Введение - Исследование импульсного регулирования асинхронного двигателя электроподвижного состава

Актуальность темы исследований. Ведущее место в транспортной системе Республики Узбекистан занимают железные дороги. Они имеют важнейшее государственное, народнохозяйственное и оборонное значение. Особенно возрастает их роль в условиях перестройки управления экономикой и введения рыночных отношений. От железных дорог требуется своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей населения и народного хозяйства, грузоотправителей и грузополучателей в перевозках. Любая даже кратковременная задержка выполнения заявки на перевозки наносит ущерб нормальной работе предприятий, подрывает договорные основы ведения хозяйства, снижает конкурентоспособность железнодорожного транспорта.

В докладе Президента Республики Узбекистан Ислама Каримова на заседании правительства по итогам социально-экономического развития страны на тему: "Все наши устремления и программы - во имя дальнейшего развития родины и повышения благосостояния народа" сказано, что...большие задачи стоят перед нашими железнодорожниками. Необходимо завершить строительство двухпутной электрифицированной железнодорожной линии Джизак - Янгиер и однопутной электрифицированной железнодорожной линии Янгиер - Фархад, начать реализацию проектов по электрификации имеющих стратегическое значение железнодорожных линий Мараканд - Карши и Карши - Термез, что позволит на 20 процентов сократить расходы и повысить скорость доставки в 1,3 раза. Наряду с этим необходимо ускорить реализацию проектов по обновлению парка пассажирских локомотивов, модернизации и восстановлению грузовых локомотивов и вагонов, модернизации железнодорожных путей, обеспечить в установленные сроки завершение строительства и ввести в эксплуатацию первую в Средней Азии высокоскоростную железнодорожную магистраль на участке Ташкент--Самарканд совместно с испанской компанией "Тальго" [1.].

В настоящее время большое количество электровозов не удовлетворяет современным требованиям, предъявляемым к технике нового поколения как по экономичности и надежности, так и по условиям работы локомотивных бригад. На железных дорогах Узбекистана электрифицировано 480 км дороги на переменном напряжении 25 кВ. До последних лет на этих участках использовались электровозы ВЛ-60 и ВЛ-80. В настоящие время электровозы ВЛ-60 выработали свой ресурс.

Вспомогательные цепи электроподвижного состава (ЭПС) - это электрические машины и аппараты, обеспечивающие охлаждение электрооборудования тягового привода, снабжение сжатым воздухом системы пневматического торможения поезда, электропитание цепей управления, создание необходимых комфортных условий в кабине машиниста и пассажирских помещениях.

Увеличение мощности ЭПС, применение тягового электропривода с преобразователями, повышение требований к комфорту в кабине машиниста и пассажирских помещениях требует соответствующего увеличения мощности вспомогательного оборудования. На современном ЭПС расход энергии на работу вспомогательного оборудования достигает 10 % от энергии, затраченной на тягу поездов.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором являются предпочтительным вариантом для привода вспомогательного оборудования ЭПС ввиду их дешевизны, надежности и простоты технического обслуживания. На большинстве электровозов переменного тока вспомогательные асинхронные двигатели получают трехфазное питание от расщепителя фаз, представляющего собой короткозамкнутую асинхронную машину, выполняющую одновременно функции однофазного двигателя и трехфазного генератора.

Недостатками асинхронных машин являются проблемы регулирования скорости их вращения и получения на ЭПС переменного тока симметричного трехфазного напряжения, а также снижение вращающего момента пропорционально квадрату питающего напряжения, что может привести к остановке вспомогательных машин при пониженном напряжении контактной сети.

С учетом вышеизложенных, актуальным направлением при реконструкции электрической части вспомогательных машин существующих электровозов и проектировании вновь создаваемых электровозных систем, является направление, связанное с созданием частотно-регулируемых асинхронных приводов вспомогательных машин на основе перспективных схем преобразователей частоты

Цель диссертации. Разработка и исследования статических преобразователей частоты для питания электроприводных двигателей мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов и масляных мотор-насосов вспомогательных цепей электроподвижного состава

Задачи диссертации. Для решения цели диссертации в работе выполнены следующие задачи - проведен анализ современного состояния и проблемы совершенствования системы управления импульсно регулируемого электроподвижного состава, рассмотрены характеристики, принципы работы и управления приводных асинхронных двигателей с питанием от преобразователя частоты, проведено исследование электромагнитных процессов в системе "преобразователь частоты-асинхронный двигатель" с широтно-импульсным регулированием напряжения, приведены примеры использования частотно-регулируемого электропривода вспомогательных машин для электровозов переменного и постоянного тока.

Научная новизна. В работе разработана рациональная схема преобразователя частоты по системе широтно-импульсный регулятор и автономный инвертор напряжения, реализующего управление с энергосберегающими характеристиками для конкретного вида оборудования, их мощностей, диапазона регулирования производительности, а также других технологических и конструктивных параметров.

Практическая ценность диссертации, Обусловлена, в первую очередь комплексным подходом к проблеме создания перспективного преобразователя частоты по системе широтно-импульсный регулятор и автономный инвертор напряжения, для питания тягов?х электроприводных двигателей цепей электроподвижного состава, определением требований к регулируемого электроприводу и их принципов построения, законов частотного регулирования, способов управления привода и преобразователя, разработки инженерных методик и реализующие их алгоритмы расчета электромагнитных процессов в системе "ПЧ - АД", создания рациональных структур автоматизированных электроприводов, реализующих оптимальное управление вспомогательных машин электровозов.

Объект исследований. Объектом исследования является тяговые электродвигателей электровозов переменного толка.

Предмет исследований. Преобразователь частоты по системе широтно-импульсный регулятор и инвертор напряжения для питания приводных двигателей электровозов переменного толка.

Апробация и публикация. Отдельные части диссертации периодически докладывались на научно-технических конференциях ТИИЖТа, а также на заседаниях кафедры "Электрический транспорт".

По материалам диссертации опубликованы статьи: 1) О применении статических преобразователей для цепей электроподвижного состава. Сб. статей научно-практической конференции студентов магистратуры и бакалавриата Ташкентского института инженеров железнодорожного транспорта. Ташкент.2010; 2) Разработка функциональных схем частотно-регулируемых асинхронных электроприводов для вспомогательных цепей ЭПС Сб. статей научно-практической конференции студентов магистратуры и бакалавриата Ташкентского института инженеров железнодорожного транспорта. Ташкент.2011.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четерех глав, заключения, списка использованной и изученной литературы. Обьем работы без учета списка литературы, рисунков и таблиц 65 страниц.

Похожие статьи




Введение - Исследование импульсного регулирования асинхронного двигателя электроподвижного состава

Предыдущая | Следующая