Привод электроподвижного состава с вентильными тяговыми двигателями

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….....
1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СОСТОЯНИИ ВОПРОСА ПРИМЕНЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ТЯГОВОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ ……………………………………………………………..…..
2. СТРУКТУРА И АЛГОРИТМЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕСКОЛЛЕКТОРНЫМ ТЯГОВЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ЭЛЕКТРОВОЗОВ …………………………………………………………………
2.1 Структура микропроцессорной системы управления бесколлекторным тяговым электроприводом электровозов …………………..
2.2 Особенности построения алгоритмов управления асинхронным тяговым электроприводом ……………………………………….
2.3 Влияние построения силовых цепей на алгоритмы управления вентильным тяговым приводом ……………………………………
3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ТЯГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ПО МГНОВЕННЫМ ЗНАЧЕНИЯМ ЛИНЕЙНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ………..
3.1 Задачи эффективного управления вентильным тяговым электроприводом ………………………………………………………………….
3.2 Принцип определения фазовой координаты по мгновенным значениям линейных напряжений вентильного двигателя ……..…………..….
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАБОТЫ УПРАВЛЯЕМОГО
ВЫПРЯМИТЕЛЯ НА ПРОЦЕСС УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ
ТЯГОВЫМ ПРИВОДОМ …………………………………………………………
4.1 Исследование влияния работы управляемого выпрямителя на изменение синусоидальности форм линейных напряжений вентильного тягового двигателя …………………………………………………
4.2 Разработка алгоритма компенсации погрешности управления машинной коммутацией на основе динамической модели силовой цепи тягового электропривода …………………………………………………..
5. РАЗДЕЛ ПО ОХРАНЕ ТРУДА …………………………………………...……
6. РАЗДЕЛ ПО ЭКОНОМИКЕ ……………………………………………..…….
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….………
ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………….……..

Весь текст будет доступен после покупки

В течение всего времени развития тягового электропривода локомотивов особое внимание уделялось возможности использования бесколлекторных двигателей переменного тока, к которым относятся асинхронные (АД) и вентильные (ВД) двигатели. Коллекторные двигатели постоянного тока, как и любая электрическая машина постоянного тока, имеет ряд недостатков, связанных с наличием коллектора и щеточного аппарата. К ним относятся: ограничение по мощности, напряжению, частоте вращения якоря ТЭД по условию коммутации и устойчивости щеточного контакта; большой расход цветных металлов, высокая стоимость, большие габаритные размеры; наличие коллекторно-щеточного узла отрицательно сказывается на надежности и повышает эксплуатационные затраты. В бесколлекторных машинах эти недостатки отсутствуют, что делает их более перспективными по отношению к машинам постоянного тока.
Попытки использовать бесколлекторные двигатели в электрических передачах локомотивов предпринимались еще в 1930-х годах. Практическая возможность их применения появилась после освоения и выпуска промышленностью силовых полупроводниковых элементов (тиристоров, транзисторов).
Работы по исследованию и разработке передач с использованием АД и ВД начались в СССР в середине 60-х годах. В 1968 г. тяговыми двигателями переменного тока были оборудованы электровозы ВЛ80А и ВЛ80В (были применены как асинхронные тяговые двигатели, так и вентильные).
ВД представляет собой систему, состоящую из электрической машины, вентильного преобразователя и системы управления.

Весь текст будет доступен после покупки

Коллекторные тяговые электродвигатели тягового подвижного состава имеют свои общеизвестные достоинства и недостатки. Но в связи с бурным развитием силовой электроники по¬явилась возможность создавать и применять на по¬движном составе высокоэффективные приводы пере¬менного тока на основе бесколлекторных тяговых электродвигателей и статических преобразо¬вателей частоты. Ведущие мировые производители железнодорожного транспорта Siemens, Alstom, Bombardier активно осваивают новые технические возможности, предоставляемые тяговым приводом переменного тока, и отказались от использования мо¬рально устаревших и неудобных в эксплуатации тяго¬вых двигателей постоянного тока.
Использование электропривода с асинхронными тяговыми двигателями в локомотивах улучшает тяговые характеристики, по¬вышает их надежность, а применение современных статических преобразователей частоты в тяговом электроприводе переменного тока позволяет легко реализовать "антиюзовые" и "противобоксовочные" алгоритмы управления поездом.
Широкое развитие тягового привода с использо¬ванием асинхронных тяговых электро¬двигателей в 1980-е гг. значительно увеличило удель¬ную мощность локомотивов.
Четырехосные электровозы серии 120 Государственных железных дорог Германии (DB AG), по¬явившиеся в 1979 г., были первыми локомотивами с трехфазными асинхронными двигателями и рекуператив¬ным торможением. После испытаний электровозов в 1984 г. было начато строительство серии 120.1 из 60 локомотивов, поставленных заказчику в 1987-1989 гг.
После этого для государственных железных до¬рог Дании (DSB) была построена партия электровозов подобного типа (серии ЕА 3000), а также несколько высокоскоростных поездов ICE1, концевые моторные вагоны которых фактически представляли собой от¬дельные электровозы с тяговым приводом электрово¬за серии 120.
В 1980-х гг. в цепях управления все чаще стали применяться микропроцессорные схемы. Они облада¬ли компактностью и повышенной надежностью. В этот же период в Японии был изобретен запираемый тиристор (GTO), позволивший значительно упростить ЛУЛ/V 2074-27ЛХ.
Компания ВВС (Дания) на базе имевшихся запи¬раемых тиристоров с рабочим напряжением 2500 В разработала тяговый преобразователь для первого электровоза с промежуточным звеном на напряжение 1400 В. Начиная с 1987 г., железнодорожной компа¬нии BT/SZU в Швейцарии было поставлено 8 элек¬тровозов серии Re450, разработанных на базе этого преобразователя, а с 1989 г. - 115 таких же локомоти¬вов для Федеральных железных дорог Швейцарии (SBB) и городской железной дороги в Цюрихе.
11 июля 2000 г. совместно фирмами ADtranz и DBCargo был представлен локомотив серии 185 как пер¬спективный массовый мощный электровоз для грузовых перевозок. После проведения испытаний на трех опыт¬ных образцах (электровозы BR.185 № 001-003), начиная с 2001 г., было заказано порядка 400 электрово¬зов BR185. Их применение позволило осуществлять гру¬зовые перевозки не только по Германии, Австрии, Швейцарии и Швеции, где напряжение в контактной сети составляет 15 кВ, 16,67 Гц, но и по дорогам Фран¬ции, Люксембурга, Дании, Венгрии и Чехии, где напря¬жение в контактной сети - 25 кВ, 50 Гц.
Сделан важный шаг по созданию локомотивов нового поколения с бесколлекторными тяговыми дви¬гателями и в Российской Федерации. С 1998 по 2006 г. НЭВЗ построил серию из 12 пассажирских ше¬стиосных электровозов ЭП10 двойного питания (25 кВ переменного тока 50 Гц и 3 кВ постоянного тока). Электровозы этой серии отличаются высокой мощно¬стью, хорошей динамикой разгона, а также улучшен¬ными энергетическими показателями. На всех локо¬мотивах установлено оборудование для рекуперации, система автоматического управления тягой и рекуперативно-реостатный тормоз, трехуровневая микро¬процессорная система диагностики, асинхронные ТЭД. Последние, по оценкам специалистов, показали результат лучше иностранных аналогов по ряду клю¬чевых показателей. Электрооборудование поставляется компанией Bombardier.
Электровоз ЭП20 - двухсистемный пассажирский электровоз, созданный НЭВЗ совместно с французской компанией Alstom. Он запланирован как головной про¬ект масштабной программы для разработки семейства российских электровозов нового поколения.
В соответствии с контрактом между ЗАО "Трансмашхолдинг" и ОАО "Российские железные дороги" в 2012-2020 гг. поставлены 200 двухсистемных пассажирских элек¬тровозов ЭП20.
ЭП20 - первый российский электровоз, способ¬ный водить пассажирские поезда на скоростях до 200 км/ч. Он имеет асинхронные тяговые двигатели ДТА-1200А с короткозамкнутым ротором (таблица 1.1, рисунок 1.1) и тяговые преобразователи с IGВТ-транзисторами. Кроме того, применен ряд других современных кон¬структивных решений - дисковые тормоза, цельнока¬таные колеса, безмасляные компрессоры, электрон¬ные тормозные краны, системы безопасности для обеспечения вождения в "одно лицо", светодиодные прожекторы и фонари, модульная кабина управления со встроенными модулями энергопоглощения при столкновении и пр.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Дипломные и курсовые проекты. Практикум [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие: [по направлению подготовки 23.05.03 "Подвижной состав железных дорог" (Локомотивы, Электрический транспорт железных дорог), квалификация "инженер путей сообщения"] / А.С.Космодамианский, С.И.Баташов, М.А.Ибрагимов, М.Ю.Капустин; рец. А.Т.Осяев ; Российский университет транспорта, кафедра Тяговый подвижной состав. - Текст: электронный. - М.: РУТ(МИИТ), 2019. - 83 с.
2. Луков Н.М., Космодамианский А.С. Автоматические системы управления локомотивов: Учебник для вузов ж. - д. транспорта. – М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. – 429 с.
3. Асинхронный тяговый привод локомотивов: учеб. пособие / А.А.Андрющенко, Ю.В.Бабков, А.А.Зарифьян и др.; под ред. А.А.Зарифьяна. – М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014. – 412 с.
4. Автоматизированные системы управления электроподвижным составом: учебник / Л.А.Баранов, А.Н.Савоськин, О.Е.Пудовиков и др.; под ред. Л.А.Баранова и А.Н.Савоськина. – М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014. Ч 1: Теория автоматического управления. – 400 с.
5. Электрический привод и преобразователи подвижного состава: Учебник для техникумов и колледжей ж. – д. транспорта. – М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. – 398 с.

Весь текст будет доступен после покупки