Оптимізація теплових режимів та систем охолодження асинхронних тягових двигунів трамваїв

Автор(и)

  • Borys Liubarskyi Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-2985-7345
  • Оleksandr Petrenko Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова вул. Маршала Бажанова, 17, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0003-4027-4818
  • Dmytro Iakunin Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-3995-3162
  • Oksana Dubinina Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-6928-0325

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.102236

Ключові слова:

трамвайний вагон, асинхронний двигун, оптимальні режими роботи, вентилятор охолодження

Анотація

Розроблено методику оптимізації теплових режимів та параметрів системи охолодження асинхронних тягових двигунів трамваїв. Оптимізовано режими роботи за критерієм ефективності. Режими руху за встановленим графіком та профілем на ділянці колії оптимізовано за критерієм витрат енергії методом Гамільтона-Якобі-Беллмана. Оптимізовано параметри вентилятора тягових двигунів за критерієм ефективності системи охолодження методом Вейля

Біографії авторів

Borys Liubarskyi, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор технічних наук, професор

Кафедра електричного транспорту та тепловозобудування

Оleksandr Petrenko, Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова вул. Маршала Бажанова, 17, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електричного транспорту

Dmytro Iakunin, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електричного транспорту та тепловозобудування

Oksana Dubinina, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор педагогічних наук, кандидат технічних наук, доцент

Кафедра комп’ютерної математики і аналізу даних

Посилання

  1. Liubarskyi, B. G. (2015). Ratsionalni shvydkisni rezhymy rukhu prymiskogo elektropoizdu z asynkhronnymy tiagovymy dvygunamy. Visnyk Natsionalnogo tekhnichnogo universytetu "Kharkivskyi politekhnichnyi Instytut", 8 (1127), 86–92.
  2. Mizuno, S., Noda, S., Matsushita, M., Koyama, T., Shiraishi, S. (2013). Development of a Totally Enclosed Fan-Cooled Traction Motor. IEEE Transactions on Industry Applications, 49 (4), 1508–1514. doi: 10.1109/tia.2013.2256872
  3. Nakahama, T., Suzuki, K., Hashidume, S., Ishibashi, F., Hirata, M. (2006). Cooling Airflow in Unidirectional Ventilated Open-Type Motor for Electric Vehicles. IEEE Transactions on Energy Conversion, 21 (3), 645–651. doi: 10.1109/tec.2006.877364
  4. Cuiping, L., Yulong, P., Ronggang, N., Shukang, C. (2011). Analysis of 3D static temperature field of water cooling induction motor in mini electric vehicle. 2011 International Conference on Electrical Machines and Systems. doi: 10.1109/icems.2011.6073618
  5. Nakahama, T., Biswas, D., Kawano, K., Ishibashi, F. (2006). Improved Cooling Performance of Large Motors Using Fans. IEEE Transactions on Energy Conversion, 21 (2), 324–331. doi: 10.1109/tec.2006.874245
  6. Boglietti, A., Cavagnino, A., Staton, D., Shanel, M., Mueller, M., Mejuto, C. (2009). Evolution and Modern Approaches for Thermal Analysis of Electrical Machines. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56 (3), 871–882. doi: 10.1109/tie.2008.2011622
  7. Jinxin, F., Chengning, Z., Zhifu, W., Strangas, E. G. (2010). Thermal analysis of water cooled surface mount permanent magnet electric motor for electric vehicle. International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS).
  8. Huang, Z., Nategh, S., Lassila, V., Alakula, M., Yuan, J. (2012). Direct oil cooling of traction motors in hybrid drives. 2012 IEEE International Electric Vehicle Conference. doi: 10.1109/ievc.2012.6183163
  9. Desale, R., Deshmukh, N. K. (2006). Prediction of air delivery, noise, and power consumption of fan for TEFC electric motors. J. Sci. Ind. Res., 65, 344–348.
  10. Rama Krishna, S., Rama Krishna, A., Ramji, K. (2011). Reduction of motor fan noise using CFD and CAA simulations. Applied Acoustics, 72 (12), 982–992. doi: 10.1016/j.apacoust.2011.06.008
  11. Kondo, M., Miyabe, M., Manabe, S. (2014). Development of a High Efficiency Induction Motor and the Estimation of Energy Conservation Effect. Quarterly Report of RTRI, 55 (3), 138–143. doi: 10.2219/rtriqr.55.138
  12. Kondo, M. (2009). Energy-Saving Effect of High Efficient Traction Motors in Electric Train. RTRI Report, 23 (11), 29–34.
  13. Nikovski, D., Lidicky, B., Zhang, W., Kataoka, K., Yoshimoto, K. (2012). Markov decision processes for train run curve optimization. 2012 Electrical Systems for Aircraft, Railway and Ship Propulsion. doi: 10.1109/esars.2012.6387473
  14. Ma, Y. (2008). Dynamic programming and the HJB equation. Optimal Control Lecture Notes, 121–149.
  15. Xie, M. Q., Nie, L. (2009). Research on Periodic Train Working Diagram Model. Journal of China Railway Society, 31, 7–13.
  16. Cezario, C. A., Silva, H. P. (2010). Electric motor winding temperature prediction using a simple two‐resistance thermal circuit. COMPEL – The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering, 29 (5), 1325–1330. doi: 10.1109/icelmach.2008.4800135
  17. Santos, S., Antunes, C. (2012). CFD and Thermography Techniques Applied in Cooling Systems Designs. Applied Computational Fluid Dynamics, 135–154. doi: 10.5772/26311
  18. Ding, Y., Zhou, F., Bai, Y., Li, R. (2009). A correction model of loaded train's grade resistance calculation. 5th Advanced Forum on Transportation of China (AFTC 2009). doi: 10.1049/cp.2009.1626
  19. Mou, W. T., Dong, Y. (2010). Train Operation Adjustment Model and Three Swarms Cooperative Particle Swarm Optimization Algorithm Research. Railway Operation Technology Journal, 16, 13–15.
  20. Liubarskyi, B. G. (2014). Optimizatsiya rezhimov rabotyi tyagovogo asinhronnogo privoda. Elektrika, 6, 5–10.
  21. Petrenko, O. M., Domanskyi, I. V., Liubarskyi, B. G. (2016). Metodika optimizatsiyi rezhimiv roboti asinhronnogo tyagovogo privodu ruhomogo skladu. Mekhanika ta mashynobuduvannia, 1, 59–67.
  22. Severin, V. P. (2009). Vektornaia optimizatsiia system avtomaticheskogo upravleniia geneticheskimi algoritmami. Tekhnicheskaia elektrodinamika. Silovaia elektronika i energoeffektivnost, 80–85.
  23. Afanasov, A. M. (2014). Opredelenie magnitnyx poter v tiagovyx dvigateliah elektropodvizhnogo sostava magistralnogo i promyshlennogo transporta. Zbir. nauk. prats' Donets'koho instytutu zaliznychnoho transportu, 39, 71–77.
  24. General Considerations for IGBT and IPM. Mitsubishi Application Notes. Available at: http://www.mitsubishielectric.com/semiconductors/files/manuals/powermos3_0.pdf
  25. Ivahno, V. V., Zamaruev, V. V., Ilina, O. V. (2014). Vybor i raschet silovykh poluprovodnikovykh priborov poluprovodnikovogo preobrazovatelia elektricheskoi energii. Kharkiv: NTU «KhPI», 72.
  26. Kappen, H. J. (2011). Optimal control theory and the linear Bellman equation. Bayesian Time Series Models, 363–387. doi: 10.1017/cbo9780511984679.018
  27. Petrenko, O. M. (2017). Optymizatsyia parametriv ventyliatora asynkhronnogo tiagovogo dvyguna tramvainogo vagonu. Systemy upravlinnia, navigatsii ta zviazku, 1, 64–68.
  28. Petrenko, O. M., Liubarskyi, B. G., Glebova, M. L. (2017). Matematychna model teplovogo stanu tiagovykh asynkhronnykh dvyguniv tramvainykh vagoniv. Systemy upravlinnia, navigatsii ta zviazku, 2, 46–50.
  29. Petrushin, V. S., Yakimets, A. M., Kalenik, O. V. (2008). Osobennosti teplovyih raschetov neustanovivshihsya rezhimov rabotyi reguliruemyih asinhronnyih dvigateley. Elektromashinostroenie i elektrooborudovanie, 71, 47–51.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-06-15

Як цитувати

Liubarskyi, B., Petrenko О., Iakunin, D., & Dubinina, O. (2017). Оптимізація теплових режимів та систем охолодження асинхронних тягових двигунів трамваїв. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(9 (87), 59–67. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.102236

Номер

Том 3 № 9 (87) (2017): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Borys Liubarskyi, Оleksandr Petrenko, Dmytro Iakunin, Oksana Dubinina

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.