) показывают, что после перехода на параллельное соединение тяговых электродвигателей, в момент времени = 13с, выведение пусковых сопротивлений происходит при наибольшем токе возбуждения и начинается уменьшение тока из-за того, что во второй группе тяговых двигателей реализуется характеристика у2(7) (рис. 13).

Это уменьшение происходит до момента времени = 28 с. В этот момент времени включается режим стабилизации тока за счет уменьшения напряжений и токов возбуждения. Однако, уменьшение мв2 и /в2 за счет работы регулятора выравнивания происходит быстрее, чем ие1 и /в1 (рис. 19). В конце регулирования значения /„1 уменьшаются до величины 150А, а /в2 - до величины 140А. Поэтому ток ¡¡¿г увеличивается и после включения автоматической системы

стабилизации с компенсацией отклонений в характеристиках двигателей становится одинаковым с током /я1.

'ЕЕ

б)

г

„?*»гА

• 5 1» и;

I, с

3? 40 <1 Л

Рис. 18. Графики изменения тока первой параллельной ветви якорей (я) для характеристики у,{Г) (по рис. 13) и тока второй параллельной ветви якорей (б) для характеристики гг(1) (по рис. 13)

а) и.,, В

6) '»I. А

в) и,2, В

1 ..... ; 1 Н : ; : ; : ; :

; : • —Г—й— -----:------ 1 -1- . М 1

г) А

Рис. 19* Графики изменения напряжения (з, в) и тока возбуждения (б, г) в первой и во второй ветвях параллельно соединенных двигателей

Таким образом, работа регулятора выравнивания обеспечивает компенсацию отклонений характеристик ТЭД и реализацию одинаковых токов в параллельных ветвях тяговых двигателей. Это предотвращает возможность перехода двигателя с характеристикой v2(/) в генераторный режим и возникновение тяжелых аварийных режимов, что повышает работоспособность вагона метрополитена с независимым возбуждением тяговых двигателей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Для моделирования электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогании и разгоне э. п. с. целесообразно использовать пакет MATLAB, обладающий удобным графическим интерфейсом и развитой библиотекой подпрограмм. При этом учет нелинейности кривой намагничивания тягового электродвигателя и вихревых токов в нем, следует выполнять с помощью специальной системы дифференциальных уравнений.

2. При моделировании процесса автоматического пуска вагона метрополитена необходимо учитывать запаздывание замыкания силовых контактов группового переключателя, составляющее 0,16с для каждой его позиции.

3. Применение пакета MATLAB для исследования электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогании и разгоне вагона метрополитена, позволило получить расчеты процесс изменения токов, напряжения, скорости и ускорения, имеющие удовлетворительную сходимость с результатами испытании, что свидетельствует от адекватности разработанной модели.

4. Реализованная при моделировании пусковая диаграмма вагона имеет определенные отличия от расчетной из-за учета инерционности электрической и механической подсистем.

5. При учете отклонений в магнитных характеристиках ТЭД включение типовой системы автоматической стабилизации тока якорей приводит к тому, что ток в параллельной ветви, где находится тяговой двигатель с более низкой характеристикой намагничивания, уменьшается до нуля, что недопустимо.

6. Для выравнивания токов в параллельно включенных якорях ТЭД следует выполнять индивидуальное управление током возбуждения от каждого выпрямителя возбуждения.

7. Предложенная структурная схема автоматической компенсации разброса характеристик ТЭД позволила обеспечить стабилизацию токов в параллельны включенных якорях ТЭД независимо от разброса их характеристик.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Чучин A.A., Окка Пьо. Построение модели силовой цепи // Журнал «Мир транспорта», М. 2010. №2. с. 54-59.

2. Чучин A.A., Окка Пьо. Влияние отклонений в характеристиках тяговых электродвигателей с независимым возбуждением на процессы трогания и разгона вагона метрополитена // Вестник МИИТа, Научно-технический журнал. - Вып.

22.: МИИТ, 2010. с. 7-10.

3. Окка Пьо. Система автоматической компенсации отклонений в характеристиках тяговых электродвигателей // Труды VII международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «TRANS-MECH-ART-СНЕМ». - М.: МИИТ, 2010. с. 254-256.

4. Окка Пьо. Система автоматического управления для вагона метрополитена с независимым возбуждением тяговых электродвигателей и компенсаций разброса в их характеристиках // Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования: труды Всероссийской научно-практической конференции; под ред. O.JI. Рудых. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2010. с.191-195.

ОККА ПЬО

ВАГОН МЕТРОПОЛИТЕНА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ СОЮЗА МЬЯНМЫ

Специальность 05.09.03 -Электротехнические комплексы и системы

Подписано к печати 29.03.Ю. Формат бумаги 60x84/16 Объем 1,5 п.л. Заказ № 561 Тираж 80 экз.

Типография МИИТа. 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, ГСП-4.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СИЛОВЫХ СХЕМ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВАГОНОВ МЕТРОПОЛИТЕНА. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

§ 1.1. Анализ силовых схем ЭПС постоянного тока и способов их проектирования.

§ 1.2. Силовая схема вагона метрополитена типа «Еж».

§ 1.3. Особенности силовой схемы и системы управления вагона метро с независимым возбуждением.

§ 1.4. Постановка цели и задач исследования.

ГЛАВА 2. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ СИЛОВОЙ СХЕМЫ И РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА С

НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ.

§ 2.1. Методика расчета пусковых сопротивлений.:.

§ 2.2. Результаты расчета пусковых сопротивлений.

§ 2.3. Структурная схема системы автоматической стабилизации тока после выхода на автоматическую характеристику параллельного соединении тяговых электродвигателей.

§ 2.4. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИЛОВОЙ СХЕМЫ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВАГОНА

МЕТРОПОЛИТЕНА.

§ 3.1. Выбор методики моделирования.

§ 3.2. Структура пакета МАТЬАВ и возможности его применения для моделирования.

§ 3.3. Модель силовой цепи вагона метрополитена в пакете

МАТЬАВ.

§ 3.4. Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА

РЕКОМЕНДАЦИЙ.

§ 4.1. Результаты расчетов электромагнитных и электромеханических процессов возникающих при трогании и разгоне вагона метрополитена с независимым возбуждением тяговых двигателей.

§ 4.2. Разработка системы автоматической компенсации отклонений в характеристиках тяговых электродвигателей.

4.2.1. Постановка задачи.

4.2.2. Разработка структурной схемы системы автоматической компенсации отклонений в характеристиках тягового электродвигателя.

4.2.3. Результаты расчета.

§ 4.3. Выводы по главе 4.

В современных условиях транспорт играет большую роль в, инфраструктуре развитых стран. Важным фактором в жизни каждого города, удобного для проживания, является развитая транспортная система. Быстро-строящиеся городские районы переросли существующие средства общественного транспорта. Недостаточная провозная способность вызывает рост числа частных автомашин. Это, в свою очередь, приводит к различным проблемам: пробки, несчастные случаи, шум, загрязнение воздуха и чрезмерная эмиссия СС>2. Наиболее эффективным средством решения транспортной проблемы городов является метрополитен. Каждый новый город, где начинается строительство метрополитена, каждая-новая линия на действующем метрополитене — это новая страница в проектировании и строительстве, непременный творческий поиск и обогащение ранее приобретенного опыта.

Можно с уверенностью сказать, что метровагоностроение вступает в качественно новый этап своего развития. Современный этап технического прогресса характерен не только разработкой и внедрением новых более совершенных силовых схем, автоматизированных систем управления, но также и повышением качества, надежности и эксплуатационных характеристик вагонов метрополитена с целью получения наиболее высоких технико-экономических показателей их использования.

Одним из наиболее эффективных путей совершенствования электропривода электроподвижного состава (ЭПС) является, как показывает опыт, использование тяговых двигателей с жесткими характеристиками. История электромашиностроения свидетельствует о том, что первые попытки создания таких электровозов относятся к 20-м годам нашего столетия. Использование в наши дни полупроводниковой техники позволило эффективно решать эти задачи, опираясь на новые принципы преобразования энергии и построения электрических схем.

Средства электроники, бурно развивающейся- в последнее время, способствуют созданию принципиально нового поколения электроподвижного состава с новыми техническими решениями по тяговому электрическому приводу с широким применением микропроцессорных систем автоматизированного управления. В эксплуатации в разных странах находятся более 500 единиц ЭПС тяговыми двигателями смешанного и независимого возбуждения, а также с асинхронными тяговыми двигателями.

Первые системы автоматического управления применены на ЭПС с ре-лейно-контакторным управлением. Такие системы до сих пор используются на пассажирских электровозах и электропоездах в основном постоянного тока. Широкое развитие силовой полупроводниковой техники позволило осуществить непрерывное управление ЭПС и послужило основой для создания более совершенных систем автоматического управления. Для ЭПС разных типов и разных условий работы, наиболее целесообразным могут быть различные системы возбуждения. Регулирование тока в обмотке независимого возбуждения значительно проще, чем тока якоря и легко может быть автоматизировано в функции от тока, напряжения и других факторов. Важным преимуществом независимого'возбуждения перед последовательным является лучшее использование сцепной массы, а, следовательно, реализация больших сил тяги и более полное использование мощности тяговых двигателей во всем диапазоне скоростей движения. Эти преимущества вызвали в последнее время повышенный интерес к созданию ЭПС с тяговыми двигателями независимого возбуждения. Поэтому настоящая работа посвященная совершенствованию систем автоматического управления вагона метрополитена с независимым возбуждением тяговых двигателей.

В диссертации для разработок математической модели силовой схемы и системы автоматического управления вагона метрополитена используется программный пакет МАТЪАВ (ЗипиНпк). Программа ЗшшНпк является достаточно самостоятельным инструментом МАТЪАВ и при работе с ним совсем не требуется знать сам МАТЬАВ и остальные его приложения. При моделировании с использованием 81шиНпк реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний, требующихся при работе на компьютере, и, естественно; знаний той предметной области, в которой он работает.

В нашей стране, в Мьянме, столица Янгон»является наиболее развитым в экономическом и промышленном отношении городом, ее площадь около 350 кв. км и население 6 млн. человек. Территорию города составляют 45 районов. К сожалению, в Янгоне нет не только метрополитена, но также и трамвая. Жители Янгона в основном используют автобусы в качестве городского транспорта. В городе также существует наземный^ городской железнодорожный транспорт и речной для перевозки по рекам.

Для решения проблемы городского транспорта, необходимо дополнить существующие виды транспорта другими возможными видами транспорта в частности, метрополитеном. Это уменьшит использование автобусного сообщения, обеспечит улучшение экологии городской территории, снизит потребление топлива, увеличит темп развития экономии. Для решения проблемы недостатка городского транспорта можно применить трамвайное движение, но такой вариант эффективен для коротких перегонов и малых пассажиропотоков. Поэтому необходимо строить метрополитен. Конечно, в нашей стране (в Мьянме) пока еще не обеспечена возможность использования высоких технологий, необходимых при строительстве метрополитена. Однако наше государство планирует построить метро с помощью России.

В связи с тем, что в режиме независимого возбуждения коллекторный тяговый двигатель может развивать большую мощность, то такая система возбуждения, и принята к разработке. Независимое возбуждение позволит более интенсивно выполнить разгон поезда, что особенно важно в условиях метрополитена. Поэтому, в настоящей диссертации исследуется вагон метрополитена для Союза Мьянмы с независимым возбуждением тяговых двигателей.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью данной диссертационной работы является повышение работоспособности вагона метрополитена с тяговыми двигателями независимого возбуждения путем автоматической компенсации отклонений их характеристик.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- выполнить выбор ступеней пусковых реостатов для вагона метрополитена с независимым возбуждением тяговых двигателей;

- разработать математическую модель силовой схемы и системы автоматического управления вагона метрополитена постоянного тока в программном пакете МАТЬАВ;

- выполнить расчеты электромагнитных процессов и показать влияние отклонении в характеристиках ТЭД на процессы трогания и разгона вагона метрополитена;

- на основе индивидуального управления обмотками возбуждениями ТЭД, разработать систему автоматической компенсации отклонений в характеристиках ТЭД, обеспечивающую выравнивание токов в обмотках якорей параллельно включенных тяговых электродвигателей.

ОБЪЕКТ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом диссертационного исследования является вагон метрополитена с независимым возбуждением тяговых двигателей.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Предметом исследования является система автоматической компенсации отклонений в характеристиках параллельно включенных тяговых двигателей независимого возбуждения.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Выбор ступеней пусковых сопротивлений выполняется по типовой методике расчета с использованием характеристик тяговых двигателей, пересчитанных на обод колеса вагона;

2. Исследование электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогании и разгоне вагона, выполнялось на основе пакета программирования МАТЬАВ и среды визуального программирования 81шиИпк.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

1. Разработана математическая модель для расчета электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогании и разгоне вагона метрополитена с независимым возбуждением тяговых электродвигателей, учитывающая основные особенности силовой схемы и схемы управления вагона.

2. По результатам расчета процессов, возникающих при трогании и разгоне вагона метрополитена, построена реализованная пусковая диаграм8 ма, отличающаяся от расчетной-в связи с учетом* инерционности электрических и механических процессов.

3. Показано, что учет возможного разброса характеристик тяговых электродвигателей независимого возбуждения включенных в параллельные цепи, может вызвать снижение тока якоря практически до нуля в цепи с ТЭД, имеющим скоростную характеристику, лежащую ниже типовой.

4. Для компенсации отклонений в характеристиках тяговых электродвигателей независимого возбуждения разработана система автоматики, использующая принцип индивидуального управления выпрямителями, питающими обмотки возбуждения.

ДОСТОВЕРНОСТЬ И ОБОСНОВАННОСТЬ научных положений, выводов и рекомендаций подтверждены корректностью применяемых автором математических методов и удовлетворительной сходимостью результатов расчета с экспериментальными данными.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

1. Разработанные в пакете МАТЬАВ программы расчетных электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогании и разгоне вагона метрополитена, могут быть использованы при разработке электровозов и электропоездов с независимым возбуждением.

2. Разработанная система автоматической компенсации отклонений в характеристиках тяговых электродвигателей независимого возбуждения может быть использована при проектировании других типов электроподвижного состава.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные этапы и результаты диссертационной работы докладывались на: научном семинаре и заседании кафедры «Электрическая тяга» в 2010г.; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТА, ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ОБРАЗОВАНИЯ», 21-22 апреля 2010 года, Хабаровск; VII международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «ТКА№-МЕСН-АЯТ-СНЕМу>, 18-19 мая 2010 года, Москва.

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации опубликовано четыре печатных работы, из них одна в издании, рекомендованной ВАК по специальности 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы».

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, четырех главы, списка литературы из 44 наименования, заключения и приложений. Работа содержит 110 страницы, в том числе 95 страниц машинописного текста, 5 страниц списка литературы, 10 страница приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ

1. Для моделирования'электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогании и разгоне э. п. с. целесообразно использовать пакет МАТЬАВ, обладающий удобным графическим интерфейсом и развитой библиотекой подпрограмм. При'этом учет нелинейности кривой намагничивания тягового электродвигателя и вихревых токов в нем, следует выполнять с помощью специальной системы дифференциаль--ных уравнений.

2. При моделировании процесса автоматического пуска вагона-метрополитена необходимо учитывать запаздывание замыкания^ силовых контактов группового переключателя, составляющее 0,16 с для каждой его позиции.

3. Применение поката МАТЬАВ для исследования электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогании и разгоне вагона метрополитена позволило получить расчеты процесс изменения токов, напряжения, скорости и ускорения, имеющие удовлетворительную сходимость с результатами испытании, что свидетельствует от адекватности разработанной модели.

4. Реализованная при моделировании пусковая диаграмма вагона имеет определенные отличия от расчетной из-за учета инерционности электрической и механической подсистем.

5. При учете отклонений в магнитных характеристиках ТЭД включение типовой системы автоматической стабилизации тока якорей приводит к тому, что ток в параллельной ветви, где находится тяговой двигатель с более низкой характеристикой намагничивания, уменьшается до нуля, что недопустимо.

6. Для выравнивания токов в параллельно включенных якорях ТЭД следует выполнять индивидуальное управление током возбуждения от каждого выпрямителя возбуждения.

7. Предложенная структурная схема автоматической компенсации разброса характеристик ТЭД позволила обеспечить стабилизацию токов в параллельны включенных якорях ТЭД независимо от разброса их характеристик.

1. А. Н. Савоськин, Л. А. Баранов, А. В. Плакс; В. П. Феоктистов. Автоматизация электроподвижного составам Учебник для вузов ж.-д. Под ред. А. Н. Савосысина. М.: Транспорт, 1990. 311с.

2. Тихменев Б. Н., Трахтман Л: М. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. Теория работы электрооборудования. Электрические схемы и-аппараты. Учебник для вузов ж.-д. трансп. — М.; Транспорт, 1980.-471 с.

3. Федоров,Г. В. и др. Подвижной состав метрополитена. Изд-во «Транспорт», 1968 г. Стр. 1—480.

4. Н. А. Ротанов, Д. Д. Захарченко, Е. В. Горчаков, А. В. Плакс, С. В. Милютин, В. И. Некрасов. Проектирование систем управления подвижным составом электрических железных дорог. Изд-во «Транспорт», 1964 г. Стр. 1-352.

5. Антонюк М. С. Регулятор скорости для электровоза ЧС2К с индивидуальными электропневматическими контакторами реостатного пуска.: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МИИТ, 2007,188 с.

6. Корзина И. В. Имитационная модель электровоза для отладки микропроцессорных систем управления.: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МИИТ, 2006,174 с.

7. Гаврилов Я. И., Мнацаканов В. А. Вагоны метрополитена с импульсными преобразователями. — М.: Транспорт, 1986. — 229 с.

8. Мироновский Л. А. Петрова К. Ю: М64 Введение в MATLAB: Учеб. пособие; ГУАП. СПб., 2006. - 164 е.: ил. ISBN 5-8088-0176-1.

9. Савоськин А. Н., Пудовиков О. Е., Чучин А. А. Разработка комплекса по исследованию электромагнитных процессов. Методические ^указания к лабораторным работам. М.: МИИТ, 2007. - 99с.

10. Плис В. И. Комбинированная адаптивная система регулирования тока'тягового электродвигателя с воздействием'по возмущению и отклонению.: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МИИТ, 1997,225 с.

11. Герман-Галкин, С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие: СПб.: КОРОНА принт, 2001. - 320 е., ил.

12. Исаев И. П., Допуски на характеристики электрических локомотивов. -М.; Трансжелдориздат, 1958.-371 с.

13. Розенфельд В. Е., Исаев И. П., Сидоров Н. Н. Теория электрической тяги: Учебник для вузов-ж. -д. трансп. -2-е изд., перераб. И доп.- М.: транспорт, 1983 -323 стр.

14. Савоськин А. Н., Пудовиков О. Е., Чучин А. А. Разработка комплекса по исследованию электромагнитных процессов. Методические указания к лабораторным работам. М.: МИИТ, 2007. - 99 с.

15. Пудовиков О. Е. Система автоматического управления скоростью движения электроподвижного состава/Тезисы доклада на научно-практической конференции «Неделя науки 99. - М.: МИИТ, 1999. с. IV-19.

16. Пудовиков О. Е. Выбор структуры САР скорости электровоза.//Сб. науч. тр. МИИТ. -М.: МИИТ, 1997. Вып. 912. с.89-92.

17. Алексеев A.C. Исследование влияния нелинейности кривой намагничивания тягового двигателя- на переходные процессы в силовой цепи электровоза. Труды МИИТ, вып. 912.-М.: МИИТ,1997. 104 с.

18. Чучин A.A., Окка Пьо. Построение модели силовой цепи // Журнал «Мир транспорта», М. 2010. №2. с. 54-59.

19. Чучин A.A., Окка Пьо. Влияние отклонений в характеристиках тяговых электродвигателей с независимым возбуждением на процессы трогания и разгона вагона метрополитена // Вестник МИИТа, Научно-технический журнал. Вып. 22.: МИИТ, 2010. с. 7-10.

20. Окка Пьо. Система автоматической компенсации отклонений в. характеристиках тяговых электродвигателей // Труды VII'международной-научно-практической конференции: студентов и; молодых ученых «TRANS-MECH-ART-CHEM». М.: МИИТ, 2010. с. 254-256.

21. Щербаков. В. Г. Разработка: новых электровозов и электропоездов.//Сб. науч. Тр. Всес. н.-и. проектн.-конструкт. И; технол. ин.-та электровозостроения. 1995, №35, с. 3-8.

22. Лисунов В. Н;, Бабич Bi Mi,,Назаров Н; С., Бараненков А. А./Электровоз с независимым возбуждением//Электрическая и тепловозная^ тяга. -1980.—№7—с:3—12.

23. Мацнев ■ В. Д. Применение независимого возбуждения двигателей на , электровозах ВЛ60К. М.: Вестник ВНИИЖТ; 1985. № 9, с. 16-18.

24. Мацнев В. Д., Суворов А. Г., Волков В. К. Эксплуатационные испытания электровоза ВЛ80Т с независимым возбуждением двигателей в тяговом режиме. М;: Вестник ВИИИЖТ; 1985. № 9; с. 18-23:

25. Головатый А. Т., Исаев И. П., Горчаков Е. В. Независимое возбуждение тяговых двигателей электровозов. -М.: Транспорт, 1976. 150 с.

26. Устройство для управления тяговым приводом электровоза с двигателями независимого возбуждения. Свердлов В. Я., Рутштейн А. М., Назаров

27. А. И., Хоменко Б. И., Назаров Н. С., Мацнев В. Д.: А. с. 1079493 СССР. Заявл. 21.09.82, № 3526151/24-11, опубл. в Б.И., 1984, № 10, МКИ В.60 L 15/20.

28. Устройство ' выравнивания нагрузок тяговых элетродвигателей подвижного состава. Крыгин А. Н., Назаров Н. С.: А. с. 1232521 СССР. Заявл. 21.02.85, №3859253/24-11, опубл. в Б.И., 1986, № 19, МКИ В 60 L 15/20.

29. MATLAB. Language of Technical Computing. Version 6. The MathWorks. 2002.

30. Ануфриев И. E. Самоучитель MATLAB 5.3/б.х. - СП.: БХВ-Петербург, 2002.-736 е.: ил.

31. Simulink 4. Секреты мастерства / Дж. Б. Дебни, T. JI. Харман; Пер. с англ. М. Л. Симонова.- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. 403 с.:ил.

32. Simulink. Model-Based and System-Based Design. Version 5. The MathWorks. 2003.

33. SimPowerSystem. User's guide. Version 3. The MathWorks. 2003'.

34. Медведев В. С., Потемкин В. Г. Control System Toolbox, MatLab 5 для студентов. M.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. 287 е.: ил.

35. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MatLab. СПБ.: Питер, 2000. 429 е.: ил.

36. Потемкин В. Г. Инструментальные средства MatLab 5.x. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. 332 е.: ил.

37. Engineering Simulation: Tools and application using IBM PC family M. Shah, 1988 (Шах M. Имитационное моделирование: Методы и применение с помощью персональных компьютеров. IBM. Пер. с англ. -М.: Машино• строение, 1991).

38. Алексеев А. С. Исследование влияния нелинейности кривой намагничивания тягового электродвигателя на переходные процессы в силовой цепи электровоза. Труды МИИТ, вып. 912 М.: МИИТ, 1997, 104 с.

39. Жиц М. 3. переходные процессы в машинах постоянного тока. М.: Энергия, 1974.- 118с.

40. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985, 286 с.

41. Калинин В. К. Электровозы и электропоезда. -М.: Транспорт, 1991, 480 с.

42. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам. Под ред. А. И. Тищенко. Т. 1. М., «Транспорт», 1976 г., 432 с.