Удосконалення методики розрахунку механічних характеристик тягового двигуна постійного струму з комбінованим збудженням
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.141384Ключові слова:
механічні характеристики, тяговий привод, комбіноване збудження, метод кінцевих елементів.Анотація
Об'єктом дослідження є процес виникнення електромагнітного моменту у тягових двигунах комбінованого збудження тролейбусу при одночасному включенні обох складових системи збудження. Цей процес формально представлено у вигляді механічних характеристик – залежності електромагнітного моменту двигуна від струмів збудження.
Одним з найбільш проблемних місць є визначення впливу струмів збудження послідовної та незалежної обмотки на електромагнітний момент двигуна у вигляді непереривної залежності, яка дозволяє створити систему управління тяговим приводом з DC-DC перетворювачем збудження. А також враховує особливості магнітної системи двигуна.
В ході дослідження використовувався метод кінцевих елементів в плоско-паралельній постановці задачі обчислення моментів за результатами розрахунку магнітного поля та наступним регресійним аналізом результатів цифрових експериментів за допомогою поліномів Чебишева на множині рівновіддалених точок.
Отримано непереривна залежність електромагнітного моменту від струмів збудження у вигляді поліному, який можливо використовувати як при створенні систем керування DC-DC перетворювачем збудження, так і при моделюванні режимів роботи тягового приводу в цілому. Це пов'язано з тим, що запропонований вид поліному має непереривний вигляд залежності та її похідних при усіх можливих значеннях струмів при роботі приводу. За результатами регресійного аналізу максимальне відхилення розрахованих залежностей не перевищує 0,052, а середньоквадратичне відхилення не більш 0,041. Це підтверджує адекватність отриманих залежностей результатам цифрового експерименту по визначенню електромагнітного моменту.
Завдяки цьому забезпечується можливість моделювання режимів роботи тягового приводу на основі двигуна з комбінованим збудженням та DC-DC перетворювачем. Отримані за результатами моделювання параметри системи керування дозволять підвищити енергетичні характеристики тролейбусів. У порівнянні з аналогічними відомими системами це забезпечує більш раціональне використання електричної енергії на тягу електрорухомого складу.
Посилання
- Liubarskyi, B. H. (2014). Teoretychni osnovy dlia vyboru ta otsinky perspektyvnykh system elektromekhanichnoho peretvorennia enerhii elektrorukhomoho skladu. Kharkiv: Natsionalnyi tekhnichnyi universytet «Kharkivskyi politekhnichnyi instytut», 368.
- Pavlenko, T., Shavkun, V., Petrenko, A. (2017). Ways to improve operation reliability of traction electric motors of the rolling stock of electric transport. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (8 (89)), 22–30. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.112109
- Pan, L., Zhang, C. (2016). An Integrated Multifunctional Bidirectional AC/DC and DC/DC Converter for Electric Vehicles Applications. Energies, 9 (7), 493. doi: https://doi.org/10.3390/en9070493
- Brazis, V., Kroics, K., Grigans, L. (2014). Scientific Laboratory Platform for Testing the Electric Vehicle Equipped with DC Drive. Latvian Journal of Physics and Technical Sciences, 51 (5), 56–64. doi: https://doi.org/10.2478/lpts-2014-0030
- Kharchenko, V. F., Daleka, V. Kh., Andriychenko, V. P., Kostenko, I. O. (2010). Pat. No. 60109 UA. Sposib oslablennia polia tiahovoho elektrodvyhuna zmishanoho zbudzhennia. MPK (2006.01) N02R 7/06. No. u201013973; declareted: 23.11.2010; published: 10.06.2011, Bul. No. 11.
- Andriychenko, V. P., Zakurdai, S. O., Kostenko, I. O. (2014). Improvement of the method used for control of starting direkt-currentrailway motor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (67)), 32–35. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.20123
- Ravino, V. V., Sacukevich, V. N., Galyamov, P. M. (2007). Approksimaciya krivoy namagnichivaniya tyagovyh elektrodvigateley trolleybusov. Energetika. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy i energeticheskih ob'edineniy SNG, 1, 27–33.
- Lyubarskiy, B. G. (2000). Modelirovanie i razrabotka kombinirovannogo vozbuzhdeniya svarochnyh generatorov postoyannogo toka s cel'yu uluchsheniya ih tekhniko-ekonomicheskih pokazateley. Kharkiv, 170.
- Finite Element Method Magnetics: HomePage. Available at: http://www.femm.info/wiki/HomePage
- Meeker, D. (2016). Series-wound heteropolar inductor motor for automotive applications. 2016 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC). doi: https://doi.org/10.1109/itec.2016.7520203
- Ryabov, E. S. (2011). Bezreduktorniy tyagoviy privod na osnove reaktivnogo induktornogo dvigatelya s aksial'nym magnitnym potokom dlya skorostnogo elektropodvizhnogo sostava. Kharkiv, 162.
- Riabov, E. S., Liubarskyi, B. H., Yakunyn, D. Y., Ziuzyn, D. Yu. (2010). Modelyrovanye tiahovoho bezreduktornoho pryvoda na osnove ynduktornoho dvyhatelia s aksyalnym mahnytnym potokom. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu "Kharkivskyi politekhnichnyi instytut", 57, 243–251.
- Lyubarskiy, B. G., Yakunin, D. I. (2011). Imitacionnoe modelirovanie mekhanizma naklona kuzova s lineynym elektromekhanicheskim preobrazovatelem. MATLAB: materialy V Mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii. Kharkiv: BET, 425–436.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Ivan Kostenko
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.
