Разработка алгоритмов эффективного управления тяговым вентильно-индукторным электроприводом электропоезда

• Автор: Киреев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Тяговый вентильно - индукторный электропривод. Устройство

и принцип действия

1.2. Зарубежный и отечественный опыт разработок ВИЭП

1.3. Обзор научных работ по управлению ВИЭП. Актуальность

задач исследования

2. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ В СИСТЕМЕ МшкСАБ

2.1. Система отсчета для параметров управления ВИЭП

2.2. Допущения. Расчетная схема замещения. Дифференциальные

уравнения
2.3. Моделирование входного преобразователя
2.4. Моделирование инвертора напряжения
2.5. Моделирование реактивного индукторного двигателя
2.6. Расчетный алгоритм, реализующий математическую модель

2.6.1. Расчет токов в обмотках двигателя
2.6.2. Расчет электромагнитного момента
2.6.3. Результаты моделирования процессов в ВИЭП
2.7. Идентификация математической модели ВИЭП
2.8. Расчетно-экспериментальные методы определения
электромагнитных связей ці =Д/,0)

2.8.1. Измерение напряжения и тока в фазной обмотке при заторможенном роторе и построение матрицы потоко-сцепления
2.8.2. Измерение напряжения и тока в фазной обмотке при постоянной частоте вращения и построение матрицы потокосцепления
2.8.3. Сравнение расчетных и экспериментальных характеристик НТИ-3 5 О
Выводы
ПУЛЬСАЦИИ МОМЕНТА В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С РИД
3.1. Условия работы и требования, предъявляемые к тяговым
передачам
3.2. Причины, вызывающие пульсации момента, и пути их сни -жения
3.3. Условия устранения пульсаций момента средствами управ -
ления
3.4. Снижение пульсаций момента в режиме токового ограни -
чения
3.4.1. Пусковой режим
3.4.2. Работа двигателя на «низких» частотах вращения
3.5. Снижение пульсаций момента в одноимпульсном режиме .
3.5.1. Режим работы РИД в области «средних» частот вра -щения
3.5.2. Режим работы РИД в области «высоких» частот вра -щения
3.6. Сравнение вариантов регулирования фазных токов
3.7. Динамические нагрузки в тяговой передаче электропоезда,
вызванные пульсациями момента

Современные требования к потребителям электроэнергии включают в себя требования по электромагнитной совместимости. Повышенные требования по коэффициенту мощности и форме потребляемых из сети токов делают желательным применение специальных средств коррекции формы входного тока. Кроме того, система управления входным преобразователем, наряду с формированием необходимых статических характеристик, должна обеспечивать высокую точность стабилизации выходного напряжения при внешних возмущающих воздействиях, основными из которых являются колебания напряжения контактной сети и относительно быстрое изменение нагрузки. Наиболее приемлемым вариантом таких преобразователей, обеспечивающих высокие энергетические показатели ЭПС, являются четырехквадрантные преобразователи (см.рис. 1.1) [131], [132].
В СУ 4q-S измеряются входные ток и напряжение, а также напряжение ltd, и по результатам измерений формируется ШИМ — сигналы управления VT1, VT2, VT2 и VT4 таким образом, чтобы сформировать ток в дросселе, по форме повторяющий входное напряжение, а по амплитуде - такой, чтобы поддержать напряжение ud на постоянном заданном уровне.
Таким образом, четырехквадрантный преобразователь выполняет следующие функции:
- формирование входного тока ВИЭП, повторяющего по форме входное напряжение, что повышает коэффициент мощности и позволяет увеличить вращающий момент РИД за счет повышения допустимого значения полезной мощности;
- повышение и стабилизация напряжения питания инвертора к* что позволяет получить вращающий момент РИД, не зависящий от колебаний входного напряжения.
Моделирование электрических процессов в 4q-S необходимо для повышения точности расчета процессов в системе, для определения параметров и выбора силовых электронных приборов, а также входного дросселя, конденсатора фильтра и для расчета размеров охлаждающего радиатора.