Система адаптивного управления тяговым асинхронным приводом магистрального локомотива

• Автор: Шаговик, Андрей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ. Принцип рационального амплитудночастотного регулирования тягового асинхронного двигателя. Классификация и обзор работ по системам управления асинхронными двигателями. Скалярное управление. Векторное управление. Постановка задачи и обоснование методов исследования. Поле тяговых характеристик. Математическое описание асинхронного двигателя. Исходные положения моделирования системы адаптивного управления ТАД. Структурная схема модели. Описание отдельных блоков и связей. Выводы по главе 3. Анализ режимов работы магистрального локомотива при движении с поездом. Выводы по главе 4. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИЛОЖЕНИЕ 3. VV, и. Рис. Развитие полупроводниковой техники, создание полностью управляемых тиристоров и биполярных транзисторов с изолированным затвором I обусловили отказ от инверторов тока в пользу инверторов напряжения 1. Электроприводы с использованием скалярного управления широко распространены с системах, где не требуется быстрого изменения момента.

Следует отметить, что на

современных локомотивах разгон осуществляется при практически постоянной силе тяги линия Г до выхода на характеристику постоянства мощности 1. Однако это не исключает требования к системе тягового привода по реализации предельной силы тяги, исходя из условий сцепления. Целыо амплитудночастотного регулирования тягового асинхронного двигателя является реализация момента М,м и частоты вращения ротора юи, соответствующих заданным координатам и V, зона II и III тяговой характеристики при соблюдении определенных критериев оптимальности регулирования. Впервые главные критерии оптимальности амплитудночастотного регулирования ТАД для асинхронного тягового электропривода были обобщены и уточнены А. Анализ электромеханических и энергетических характеристик ТАД при управлении по законам, отвечающим приведенным выше критериям оптимальности, позволил сформулировать принцип рационального многозонного амплитудночастотного регулирования тягового асинхронного электродвигателя. Согласно этому принципу задание координат движения локомотива и V,, определяющих трогание с места и разгон см. Г, должно осуществляться путем регулирования напряжения и частоты тока статора. Трогание и разгон, как правило, осуществляются с максимально возможными тяговыми усилиями в диапазоне скоростей от нулевой до номинальной. К, путем регулирования только частот токов статора и ротора ТАД при постоянной амплитуде напряжения. Этот участок тяговой характеристики является участком постоянной мощности и определяет область регулирования, обозначенную зоной II, которую принято называть зоной ослабленного магнитного потока ТАД. В этой зоне критериями частотного регулирования являются поддержание заданного максимального напряжения и обеспечение требуемого запаса статической перегружаемости ТАД в точке заданной максимальной частоты вращения ротора двигателя. В случае, если при выходе на характеристику постоянства мощности в приводе остается запас на регулирование напряжения двигателя, управление моментом ТАД осуществляется путем изменения амплитуды напряжения и частоты тока статора при ограничении по мощности. Данный режим работы ТАД рассмотрен в 1. ТЭ0 и выделен в самостоятельную зону амплитудночастотного регулирования ТАД. Однако эта зона регулирования тягового двигателя для современных и перспективных типов локомотивов не характерна, так как при выходе на характеристику постоянства мощности лимитирующим фактором остается напряжение. Если расчеты показывают возможность данного режима работы ТАД, то его целесообразно отнести к первой зоне, где управление моментом двигателя осуществляется по способу минимума тока статора. Зону, в которой критерием регулирования является поддержание заданного запаса статической перегружаемости при постоянном напряжении статора двигателя, назовем зоной регулирования III, где для обеспечения сериесной характеристики кривая 3 значение частоты тока ротора двигателя поддерживают постоянным. Сказанное относится к регулированию координат движения
локомотива на предельной тяговой характеристике, что обеспечивает трогание и разгон поезда с максимально возможным ускорением. Если движение локомотива осуществляется с , и V меньшими предельных, например, разгон с тяговым усилием, меньшим пускового i9 или в режиме стабилизации установившейся скорости, то координаты границы зоны I, соответствующие выходу на ограничение по напряжению, с уменьшением тягового усилия , смещаются в область больших скоростей ,. График границы зоны регулирования I в поле тяговых характеристик показан на рис. Как показали расчеты и результаты экспериментальных исследований 1. Поэтому в зоне I используется регулирование с поддержанием постоянства потока. Это режим работы ТАД с минимальным током статора в области зоны I и обеспечение постоянства максимального напряжения статора двигателя при заданном Кстп в зонах регулирования II и III. Одним из основных показателей тягового двигателя является момент, создаваемый двигателем. Т5,ТГ Л,ЧД,ТГ5 ,ФГ 1. Мос1у1х5 1. Мм г,Мс1гхГ. В этом случае появляются девять возможных способов представления электромагнитной системы. В соответствии с этим управлять системой можно тремя способами 1.