Моделирование системы "преобразователь-электродвигатель-колесная пара" как объекта управления при фрикционных автоколебаниях

• Автор: Угвусие, Осиноби Самуэль
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 152 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Обзор литературы и постановка задач исследования.

1.1. Фрикционные автоколебания и их исследования

для рельсовых транспортных средств

1.2. Моделирование электродвигателей рельсовых транспортных средств при пульсациях тока.

1.3. Моделирование преобразователей типа ШИП при

питании от автономного источника энергии.

1.4. Способы и устройства распознавания буксования

1.5. Постановка задач исследования

2. Математическое моделирование механического звена Передача колесной пары при фрикционных
автоколебаниях
2.1. Математические модели механической передачи
колесной пары
2.2. Определение собственных частот системы.
2.3. Расчет амплитуд упругих колебаний.
2.4. Исследование устойчивости фрикционных автоколебаний
3. Моделирование звеньев силовой электрической цепи
3.1. Математическая модель тягового электродвигателя цри пульсациях возмущающего момента и питающего напряжения
3.2. Математическая модель и электромагнитные процессы в широтноимпульсном преобразователе с переменной частотой модуляции
3.3. Гармонический анализ момента тягового электродвигателя.
4. Взаимосвязи между звеньями системы и анализ ее
свойств в режиме фрикционных автоколебаний.
4.1. Определение коэффициента электромеханической
.связи ..
4.2. Особенности работы системы Шипдвигательколесная пара в режиме фрикционных автоколебаний
4.3. Обобщенный алгоритм расчетов на ЭЦВМ электромеханических процессов
4.3.1. Нестационарные режимы при изменении частоты модуляции и пуске электровоза
5. Экспериментальная проверка основных теоретических выводов и предположений. Т
5.1. Описание экспериментального стенда и порядок проведения эксперимента
5.2. Определение исходных экспериментальных данных
5.3. Расшифровка и анализ осциллограммы.
5.4. Сопоставление теоретических результатов расчета с экспериментальными данными из
литературы
Основные результаты, выводы и рекомендации. 0 с
Литература


Увеличение диаметра осей (с до 0 мм) и переход на более качественную сталь (со с'т. ХН) не дали желаемых результатов. Экспериментальные работы по тензометрированию оси колесной пары электровоза проводились в условиях эксплуатации. Результаты тензометрирования подтвердили предположение о высоком уровне динамической крутильной напряженности (до кг/см ) осей колесной пары электровозов, вследствие автоколебаний при буксовании. Поломки удалось устранить, сместив место расположения передаточной шестерни с середины оси. Эксперимент также подтвердил наличие в данной механической передачи лишь одной формы колебаний. Суздальцев М. Я. в работе // рассматривает автоколебания трансмиссии двухосных и четырехосных тепловозов с гидравлическими передачами. Расчетная схема, рассматриваемая тепловозы, представлена в виде трехмассовой системы с симметричным приводом. К средней массе приложен крутящий момент привода. При первой форме, крайние массы имеют встречное движение при узле колебаний на средней массе. При второй форме колебаний, крайние массы колеблятся при наличии двух узлов колебаний в упругих соединениях между массами. Кроме того, в работе показано, что при стационарном процессе автоколебаний могут иметь место автоколебания первой формы или автоколебания второй. Оба вида автоколебаний в некоторых случаях могут развиваться одновремнно. На основании этого соображения, автор предлагает методику расчета уровня нагрузок в трансмиссии. Иванченко Ф. К. в работе //, при анализе результатов экспериментальных исследований нагрузок в механизмах передвижения разливочного механизма крана отмечает, что большие динамические нагрузки возникают при торможении и реверс! Установлено, что возникновение этих нагрузок связано с проскальзыванием движущихся колес, вследствие чего возбуждается автоколебание. Путем защемления системы определялись характер изменения и величины амплитуд колебаний. Наиболее полное исследование фрикционных автоколебаний колесных пар локомотивов, выполнено в работе Штейнвольфа Л. И. //. Автор разработал многие важные вопросы общей теории и затем применил их к частным случаям механических передач силовых установок тепловозов. Автор изучает самовозбуждающиеся колебания в силовых передачах, вызванные включением фрикционных муфт, а также автоколебания в механических передачах транспортных машин при буксовании. Причем восходящий участок должен быть более крутой, чем падающий. Виды такой характеристики трения хорошо описывают действительные зависимости сил трения упругих систем от скорости скольжения, поскольку учитывают различные характеры сопротивлений. В этой же диссертационной работе были приняты подобные характеристики. В работе Гатова Д. М. // представлены результаты исследования автоколебаний в трансмиссиях колесных машин. Автор установил, что при буксовании этих колесных машин в трансмиссии могут развиваться автоколебания, что приводит к значительному динамическому моменту в трансмиссиях колесных машин, в частности, автоколебаний большой грузоподъемности. Амплитуда колебаний в автомобильной трансмиссии может превышать момент по сцеплению в 1,5 раза, а в тепловозной в 3 раза. С помощью численного интегрирования системы нелинейных дифференциальных уравнений движения методом Эйлера. Добрынин Л. К. и Лысак В. А. //, изучая динамические нагрузки от автоколебаний в трансмиссиях тепловозов с гидравлическими передачами ТГМ-, и представляя расчетную модель в виде двухмассовой системы, также отметили при исследовании условий возможности существования стационарных амплитуд, что автоколебания могут возникнуть только в случае превышения момента инерции источника энергии (ведущей массы) над моментами инерции колес (ведомыми массами). Условия существования стационарных автоколебаний зависят от характеристики движущего момента, приложенного к ведущей массе. В зоне избыточного скольжения стационарные автоколебания возможны, если характеристика тягового усилия достаточно крутая и пересекается с характеристикой сцепления колесных пар. ЫоиУсоп М<7 6втаг-с} М.