Повышение эффективности электровозов новых поколений на основе применения современных информационных технологий

• Автор: Сорин, Леонид Наумович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 295 с. : ил.

• ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Железнодорожный транспорт в современной России
1.2 Характеристики электровозов, находящихся в эксплуатации
1.3 Технические требования к перспективным магистральным -28 электровозам
* 1.4 Выводы
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
* ЧАСТИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
2.1 Модели электромагнитных процессов в асинхронных -41 тяговых двигателях
2.1.1 Условия работы асинхронных тяговых двигателей
2.1.2 Модель первого уровня
2.1.3 Модель второго уровня
2.1.4 Перспективная технология расчета магнитных полей
^ асинхронных тяговых двигателей
2.1.5 Оценка адекватности модели второго уровня
2.2 Модели электромагнитных процессов в тяговых трансформаторах
2.3 Модель электромагнитных процессов в реакторе электровоза
2.3.1 Расчет индуктивности реактора
2.3.2 Схемы замещения реактора для расчета процессов при -91 воздействии импульсов напряжения с крутым фронтом. Расчет
• емкостей схем замещения реактора
2.4 Математические модели электромагнитных процессов в -97 системах преобразования электроэнергии

2.4.1 Теоретические основы
2.4.2 Выбор способа моделирования ЮВТ- транзистора в -100 системе «статический преобразователь - асинхронный
двигатель»
2.5 Выводы
ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК -111 АСИНХРОННОГО ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ И ИХ СИСТЕМ ПИТАНИЯ НА РАЗБРОС РЕАЛИЗУЕМЫХ МОМЕНТОВ
3.1 Влияние отклонений характеристик асинхронных тяговых -111 двигателей и эксплуатационных условий на величину реализуемых моментов
3.2 Исследование зависимости скольжения двигателей от условий -113 режимов работы привода
3.3 Исследование влияния конструктивных и технологических -116 отклонений на величину момента двигателей
3.4 Анализ влияния на момент асинхронных тяговых двигателей -125 схем питания
3.5 Выводы -
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СПОСОБА КОРРЕКЦИИ НАГРУЗОК -145 АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ИХ ПАРАЛЛЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ
4.1 Оценка способов коррекции нагрузок асинхронных -145 двигателей
4.2 Исследование регулирования нагрузок АТД с применением -149 «электрического вала»
4.3 Исследование влияния параметров регулирующей Ь-К цепи -155 на моменты двигателей
4.4 Технико-экономическое сравнение преобразовательных -165 систем перспективных электровозов

4.4.1 Технико-экономическое сравнение силовых преобразователей энергии
4.4.2 Технико-экономическое сравнение преобразовательных систем
4.5 Выводы
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ УЛУЧШЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭПС С АСИНХРОННЫМИ ТЯГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ И ТЯГОВОЙ СЕТИ
5.1Высшие гармоники в сетях тягового электроснабжения
5.2 Исследование влияния параметров пассивного фильтра на его массогабаритные показатели при различных резонансных частотах
5.3 Исследование зависимостей амплитуд гармоник входных тока и напряжения от параметров активных фильтров
5.4 Анализ массогабаритных показателей активных фильтров и суммарных показателей гибридных фильтров для различных резонансных частот
5.5 Инженерная методика определение математических зависимостей для расчета амплитуд помехи входного тока
5.6 Определение величины пульсаций напряжения на конденсаторах фильтра при различных способах регулирования напряжения на асинхронном двигателе
5.7 Исследование зависимости величины фазного тока первой гармоники при регулировании напряжения на двигателе методом широтно-импульсного моделирования по синусоидальному закону
5.8 Определение рациональной зоны резонансной частоты работы гибридного фильтра и несущей частоты работы преобразователя

По найденным значениям токов можно определить распределение намагничивающей силы и магнитной индукции в эквивалентном зазоре машины, полные электрические и магнитные потери, а также электромагнитные моменты машин.
Обобщая приведенные в (95] результаты для электромагнитного момента АТД с двумя обмотками на статоре, получим формулу для момента АТД1, работающего на «электрический вал»:
где Оа - диаметр ротора, £е — расчетная длина сердечника машины; т - число фаз; к3 - коэффициент Картера; 8 - величина воздушного зазора; р -число пар полюсов; р - относительное укорочение шага обмотки статора;
и - числа витков фазы первой и второй обмоток статора соответственно; q^ и сі2 - число пазов на полюс и фазу первой и второй обмоток статора соответственно; кт и к02 - обмоточные коэффициенты соответственно первой и второй обмоток статора; кх - номер временной гармоники тока статора; к2

2т{д 1+
2т(д1+д1)
(2.20)