Визначення частоти комутації транзисторного перетворювача для тягового колекторного електродвигуна локомотива
Ключові слова:
енергоефективність, рухомий склад, тяговий електродвигун, тягова система, напівпровідниковий перетворювач, частота комутаціїАнотація
Метою даної роботи є визначення частоти комутації транзисторного перетворювача для тягового колекторного двигуна локомотива за критерієм допустимої пульсації струму. Поставлена мета досягається завдяки розв'язанню такого завдання: запропоновано методику визначення врахування зміни параметрів електродвигуна під час розрахунку частоти комутації транзисторного перетворювача. Особливістю пропонованого підходу є врахування ступеня насичення магнітної системи, оскільки наявні методи розрахунку частоти перемикання або не враховують ступінь насичення магнітної системи, або оцінюють її вплив у спрощеній формі. Найсуттєвішим результатом є підвищення точності розрахунку частоти комутації за рахунок врахування зміни індуктивності обмоток колекторного електродвигуна при зміні ступеня насичення магнітної системи. Виконано розрахунок частоти комутації для тягового двигуна постійного струму з транзисторним перетворювачем. Розглянуто два основні режими роботи електродвигуна: з повним магнітним потоком і з ослабленим магнітним потоком. У результаті розрахунків встановлено, що залежність частоти перемикання від струмів має нелінійний характер. Визначено, що для режиму роботи електродвигуна з ослабленим магнітним потоком частоту перемикання слід визначати з урахуванням процесів як у колах обмотки збудження, так і в обмотках якірного кола. Найважливішими результатами є визначення частоти перемикання імпульсного перетворювача для живлення і регулювання тягового двигуна в усіх режимах роботи. Запропонована методика дає змогу зробити вибір транзисторних ключів для перетворювача за частотою перемикань.
Посилання
Tartakowsky, E. D., Aulin, D. O., Kovalenko, D. M. & Kotov M.O. (2019). Energy-Saving Technologies in Locomotive Engineering. In textbook, Part 1. Kharkiv: Ukrainian State University of Railway Transport, 130 p. [in Ukrainian].
Goolak, S., I. Kostenko, Nezlina, O., Riabov, & Ie., Demydov O. (2023, October). Improvement of Locomotives for Shunting Work. In Transport Means proceedings of the 27th International Scientific Conference Transport Means 2023, (pp. 202-206). https://doi.org/10.32703/2617-9059-2023-41-1.
Roi S., Kachan A., Tykhonov A., Yeritsyan B., Riabov I. (2023, October). Analysis of Operating Modes of Shunting Locomotives at Industrial Enterprises. In Transport Means proceedings of the 27th International Scientific Conference Transport Means 2023, (pp. 554-557). https://doi.org/10.32703/2617-9059-2023-41-1.
Honc, R. L., Fritz, S. G., Osborne, D. T., Grisier, R., & Carpenter, S. (2009, January). Exhaust emissions and fuel consumption of a railpower RP20BD switcher locomotive. In Internal Combustion Engine Division Spring Technical Conference (Vol. 43406, pp. 379-387). https://doi.org/10.1115/ICES2009-76026.
Lysenko, Y., Chernyshenko, Y., Iakunin, D., Demydov, O. & Riabov, Ie. (2023, October). Analysis of Multi-Diesel Shunting Locomotives' Traction Systems. In Transport Means proceedings of the 27th International Scientific Conference Transport Means 2023, (pp. 397-401). https://doi.org/10.5755/e01.2351-7034.2023.
Shpika ,M. I., Andriichenko, V. P. & Besarab A. I. (2015). Improvement of Technical Efficiency and Energy Performance of the Tram Wagon Traction Electric Drive System. Collection of scientific papers UkrDUZT, 153, 90-98. [In Ukrainian]. https://doi.org/10.18664/1994-7852.153.2015.64177.
Karachuk S. V. Analysis of Traction Electric Drive Systems for Electric Rolling Stock. (2016). Collection of scientific papers DETUT. Seriia "Transport Systems and Technologies", 29, 96-106. [in Ukrainian].
Kostenko, I., Nezlina, O., Maliuk, S., Lysenko, Y., & Popovich, D. (2024). Development of the traction system structure of a shunting diesel locomotive with a hybrid power supply scheme. Transport systems and technologies, (43), 100-110. https://doi.org/10.32703/2617-9059-2024-43-8.
Riabov, I., Goolak, S., Kondratieva, L., & Overianova, L. (2023). Increasing the energy efficiency of the multi-motor traction electric drive of an electric locomotive for railway quarry transport. Engineering Science and Technology, an International Journal, 42, 101416. https://doi.org/10.1016/j.jestch.2023.101416.
Andriichenko, V. P., Zakurday, S. O. & Kostenko, I. O. (2014). Improvement of the Method for Regulating Excitation of DC Traction Motors. Eastern-European Journal of advanced technologies, 67, 31-35. [in Ukrainian].
Mohamed, A. (2022). Using Separately Excited DC Motor in Railway Vehicles Systems. Journal of Electrical Engineering, 22(1), 106-111.
Flora, V. D. (2001). Determination of the Switching Frequency of a Pulse Converter. Radio Electronics, Computer Science, Control, 2, 46-48. [in Ukrainian].
Kovalov, V., & Kovalova, Yu. (2022). Minimization Electric Losses in Transistor DC Drives. Problemele Energeticii Regionale, 56(4), 39-46. https://doi.org/10.52254/1857-0070.2022.4-56.04.
Goolak, S., Sapronova, S., Tkachenko, V., Riabov, Ie. & Batrak, Ye. (2020). Improvement of the Model of Power Losses in the Pulsed Current Traction Motor in an Electric Locomotive. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(5(108)), 38–46. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218542.
Goolak, S., Riabov, Iev., Tkachenko, V., Sapronova, S. & Rubanik, I. (2021) Model of pulsating current traction motor taking into consideration magnetic losses in steel. Electrical Engineering & Electromechanics, (6), 11–17. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.6.02.
Goolak, S., Gerlici, J., Tkachenko, V., Sapronova, S., Lack, T. & Kravchenko, K. (2019). Determination of parameters of asynchronous electric machines with asymmetrical windings of electric locomotives. Communications-Scientific letters of the University of Zilina, 21(2), 24-31. http://doi.org/10.26552/com.C.2019.2.24-31
Kharchenko, V., Kostenko, I., Liubarskyi, B., Shaida, V., & Kuravskyi, M. (2020). Simulating the traction electric drive operation of a trolleybus equipped with mixed excitation motors and a DC-DC converter. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, vol. 3, no. 9(105), pp. 46-54. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.205288.
Sobor, I., Nuca, I., & Râmbu, V. (2007). Parameters and characteristics determination of comounde DC motor. Analele Universitatii din Craiova-Seria Inginerie electrica, 32(1), pp. 21-24.
Ioffe, A.B. (1965). Traction Electric Machines (Theory, Construction, Design). Energia.
Gavrilov, Ya.I. & Mnatsakanov V. A (1986). Metro cars with pulse regulation. Transport.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ліцензійні умови: Це стаття з відкритим доступом, поширювана за умовами Ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє необмежено використовувати, розповсюджувати та відтворювати на будь-якому носії за умови представлення автора та джерела оригіналу.
