Science and Transport Progress
Published February 24, 2017 | Version v1
Journal article Open

АППРОКСИМАЦИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Creators

  • 1. Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Україна

Description

Цель. В научной работе предполагается получить аналитическое выражение, описывающее универсальную магнитную характеристику и дающее возможность учитывать размагничивающее действие реакции якоря. А на базе универсальной магнитной характеристики необходимо получить универсальные выражения для индуктивных параметров тяговых электрических машин постоянного и пульсирующего токов. Методика. Универсальная магнитная характеристика (УМХ) представляет собой зависимость в относительных единицах магнитного потока от магнитодвижущей силы (МДС) обмотки возбуждения. Так как УМХ построена для машин, работающих под нагрузкой, следовательно, на самом деле она представляет собой зависимость и от МДС обмотки возбуждения, и от МДС реакции якоря. Для расчета электромеханических характеристик при неизменном возбуждении можно пользоваться одним из известных выражений, аппроксимирующих УМХ. Однако при моделировании работы тягового электродвигателя в широком диапазоне изменения возбуждения необходимо выражение, в котором присутствует вторая переменная в виде МДС реакции якоря. Такое выражение также необходимо для определения индуктивных параметров тягового электродвигателя, в большой степени зависящих от тока. Выражение для аппроксимации УМХ с двумя переменными можно получить путем анализа распределения магнитного поля в воздушном зазоре на расчетной полюсной дуге. Результаты. Автором получено выражение для аппроксимации УМХ, которое зависит от двух переменных: МДС возбуждения и МДС реакции якоря. Для конкретного режима ослабления возбуждения возможно преобразование данного выражения в функцию одной переменной, например, тока якоря. Также в качестве аргумента может выступать МДС обмотки возбуждения. Научная новизна. Для аппроксимации УМХ предложена методика, позволяющая ввести в аппроксимирующее выражение вторую переменную в виде МДС реакции якоря. Практическая значимость. Имея в наличии скоростную характеристику или коэффициент насыщения данного тягового электродвигателя, можно определить его индуктивные параметры в конкретном режиме работы или получить их зависимость от токов обмоток для любого режима работы.

Files

94031-Текст статті-205217-2-10-20170411.pdf

Files (1.6 MB)

Additional details

Related works

Is identical to
Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/94031 (URL)

References

  • Afanasov, A. M. (2012). Approximation of the magnetic characteristics of the traction motors of electric rolling stock. Electromagnetic Compatibility and Safety on the Railway Transport, 4, 25-29.
  • Belkina, Y. N., & Zhukov, S. A. (2015). Analiz sposobov approksimatsii krivoy namagnichivaniya elektrotekhnicheskoy stali. Innovatsionnaya nauka, 5-2, 22-27.
  • Belman, M. K. (1975). Perekhodnyye protsessy v mikrodvigatelyakh postoyannogo toka pri impulsnom pitanii. Leningrad: Energiya.
  • Voldek, A. I. (1978). Elektricheskiye mashiny (3rd ed.). Leningrad: Energiya.
  • Hetman, H. K., & Marikutsa, S. L. (2011). The analysis of analytical functions for approximative do-all magnetic characteristic of direct – current and undulated – current traction motors. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 37, 63-71.
  • Hetman, H. K., & Golik, S. M. (2007). About the use of universal magnetic characteristics to calculate the electromechanical characteristics of traction motors. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 16, 21-25.
  • Ivanov-Smolenskiy, A. V. (1980). Elektricheskiye mashiny. Moscow: Energiya.
  • Kalantarov, P. L., & Tseytlin, L. A. (1986). Raschet induktivnostey: spravochnaya kniga (3rd ed.). Leningrad: Energoatomizdat.
  • Kostenko, M. P., & Piotrovskiy, L. M. (1972). Mashiny postoyannogo toka. Transformatory: Elektricheskiye mashiny (3rd ed.). Leningrad: Energiya.
  • Kostin, M. O., & Sheikina, O. H. (2006). Teoretychni osnovy elektrotekhniky (Vol. 1-3). Dnipropetrovsk: Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan Press.
  • Matyuk, V. F., & Osipov, A. A. (2011). The mathematical models of the magnetization curve and the magnetic hysteresis loops, Part 1: Analysis of models. Nerazrushayushchiy kontrol i diagnostika, 2, 3-35.
  • Shavelkin, A., Gerasimenko, V., Kostenko, I., & Movchan, A. (2016). Modeling of traction electric drive with DC series motors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1, 2(79), 42-48. doi: 10.15587/1729-4061.2016.60322
  • Nakhodkin, M. D., & Khvostov, V. S. (1958). Universalnaya magnitnaya kharakteristika. Vestnik elektropromyshlennosti, 1, 44-48.
  • All-Soviet Union Research Institute of Railway Transport. (1985). Pravila tyagovykh raschetov dlya poyezdnoy raboty. Moscow: Transport.
  • Nakhodkin, M. D., Vasilenko, G. V., Bocharov, V. I., & Kozorezov, M. A. (1976). Proyektirovaniye tyagovykh elektricheskikh mashin. Moscow: Transport.
  • Tishchenko, A. I. (Ed.). (1976). Spravochnik po elektropodvizhnomu sostavu teplovozam i dizel-poyezdam. Moscow: Transport.
  • Castaneda, C. E., Loukianov, A. G., Sanchez, E. N., & Bernardino, C.-T. (2012). Discrete-Time Neural Sliding-Mode Block Control for a DC Motor With Controlled Flux. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 59(2), 1194-1207. doi: 10.1109/TIE.2011.2161246
  • Castañeda, C. E., & Esquivel, P. (2010). Direct current motor control based on high order neural networks using stochastic estimation. Proceedings of the 2010 International Joint Conference on Neural Networks IJCNNI, July 18-23, 2010, Barcelona, Spain, 1515-1520. doi: 10.1109/IJCNN.2010.5596331
  • Hayek, E. J., Sobczyk, T. J., & Skarpetowski, G. (2010). Experiences with a traction drive laboratory model. Electromotion, 17(1), 30-36.
  • Spiryagin, M., Wolfs P., Cole, C., Sun, Y. Q., McClanachan, M., Spiryagin, V., & McSweeney, T. (2017). Design and Simulation of Heavy Haul Locomotives and Trains. Boca Raton, London, New York: Taylor & Francis Group.
  • Zhang, Z., Zhao, X., Li, X., Lin, F., & Yang, Z. (2016). Electromechanical Coupled Vibration between Traction Motor and Bogie of High-Speed Train. Proceedings of the 6th International Conference on Mechatronics, Materials, Biotechnology and Environment ICMMBE-2016, August 13-14, 2016, Yinchuan, China. 153-158. doi: 10.2991/icmmbe-16.2016.30

This site uses cookies. Find out more on how we use cookies