Совершенствование системы управления входным преобразователем двухсистемного электровоза с асинхронными тяговыми двигателями

• Автор: Широченко, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
Общая характеристика работы
Глава 1 Состояние вопроса и постановка задачи
1.1 История развития тягового привода
1.2 Проблемы при питании от тяговой сети переменного тока
1.3 Преобразователи для ЭПС с АТД
Глава 2 Расчётная схема и математическое описание процессов в преобразователе
2.1 Расчётная схема преобразователя
2.2 Анализ преобразователя
2.3 Энергетические характеристики 4ц-8 преобразователя
Глава 3 Математическая модель системы «тяговая сеть-электровоз»
3.1 Математическое моделирование и построение математических моделей
3.2 Математическая модель системы «тяговая сеть - электровоз»
3.3 Модель тягового электроснабжения
3.4 Модель тягового трансформатора
3.5 Модель входного преобразователя (4ц-8)
3.5.1 Математическое описание процессов в 4ц-8 преобразователе
3.5.2 Моделирование 4ц-8 преобразователя
3.6 Модель нагрузки
Глава 4 Результаты моделирования
4.1 Выбор варианта управления
4.2 Показатели, характеризующие входной преобразователь с ШИМ кратностью 9 и смещением несущих сигналов
4.3 Оценка качества регулирования
Глава 5 Экспериментальные исследование входного
преобразователя
5.1 Описание средств и процесса измерения
5.2 Результаты экспериментальных исследований
Выводы по работе
Источники информации
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Одним из условий успешного развития экономики Российской Федерации является наличие эффективной транспортной системы. В транспортной системе России ведущим и организующим видом транспорта является железнодорожный. Приоритетные направления его развития определены действующими государственными программами, которые предусматривают меры по интенсивной модернизации инфраструктуры и подвижного состава железных дорог.
В России в связи с наличием электрификации двух систем тока и с необходимостью увеличения участков работы ЭПС для повышения экономической эффективности необходим двухсистемный ЭПС. Создание таких локомотивов и локомотивов с бесколлекторными тяговыми двигателями, отвечающих современным требованиям и конкурентоспособным на рынке является одним из основных направлений в сфере локомотивостроения. Создание двухсистемного пассажирского электровоза с асинхронным тяговым двигателем указано в «белой книге» ОАО «РЖД» как результат работы в 2007-2011 годах.
Современный двухсистемный электровоз представляет собой сложный электротехнический комплекс, в состав которого входят асинхронные тяговые двигатели, трансформаторное, дроссельное и конденсаторное оборудование, полупроводниковые преобразователи и системы управления, которые должны обеспечивать получение заданных тяговых и тормозных характеристик во всех эксплуатационных режимах. При этом наиболее важной задачей является создание способов и алгоритмов управления, обеспечивающих требуемые тягово-энергетические показатели и электромагнитную совместимость электровоза с инфраструктурой в условиях изменяющихся параметров системы тягового электроснабжения, что и определяет актуальность темы диссертационной работы.

питающего напряжения 50 Гц значение в приходится уменьшать до в = 5.
Тем не менее, при этом значении в, рабочая частота тиристоров 5><50 = 250 Гц оказывается выше, чем у фирмы ВВС, занимающейся разработкой ИВ. Поэтому, даже незначительное превышение максимальной частоты переключений тиристоров при использовании следящей системы управления ИВ может привести к перегреву и выходу из строя силовых тиристоров. Таким образом, существующая ранее элементная база силовых вентилей не позволяла использовать следящие системы управления ИВ при высоких частотах переключения тиристоров, сейчас при широком выпуске ЮВТ транзисторов эта возможность появилась.
Синхронная система управления с фиксированной частотой переключений силовых вентилей была использована и специалистами фирмы ВВС для ИВ электровоза Е-120 (рис.1.12) [37-44].
Также, как и в схеме, представленной на рис. 1.11,а, регулятор напряжения определяет требуемую амплитуду входного тока ИВ гсзмакс. Величина амплитуды умножается на эталонную величину выходного сигнала генератора эталонной синусоидальной кривой, устанавливаемую по напряжению сети, и в качестве задающей величины (ток сетевой заданный - /„) тока по амплитуде и фазе подается к регулятору тока.
Отличие заключается в том, что команды управления для ИВ формируются в результате сравнения выходного напряжения регулятора тока с треугольным напряжением (с выхода генератора треугольного напряжения ГГН) неизменной частоты 183 Гц. На выходе компаратора К формируются управляющие импульсы, определяющие длительность подключения положительной или отрицательной полярности напряжения промежуточного звена на входные клеммы преобразователя в процессе формирования основной гармонической входного напряжения ИВ [45].
Регуляторы Р1 и Р2 определяют зависимость между входным током гс импульсного выпрямителя и его стабилизированным напряжением и<1 при