Содержание к диссертации
Введение
1. Обзорный анализ систем управления тяговым приводом локомотива с асинхронными двигателями 6
1.1. Принцип рационального амплитудно-частотного регулирования тягового асинхронного двигателя 6
1.2. Классификация и обзор работ по системам управления асинхронными двигателями 11
1.3. Скалярное управление 14
1.4. Векторное управление 29
1.5. Прямое управление моментом асинхронного двигателя 35
1.6. Постановка задачи и обоснование методов исследования 39
2. Синтез адаптивной системы управления тяговым асинхронным двигателем 41
2.1. Поле тяговых характеристик 41
2.2. Математическое описание асинхронного двигателя 52
2.3. Математическая модель блока широтно-импульсной модуляции 58
2.4. Математическая модель преобразователя координат системы векторного управления 60
2.5. Система управления с поддержанием минимума потерь электрической мощности ТАД 64
2.6. Выводы по главе 2 83
3. Моделирование алгоритма управления асинхронным тяговым приводом 84
3.1. Исходные положения моделирования системы адаптивного управления ТАД 84
3.2. Структурная схема модели 84
3.3. Описание отдельных блоков и связей 86
3.4. Экспериментальные исследования и оценка достоверности результатов моделирования 90
3.5. План эксперимента на математической модели 98
3.7. Выводы по главе 3 107
4. Оценка эффективности применения системы адаптивного управления 108
4.1. Анализ режимов работы магистрального локомотива при движении с поездом 108
4.2. Оценка снижения потерь в ТАД при работе с адаптивной системой управления 113
4.3. Экономия энергоносителей при работе локомотива на реальном участке 121
4.4. Выводы по главе 4 126
Заключение 127
Библиографический список 128
Приложение 1 135
- Классификация и обзор работ по системам управления асинхронными двигателями
- Математическая модель преобразователя координат системы векторного управления
- Экспериментальные исследования и оценка достоверности результатов моделирования
- Оценка снижения потерь в ТАД при работе с адаптивной системой управления
Введение к работе
Актуальность работы.
В настоящее время на сети железных дорог ОАО «РЖД» парк тягового подвижного состава близок к физическому и моральному исчерпанию своего ресурса. К 2010 году выработают полностью установленный срок службы 67,8 % грузовых электровозов постоянного тока, 35,4 % грузовых электровозов переменного тока, 90,3 % магистральных грузовых тепловозов и 69,0 % маневровых тепловозов.
К основным тягово-энергетическим показателям локомотивов, наряду с силой тяги в продолжительном режиме и сцепной массой относятся такие важные параметры, как осевая мощность и потери энергии во всем диапазоне скоростей и нагрузок. На основании опыта промышленно развитых стран и исследований, проводившихся в СССР, а затем в России, следует сделать вывод, что наиболее предпочтительным для перспективных локомотивов является привод с использованием тяговых асинхронных двигателей (ТАД). Данный тип двигателей позволяет наиболее полно использовать сцепную массу локомотива по сравнению с коллекторными тяговыми двигателями, за счет отсутствия коллектора обеспечивает возможность увеличения активной длины ротора, и высокую надежность, что дает возможность реализовать повышенную осевую мощность. Опыт разработки и испытания образцов локомотивов с тяговым асинхронным приводом подтвердил, что достижение ожидаемого улучшения показателей возможно при условии создания системы автоматического регулирования (САР) тягового электропривода, обеспечивающей реализацию всех тяговых и энергетических характеристик локомотива, достижимых за счет применения прогрессивных тяговых двигателей трехфазного тока.
Цель работы.
Улучшение тягово-энергетических показателей магистральных локомотивов за счет более полного использования возможностей гибкого микропроцессорного управления по рациональным алгоритмам, обеспечивающего снижение электрических потерь в тяговом асинхронном приводе во всем диапазоне рабочей мощности.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи;
Выполнить сравнительный анализ различных систем автоматического управления, применяемых на тяговом подвижном составе с асинхронными двигателями по обоснованным тягово-энергетическим показателям локомотива.
Выполнить синтез алгоритма управления приводом по минимуму потерь при реализации режима постоянства мощности.
НОС. ІіАО.'іимл.ІЬМЛ}. БИБЛИОТЕКА
Составить алгоритм реализации цифровой системы управления с
учетом изменения условий работы тягового привода.
Разработать математическую модель системы тягового электрического привода магистрального локомотива, учитывающую особенность адаптивного управления.
Произвести оценку тягово-энергетических показателей локомотива с использованием адаптивного управления асинхронным приводом.
На защиту выносятся следующие научные положения:
1.Принцип достижения минимума потерь электрической мощности в тяговых асинхронных двигателях при работе в зоне не полной мощности за счет использования резерва по регулированию напряжения источника питания;
2.Модель системы адаптивного управления асинхронным тяговым приводом магистрального локомотива, обеспечивающая возможность исследования привода в зоне пуска с ограничением по сцеплению и рациональное управление по минимуму электрических потерь мощности в зоне постоянства электрической МОЩНОСТИ.
3. Алгоритм управления тяговым асинхронным приводом, обеспечивающий минимизацию электрических потерь мощности.
Методы исследования.
Для решения поставленных задач использовались теоретические и экспериментальные методы исследований. Теоретические исследования проводились с использованием положений теории автоматического регулирования и управления, теории электрических машин и локомотивной тяги. В исследованиях использованы методы имитационного математического моделирования.
Научная новизна работы.
Установлены закономерности изменения электрических потерь мощности в тяговых асинхронных двигателях в режимах частичной мощности локомотивов;
Сформулирован принцип и получен новый алгоритм регулирования асинхронного тягового привода на частичных мощностях по критерию минимума электрических потерь мощности;
Разработана математическая модель системы адаптивного управления тяговым асинхронным приводом, отличающаяся возможностью исследования потерь мощности во всем поле тяговых характеристик.
Практическая ценность.
Разработанный алгоритм рационального управления тяговым асинхронным приводом позволяет реализовать быстродействующее управление электромагнитным моментом и снижение потерь электрической энергии;
Предложена система автоматического регулирования,
обеспечивающая снижение электрических потерь во всем поле тяговых
характеристик локомотива, включая режимы неполной мощности, вероятность нахождения в которых в условиях эксплуатационной работы максимальна;
Дана оценка снижения затрат на тягу по энергетической составляющей при использовании предложенных алгоритмов управления тяговым электроприводом локомотива.
Реализация работы.
Рекомендации по совершенствованию алгоритма управления асинхронным тяговым приводом во всем поле тяговых характеристик с целью повышения быстродействия управления моментом тягового асинхронного электродвигателя и снижения потерь энергии будут переданы в ВНИКТИ.
Апробация работы; основные положения работы доложены и обсуждены на Втором международном симпозиуме «Элтранс - 2003» (г. Санкт - Петербург, ПГУПС, 2003); шестьдесят третьей научно-технической конференции «Неделя науки - 2003» (г. Санкт - Петербург, ПГУПС, 2003); шестьдесят четвертой научно-технической конференции «Неделя науки - 2004» (г. Санкт - Петербург, ПГУПС, 2004); на конференции, посвященной 75-летию электрификации железных дорог России (г. Санкт - Петербург, ПГУПС 2004г.); на научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте - 2005» (г. Красноярск филиал ИрГУПС 2005г.); на Третьем международном симпозиуме «Элтранс - 2005» (г. Санкт - Петербург, ПГУПС, 2005).
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста с выводами, общего заключения, списка литературы из 109 наименований. Объем работы составляют 127 страниц основного текста, включая 39 рисунков, 5 таблиц, 7 страниц списка используемой литературы и 3 приложения на 15 страницах.
Классификация и обзор работ по системам управления асинхронными двигателями
Впервые главные критерии оптимальности амплитудно-частотного регулирования ТАД для асинхронного тягового электропривода были обобщены и уточнены А.Т. Бурковым [1.13]. К ним относятся: - минимум тока статора ТАД; - минимум потерь в системе «автономный инвертор - асинхронный двигатель»; - реализация заданной максимальной частоты вращения ротора электродвигателя и номинальной мощности при наименьшем значении напряжения; - максимум коэффициента мощности или максимум произведения коэффициента мощности на коэффициент полезного действия двигателя. Анализ электромеханических и энергетических характеристик ТАД при управлении по законам, отвечающим приведенным выше критериям оптимальности, позволил сформулировать принцип рационального многозонного амплитудно-частотного регулирования тягового асинхронного электродвигателя. Согласно этому принципу задание координат движения локомотива Ft и Vn определяющих трогание с места и разгон (см. рис. 1.1, кривая 1 или линия 1 ), 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. В этой зоне частотного регулирования, назовем ее зоной I, тяговое оборудование используется полностью по токовым нагрузкам, а продолжительность этого режима невелика (не превышает 10 % от общего времени работы в тяге [1.33]). Учитывая существующую зависимость установленной мощности полупроводниковых преобразователей от величины пускового тока и незначительное влияние рассмотренного режима на общие энергетические показатели тягового подвижного состава, в качестве критерия оптимальности частотного регулирования в зоне I принят критерий быстродействия управления моментом [1.14].
Когда напряжение на зажимах ТАД достигнет максимального значения (кривая 2), движение локомотива осуществляется заданием координат Fi и Vt путем регулирования только частот токов статора и ротора ТАД при постоянной амплитуде напряжения. Выход на ограничение по напряжению обусловлен тем, что установленная мощность статических преобразователей пропорциональна максимальному напряжению. 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 [1.12] для системы тягового привода тепловоза ТЭ120 и выделен в самостоятельную зону амплитудно-частотного 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 F; и Vn меньшими предельных, например, разгон с тяговым усилием, меньшим пускового Ft Fn, или в режиме стабилизации установившейся скорости, то координаты границы зоны I, соответствующие выходу на ограничение по напряжению, с уменьшением тягового усилия Fj смещаются в область больших скоростей Vt. График границы зоны регулирования І в поле тяговых характеристик показан на рис. 1.1 пунктирной линией. Это объясняется тем, что при управлении ТАД по способу минимума тока статора запас на регулирование напряжения двигателя определяется разницей между текущим и номинальным значениями напряжения. Как показали расчеты и результаты экспериментальных исследований [1.13], в области скоростей, ниже номинальной, режимы минимума тока статора и — - = const отличаются несущественно. Поэтому в зоне I используется регулирование с поддержанием постоянства потока. Исходя из принципа рационального амплитудно-частотного регулирования ТАД сформулированы условия реализации рациональных способов управления двигателем в поле тяговых характеристик локомотива. 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.
Математическая модель преобразователя координат системы векторного управления
Частота вращения ротора вычисляется с использованием оценки частоты вращения магнитного поля, которая принимается равной угловой частоте вращения вектора потока ротора. Отсюда возникает необходимость дифференцирования угла вектора потока ротора. При этом контур скорости работает с периодом дискретности, в десятки раз превышающим период дискретности контуров магнитного потока и момента. Для повышения точности оценки со0 используется алгоритм линейной аппроксимации значений угла потока ротора, накопленных за шаг расчета контура скорости. Этот алгоритм основан на выделении линейной составляющей из полученных данных путем минимизации среднеквадратичной ошибки. Предложенный метод снижает требования к последующей фильтрации скорости без внесения какого-либо дополнительного запаздывания, а следовательно, повышает быстродействие системы в целом.
В силу специфики данной системы традиционные методы оценивания параметров двигателя применить не удается, а информация о принципах адаптивной оценки регулируемых координат в системе ПУМ в литературе не публикуется. Кроме того, для нормального функционирования ПУМ необходимо иметь несущую частоту ключей инвертора более 16 кГц. В связи с выше изложенным, применение этого метода на ТПС с большой осевой мощностью на сегодняшний день не возможно, так как требует большого объема вычислений за такт. На локомотивах нельзя работать без ДЧВ. Применение ПУМ требует использования однокристалльных плат управления.
В результате анализа систем автоматического регулирования ТАД установлено, что существующие системы имеют ряд недостатков, обусловленных как применением недостаточно экономичных способов частотного регулирования, так и принятыми принципами построения САР, не обеспечивающими точного, стабильного и экономичного управления ТАД.
При разработке и исследованиях системы автоматического регулирования по мгновенным значениям контролируемых параметров необходимо учитывать их изменения в квазиустановившихся и переходных режимах привода, которые существенным образом зависят от типа выходного преобразователя силовой части, способа его регулирования и режима работы в зависимости от реализуемой мощности. Обзор выходных преобразователей тягового подвижного состава с ТАП показал, что наибольшее распространение получили автономные инверторы напряжения с широтно-импульсной и пространственно-векторной модуляцией [1.26]. Постоянное развитие полупроводниковой техники позволяет использовать полупроводниковые приборы более высокого класса, что уменьшает необходимое их количество для преобразователя. Однако, существенное отставание отечественной полупроводниковой промышленности от зарубежных аналогов, а также нежелание зарубежных фирм раскрывать алгоритмы работы систем управления преобразователями существенным образом сдерживают внедрение асинхронного привода на отечественном тягово-подвижном составе. Поэтому в соответствии с программой ОАО «Российские железные дороги» «Создание и освоение производства новых локомотивов в 2004-2005г.г.» необходимо наладить производство отечественных тяговых приводов с асинхронными двигателями на основе отечественной элементной базы, обеспечивающих улучшение тягово - энергетических характеристик [1.38] современных магистральных локомотивов.
Целью настоящей диссертационной работы является улучшение тягово-энергетических показателей магистральных локомотивов за счет более полного использования возможностей гибкого микропроцессорного управления по рациональным алгоритмам, обеспечивающего снижение электрических потерь в тяговом асинхронном приводе во всем диапазоне рабочей мощности.
Для достижения цели необходимо: выполнить сравнительный анализ различных систем автоматического управления, применяемых на тяговом подвижном составе с асинхронными двигателями, по обоснованным тягово-энергетическим показателям локомотива; выполнить синтез алгоритма управления приводом по минимуму потерь при реализации режима постоянства мощности; составить алгоритм реализации цифровой системы управления с учетом изменения условий работы тягового привода; разработать математическую модель системы тягового электрического привода магистрального локомотива, учитывающую особенность адаптивного управления; произвести оценку тягово-энергетических показателей локомотива с использованием адаптивного управления асинхронным приводом. Локомотив, как преобразователь подводимой к нему энергии во внешнюю механическую работу силы тяги, затрачиваемую на перемещение поезда, наиболее совершенен, если возможные скорости преобразования энергии всех звеньев согласованы в соответствии с критерием минимума затрат. Необходимая скорость преобразования энергии определяется двумя координатами движения: касательной силой тяги FK и скоростью движения V. При этом необходимо учитывать, что параметры преобразования энергии ограничены касательной силой тяги FKtnxi, максимальной преобразовываемой мощностью Ртт и максимальной скоростью движения Vmax.
Экспериментальные исследования и оценка достоверности результатов моделирования
Изменение потенциальной энергии поезда зависит от высоты его подъема. При движении поезда по подъемам его потенциальная энергия повышается за счет механической работы тяговых двигателей, а при замедленном движении поезда - и за счет перехода части его кинетической энергии в потенциальную. Движение поезда по спускам сопровождается уменьшением его потенциальной энергии. При этом в зависимости от конкретных условий движения потенциальная энергия поезда может переходить в кинетическую, расходоваться на преодоление сопротивления движению или гаситься в тормозах поезда.
Кинетическая энергия поезда, пропорциональная квадрату скорости движения, увеличивается при ускоренном движении за счет работы тяговых двигателей на любых элементах профиля пути и за счет перехода потенциальной энергии в кинетическую во время движения по спускам. При замедленном движении поезда его кинетическая энергия расходуется на преодоление сопротивления движению, эта энергия может переходить и в потенциальную энергию (при замедленном движении на подъемах). Оставшаяся ее часть гасится в тормозах поезда при остановках. Значительная часть механической работы, выполненной тяговыми двигателями, переходит в кинетическую энергию движущегося поезда. Однако после прохождения поездом всего участка (между двумя остановками) его кинетическая энергия равна нулю.
При подтормаживании поезда на спусках для поддержания его скорости в допустимых пределах и при торможениях для снижения скорости движения в тормозах гасится потенциальная или кинетическая энергию поезда, на создание которой ранее была затрачена работа тяговых двигателей. Поэтому, несмотря на то, что при торможениях поезда тяговые двигатели локомотивов обычно выключены, гашение (потери) энергии в тормозах связано с расходом электроэнергии или топлива.
Если по каким-либо причинам отпадает необходимость в торможении поезда, то это обычно дает сокращение в расходе электроэнергии или топлива, так как его потенциальная или кинетическая энергия не гасится в тормозах, а используется на преодоление сопротивления движению. Поэтому снижение потерь механической энергии в тормозах является одним из основных способов сокращения расхода электроэнергии или топлива на локомотивах.
На расход электроэнергии или топлива оказывают влияние многие факторы, которые в условиях эксплуатации проявляются в различных и весьма разнообразных сочетаниях. Одновременный обобщающий учет всех этих факторов представляет большие трудности. Поэтому оценка влияния элементов режима ведения поезда на отдельные составляющие расхода электроэнергии значительно помогает находить резервы экономии электроэнергии или топлива и определять рациональные пути их практического использования.
В режим ведения поезда входят: пуск, включающий в себя разгон поезда до выхода на выбранную ходовую характеристику локомотива; движение под током (при включенных тяговых двигателях) на ходовых позициях контроллера управления; выбег - движение при выключенных тяговых двигателях; регулировочное торможение - подтормаживание поезда на крутых спусках для поддержания его скорости в допустимых пределах; торможение для снижения скорости перед предупреждениями и остановками. Режим ведения поезда можно характеризовать, с одной стороны, соответствующими скоростями движения или их изменением во времени, а с другой стороны, - затратами электроэнергии или топлива. Расход электроэнергии или топлива зависит как от механической работы тяговых двигателей, так и от потерь энергии, связанных с ее преобразованиями на локомотивах и в системе электроснабжения (для электровозов). Снижения расходов электроэнергии и дизельного топлива можно достигнуть уменьшением механической работы тяговых двигателей и потерь энергии при ее преобразованиях на локомотивах [4.5]. Значительное сокращение механической работы тяговых двигателей можно было бы получить за счет увеличения времени хода поезда по перегонам участка. Однако, при этом некоторые составляющие эксплуатационных расходов могут возрасти настолько, что их увеличение нельзя будет компенсировать за счет экономии энергии или топлива, а в некоторых случаях увеличение времени хода поездов недопустимо и по условиям пропускной способности участков [4.8]. В настоящее время рациональный режим ведения поезда приходится выбирать для заданного времени его хода по перегонам. Это представляет собой сложную задачу, решение которой упрощается, когда имеется кривая скорости. Уменьшения механической работы тяговых двигателей можно достигнуть снижением средней скорости движения поезда, уменьшением неравномерности скорости движения, снижением скорости выхода поезда на уклоны с вредными спусками, уменьшением скорости начала торможения поезда, применяемого для снижения его скорости движения, в том числе и перед остановками.
Снизить среднюю скорость движения при заданном времени хода поезда невозможно. Уменьшение неравномерности скорости движения дает заметный эффект в экономии электроэнергии на равнинных участках с относительно редкими остановками поездов. Изменяя режим для выравнивания скорости движения, следует обращать внимание на изменение КПД локомотива, чтобы возможное при этом повышение потерь энергии на локомотиве было бы меньше ее экономии от выравнивания скорости.
Уменьшение скорости движения поезда в момент начала его торможения перед остановкой или предупреждением о снижении скорости также способствует экономии электроэнергии, но вызывает увеличение времени хода при работе локомотива с отключенными тяговыми двигателями перед торможением [4.2].
Скорость движения поезда при выходе его с вредного спуска оказывает значительное влияние на расход энергии или топлива [4.8].
Если непосредственно за вредным спуском по условиям движения не требуется снижения скорости поезда, то она при его выходе с такого спуска должна быть равна максимально допустимой или достаточно близкой к ней. При этом поезд выходит с вредного спуска с максимально возможным запасом кинетической энергии, которая в дальнейшем в значительной мере может быть использована на преодоление сил сопротивления движению поезда.
Такой режим ведения поезда целесообразен и в том случае, когда на вредных спусках применяют рекуперативное или реостатное торможение. Если поезд выходит с вредного спуска со скоростью, значительно меньшей допустимой, то в его тормозах неоправданно погашена часть кинетической энергии, что при дальнейшем движении поезда повлечет за собой повышение расхода энергии или топлива на величину, эквивалентную неоправданно погашенной в тормозах кинетической энергии.
Оценка снижения потерь в ТАД при работе с адаптивной системой управления
Электромеханические характеристики для ТАД НТА - 1200, полученные расчетом, подтвердили, что использование предлагаемой системы управления в сравнении с классическим регулированием позволит снизить потери в тяговом асинхронном двигателе.
Проведен тяговый расчет для 50 км участка с соблюдением времени хода, заданного графиком движения поездов, и максимальной для пассажирских поездов составности 25 ЦМВ.
При проведении тягового расчета специально выбирались фиксированные режимы работы ТАП с реализацией заранее рассчитанной мощности и выдержкой приблизительно равного времени хода. Кроме того, был исключен процесс трогания с места, а начальная скорость установлена в 40 км/ч.
Проведенный расчет совпадает с выводами теории П.Ю. Петрова [4.15], в том, что наиболее выгодным является режим движения с приблизительно постоянной скоростью. Наименьшее отклонение от средней скорости имеет режим І. В режимах II, III и 1У(табл. 4.4) отклонение от средней скорости было более высоким, поэтому и расход энергии оказался выше. Для определения экономической эффективности применения адаптивной системы регулирования сравнивался расход энергии при реализации одинаковой касательной мощности локомотива [4.2, 4.3, 4.4], но при различающихся потребляемых мощностях во входных звеньях тягового привода (приложение 3).
Наиболее рациональным оказался режим I с реализацией постоянной мощности Ркас=1755 кВт и использованием адаптивной системы управления ТАП. В этом случае расход энергии составил 1058 кВт-ч, что на 62 кВт-ч (5,5 %) меньше, чем при использовании обычной системы регулирования, и на 329,5 кВт»ч (23 %) меньше, чем при использовании полной мощности локомотива. Расчет потерь энергии в двигателе НТА - 1200 для четырех различных режимов мощности 25 %, 50 %, 75, 100 % подтвердил снижение потерь мощности в ТАД и повышение КПД на 4 %. Были рассмотрены семь вариантов движения поезда с различными мощностями на реальном участке длиной 50 км с выдержкой одинакового времени хода, соответствующего времени движения на этом участке, заложенного в графике движения и разными реализуемыми мощностями. Проведенные тяговые расчеты подтвердили, что применение предлагаемой системы управления для магистральных локомотивов с ТАД в условиях реальной эксплуатации позволяет снизить расход Q электроэнергии затрачиваемой на тягу на 5,5 %, а на измеритель работы на 3 % или в соответствии с данными по средним расходам электроэнергии для электровозов. Экономический эффект составил 570 тыс.руб/год на один локомотив при цене 1 кВт»ч =1,1 руб. В диссертации, представляющей собой законченную научно-квалификационную работу, содержится решение задачи улучшения тягово-энергетических свойств магистрального локомотива во всей области тяговых характеристик путем использования системы адаптивного управления асинхронным тяговым приводом по критерию минимума потерь электрической мощности. На основании проведенных исследований сделаны следующие научно-практические выводы. Сравнительный анализ систем управления асинхронными двигателями показал целесообразность применения адаптивного управления с быстродействующим управлением моментом и обеспечением минимизации потерь электрической энергии в электротяговом приводе в диапазоне заданных значений мощности. Получены зависимости и диапазон изменения потерь в асинхронных двигателях от реализуемой мощности и частоты вращения. Разработана модель системы адаптивного управления асинхронным тяговым приводом, учитывающая возможность перехода от векторного регулирования к скалярному и позволяющая оптимизировать режим работы асинхронных двигателей по минимуму потерь мощности. Расхождение данных, полученных на модели, и экспериментальных исследований не более 12 % по амплитуде и спектру высших временных гармонических. Предложен алгоритм управления тяговым электроприводом, обеспечивающий рациональное регулирование по минимуму потерь за счет использования резервов по напряжению асинхронных двигателей при работе с мощностью, ниже номинальной, и при электрическом торможении. Применение адаптивного управления тяговым асинхронным приводом обеспечивает снижение удельного расхода электрической энергии на тягу на 3,5 кВт-ч/104 т-км брутто В дальнейшем результаты работы, приведенные в диссертации, планируется передать для использования в ВНИКТИ при разработке перспективных локомотивов с тяговыми асинхронными двигателями трехфазного тока и автономными инверторами напряжения с ШИМ.
