Дослідження впливу пульсацій струму на коефіцієнт корисної дії тягових двигунів постійного струму
DOI:
https://doi.org/10.18664/ikszt.v31i1.357616Ключові слова:
електровоз, тяговий двигун, тиристорний випрямляч, коефіцієнт пульсацій, коефіцієнт корисної діїАнотація
У статті проведений аналіз впливу пульсацій струму на коефіцієнт корисної дії (ККД) тягових двигунів постійного струму. Отриманий аналітичний вираз для розрахунку ККД тягових двигунів постійного струму магістральних електровозів при їх живленні від однофазних напівкерованих тиристорних випрямлячів. Визначений кількісний вплив гармонік струму якоря на ККД двигуна. Методика визначення ККД ґрунтується на законі збереження енергії, методі гармонійного аналізу, методах з теорії електричних машин та комп'ютерного моделювання. В результаті проведених досліджень удосконалений аналітичний вираз для визначення ККД двигуна постійного струму при його живленні від однофазного напівкерованого тиристорного випрямляча з урахуванням коефіцієнта пульсацій струму. На комп'ютерній моделі отримані експериментальні графічні залежності коефіцієнта пульсацій струму від кута керування тиристорів, індуктивності обмотки якоря і струму навантаження. Методом планування експерименту отриманий аналітичний вираз для розрахунку коефіцієнта пульсацій струму. Результати досліджень мають практичну значимість: аналітичний вираз для визначення ККД двигуна постійного струму при його живленні від однофазного напівкерованого тиристорного випрямляча дозволяє розрахувати коефіцієнт використання двигуна за механічною потужністю з урахуванням допустимого нагрівання пульсуючим струмом.
Посилання
Электровоз ВЛ80Р. Руководство по эксплуатации./ Под ред. Б.А. Тушканова. – К.: Техніка, 1985. – 541 с.
Нерубацький В. П., Плахтій О. А., Івахно В. В., Гордієнко Д. А., Шелест Д. А. Аналіз методів керування випрямно-інверторного перетворювача електровоза. Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті, 2024, №2, С. 33-45.
Вольдек А.И. Электрические машины. – К: Техника, 1991. – 272 с.
Петренко А.Н., Танянский В.И., Петренко Н.Я. Дополнительные потери мощности от высших гармоник частотно-управляемого асинхронного двигателя. Електротехніка і електромеханіка 2012. №5. С. 34-35.
Костин Н.А., Петров А.В. Методы определения составляющих полной мощности в системах электрической тяги. Технічна електродинаміка. 2011. №3. С. 53-59.
Goolak S., Riabov Ie., Tkachenko V., Sapronova S., Rubanik I. Model of pulsating current traction motor taking into consideration magnetic losses in steel. Electrical Engineering & Electromechanics, 2021, no. 6, pp. 11-17. doi: 10.20998/2074-272X. 2021.6.02
Kharchenko V., Kostenko I., Liubarskyi B., Shaida V., Kuravskyi M., Petrenko О. Simulating the traction electric drive operation of a trolleybus equipped with mixed excitation motors and a DC-DC converter. EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies, 2020, vol. 3, no. 9 (105), pp. 46-54. doi: 10.15587/1729-4061.2020.205288.
Rens J., Vandenbossche L., Dorez O. Iron Loss Modelling of Electrical Traction Motors for Improved Prediction of Higher Harmonic Losses. World Electric Vehicle Journal, 2020, vol.11, no 1, p. 24. doi: 10.3390/wevj11010024.
Yamazaki K., Noiaki F. Torque and Loss Calculation of Rotating Mashines Considering Laminated Core. IEEE Transactions on Magnetics, 2011, vol. 47, no. 5, pp. 994 – 997. doi: 10.1109 / TMAG.2010.2089501
Edison Gundabattini, Arkadiusz Mystkowski, Adam Idzkowski, Raja Singh R. and Darius Gnanaraj Solomon Thermal Mapping of a High‐Speed Electric Motor Used for Traction Applications and Analysis of Various Cooling Methods - A Review. Energies 2021, no14, 1472. doi: 10.3390/en14051472.
Yeongsu Bak, Kyo-Beum Lee. Reducing Switching Losses in Matrix Convertor Drives: Disconinuous PWM Method. Journal Power Electron (THE KOREEN INSTITUTE POWE ELECTONICS), 2018, vol. 18, no. 5, pp. 1325-1335.
Goolak S., Sapronova S., Tkachenko V., Riabov I., Batrak Y. Improvement of the model of power losses in the pulsed current traction motor in an electric locomotive. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2020, vol. 6, no. 5 (108), pp. 38-46. doi: 10.15587/1729-4061.2020.218542.
Lingxiao Xue, Guj-Jia Su, Burak Ozpineci. DCRipple-Enerrgy Adaptive-Minimization Modulation Scheme for a High Power Density Convertor. IEEE Appled Power Electronics Conference (APEC). District of Columbia (USA), 2021, pp. 186-191.
Tcarafidy Raminosoa, Randy Willis, Kevin Bannion. A High-Speed High-Power-Density Non-Heavy Rare-Earth Permanent Magnet Traction Motor. 2020 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). Detroit, Michigan (USA), 2020, pp. 61-67.
Gervasio, F., Mastromauro, R., & Liserre, M. (2015). Power losses analysis of two-levels and three-levels PWM inverters handling reactive power. IEEE International Conference on In dustrial Technology (ICIT), 1123-1128. https://doi.org/10.1109/icit.2015.7125248.
Островерхов М.Я., Пижов В.М. Моделювання електромеханічних систем в "SIMULINK"– К.: ВД "Стилос", 2008. – 528 с.
Методы исследований и организация экспериментов / под ред. проф. К.П. Власова – Харьков: «Гуманитарный центр», 2002. 256 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
