Методика моделювання динамічних процесів електромеханічного амортизатору для вагону метрополітену
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.181117Ключові слова:
електромеханічний амортизатор, метровагон, поліноми Чебишева, метод скінчених елементів, рівняння ЛагранжуАнотація
Для запропонованої конструкції електромеханічного амортизатору розроблено методика моделювання динамічних процесів. Такі амортизатори мають можливість рекуперувати частину енергії коливань в електричну енергію з подальшою можливістю її використання на рухомому складі. Методика основана на вирішенні рівняння Лагранжу для електромеханічної системи. Особливості моделі є наступними. Модель має вигляд задачі Коши, який спритний до вживання при моделювання процесів роботи амортизатору. Обрані дві узагальнені координати (заряд та переміщення якорю). Ідентифіковані складові частини рівняння Лагранжу. За результатами розрахунку магнітного поля і подальшого регресійного аналізу отримано поліноміальні залежності похідних потокозчеплення по току і лінійному переміщенню якоря, які дають можливість ідентифікувати узагальнену математичну модель електромеханічного амортизатору. Проведено розрахунки магнітного поля методом скінчених елементів дозволили отримати цифрову модель магнітного поля електромеханічного амортизатору. Для отримання її безперервної моделі проведено регресійний аналізу дискретні моделі поля. Про виборі структури апроксимуючої моделі дотримана можливість аналітичного диференціювання часткових похідних по всіх координатах. За результатами моделювання вільних коливань встановлено, що максимальне по модулю значення струму складає 0,234 А, а напруги – 52,9 В. За близько 3 с. проходить процес повного погашення коливань за 4 періоду. Порівняно з базовою конструкцією амплітуда коливань ходу якоря та його швидкості знизилась від 13 до 85 % за перші три періоди, що свідчить про більшу ефективність роботи електромеханічного амортизатору в порівнянні з гідравлічним. Енергія, що рекуперовано, склала 3,3 Дж, а, що розсіяно – 11,5 Дж
Посилання
- Serdobintsev, E. V., Ye Win Han (2013). Vertical Oscillations of the Metro Wagon with Pneumatic Suspension. Mir transporta, 2, 78–84.
- Liubarskyi, B., Lukashova, N., Petrenko, O., Pavlenko, T., Iakunin, D., Yatsko, S., Vashchenko, Y. (2019). Devising a procedure to choose optimal parameters for the electromechanical shock absorber for a subway car. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (5 (100)), 16–25. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176304
- Serdobintsev, E., Zvantsev, P., Ye Win Han (2014). Choice of parameters for a metro coach with pneumatic springs. Mir transporta, 1, 34–41.
- Lukashova, N., Pavlenko, T., Liubarskyi, B., Petrenko, O. (2018). Analysis of constructions of resports lingings of rail city electric mobile composition. Systemy upravlinnia, navihatsiyi ta zviazku. Zbirnyk naukovykh prats, 5 (51), 65–68. doi: https://doi.org/10.26906/sunz.2018.5.065
- Passazhirskoe vagonostroenie. Katalog. Kryukovskiy vagonostroitel'niy zavod. Available at: http://www.kvsz.com/images/catalogs/tsn.pdf
- Kolpakhch’yan, P. G., Shcherbakov, V. G., Kochin, A. E., Shaikhiev, A. R. (2017). Sensorless control of a linear reciprocating switched-reluctance electric machine. Russian Electrical Engineering, 88 (6), 366–371. doi: https://doi.org/10.3103/s1068371217060086
- Forster, N., Gerlach, A., Leidhold, R., Buryakovskiy, S., Masliy, A., Lyubarskiy, B. G. (2018). Design of a Linear Actuator for Railway Turnouts. IECON 2018 - 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. doi: https://doi.org/10.1109/iecon.2018.8591471
- Sergienko, A. N. (2013). Matematicheskaya model' kolebaniy v hodovoy sisteme avtomobilya s elektromagnitnym dempfirovaniem. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu "KhPI". Ser.: Transportne mashynobuduvannia, 31, 86–93.
- Gysen, B. L. J., van der Sande, T. P. J., Paulides, J. J. H., Lomonova, E. A. (2011). Efficiency of a Regenerative Direct-Drive Electromagnetic Active Suspension. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 60 (4), 1384–1393. doi: https://doi.org/10.1109/tvt.2011.2131160
- Sulym, A. O., Fomin, O. V., Khozia, P. O., Mastepan, A. G. (2018). Theoretical and practical determination of parameters of on-board capacitive energy storage of the rolling stock. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 79–87. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-5/8
- Kolpakhchyan, P. G., Shcherbakov, V. G., Kochin, A. E., Shaikhiev, A. R. (2017). Mathematical simulation and parameter determination of regulation of a linear electrical reciprocating machine. Russian Electrical Engineering, 88 (5), 259–264. doi: https://doi.org/10.3103/s1068371217050054
- 10.1007/978-3-319-51502-1_3Kolpakhchyan, P., Zarifian, A., Andruschenko, A. (2017). Systems Approach to the Analysis of Electromechanical Processes in the Asynchronous Traction Drive of an Electric Locomotive. Studies in Systems, Decision and Control, 67–134. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-51502-1_3
- Rymsha, V. V., Radimov, I. N., Gulyy, M. V., Kravchenko, P. A. (2010). An advanced chain-field model of a switched reluctance motor. Elektrotekhnika i Elektromekhanika, 5, 24–26.
- Buriakovskyi, S., Liubarskyi, B., Maslii, A., Pomazan, D., Panchenko, V., Maslii, A. (2019). Mathematical Modelling of Prospective Transport Systems Electromechanical Energy Transducers on Basis of the Generalized Model. 2019 9th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT). doi: https://doi.org/10.1109/acitt.2019.8779998
- Meeker, D. (2013). Finite Element Method Magnetics: Magnetics Tutorial. Available at: http://www.femm.info/wiki/MagneticsTutorial
- Kolpakhch’yan, P. G., Shcherbakov, V. G., Kochin, A. E., Shaikhiev, A. R. (2017). Sensorless control of a linear reciprocating switched-reluctance electric machine. Russian Electrical Engineering, 88 (6), 366–371. doi: https://doi.org/10.3103/s1068371217060086
- Riabov, I., Liubarskyi, B. (2018). Determination of Phase Flux-Linkage of Flux Switching Motor with Spatial Magnetic System. 2018 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). doi: https://doi.org/10.1109/icieam.2018.8728773
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Borys Liubarskyi, Natalia Lukashova, Oleksandr Petrenko, Bagish Yeritsyan, Yuliia Kovalchuk, Liliia Overianova
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.
