Введение к работе
\ ~*>і#
Актуальность темы.
Одним из основных направлений комплексной программы реорганизации локомотивного хозяйства является переход на локомотивы нового поколения с бесколлекторными тяговыми двигателями. В типаже указывается применение микропроцессорных систем диагностики и управления при создании электроподвижного состава нового поколения.
В рамках федеральной целевой программы 1996 г. на ОАО ХК «Коломенский завод» созданы два скоростных пассажирских электровоза переменного тока ЭП200 с вентильными тяговыми двигателями и максимальной скоростью движения 200 км/ч.
Опыт наладки электровозов показал, что применение аналоговой элементной базы в системе управления тяговым приводом требует значительных затрат времени на наладку и постоянного технического обслуживания.
Эффективным для достижения высокого уровня надежности в работе локомотивов является применение микропроцессорных систем диагностики, контроля и управления.
В планах НИОКР МПС России 2002-2003 г.г. предусмотрено создание микропроцессорной системы управления для электровозов ЭП200-001 и 002.
В диссертации решена задача микропроцессорного управления вентильным тяговым приводом электровозов переменного тока, что является актуальным для перспективного локомотивостроения.
Целью работы является разработка усовершенствованного алгоритма управления инвертором вентильного тягового привода на основе анализа особенностей его работы и с учетом потенциальных возможностей микропроцессорных систем управления.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
- на основе проведенного анализа систем управления магистральных
электровозов обоснованы рациональная структура и функции перспективной
i'OC. НАЦИОНАЛЬНАЯ I
БИБЛИОТЕКА |
СПетербург-*. \
ОЭ ЇООЗ »*Х>-> I \
4 микропроцессорной системы управления электровозов с бесколлекторными тяговыми двигателями, которые легли в основу создания макетного образца микропроцессорной системы управления тяговым приводом (МПСУТП) электровозов ЭП200;
- разработан алгоритм синхронизации управления инвертором
вентильного тягового привода микропроцессорной системой управления. В
алгоритме использованы сигналы с датчиков, установленных в аналоговой
системе управления электровозов ЭП200;
определена степень влияния работы управляемого выпрямителя на процесс управления работой инвертора при различных параметрах силовой цепи;
установлена зависимость степени искажения синусоидальной формы линейных напряжений двигателя от параметров силовой цепи;
- разработан алгоритм, позволяющий уменьшить погрешность в
определении фазы линейного напряжения вентильного тягового двигателя и
таким образом достигнуть требуемого качества в определении углов
инверторной коммутации.
Методы исследования.
Для решения поставленных задач принят комплексный подход, основанный на теоретических исследованиях с проведением экспериментов при помощи измерительно-вычислительной техники. В составе с вагоном-лабораторией, оснащенным микропроцессорной системой для проведения испытаний электровозов, выполнены поездки электровозов ЭП200-001 и 002 на скоростном участке Белореченская - Майкоп, по маршруту Вязьма-Брест и на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ.
Научная новизна:
- разработан принцип определения фазы линейного напряжения по
мгновенным значениям линейных напряжений и фазных токов вентильного
тягового двигателя;
впервые проведен анализ влияния работы управляемого выпрямителя на процессы в вентильном двигателе при различных параметрах силовой цепи;
разработан алгоритм компенсации пульсаций переменной составляющей вьтрямленного напряжения в составе линейных напряжений двигателя, позволяющий реализовать требуемое качество в управлении работой инвертора.
Практическая полезность:
по результатам теоретических и экспериментальных исследований определены рациональная структура и комплекс функций микропроцессорной системы управления электровозов с бесколлекторным тяговым приводом;
использование разработанного принципа определения фазы линейного напряжения позволило реализовать эффективные алгоритмы микропроцессорного управления вентильным тяговым приводом электровозов переменного тока;
- применение разработанного алгоритма компенсации пульсаций
переменной составляющей вьтрямленного напряжения в составе линейных
напряжений снизило до приемлемого уровня погрешность при определении углов
инверторной коммутации.
Внедрение и реализация:
- результаты теоретических и экспериментальных исследований легли в
основу технических требований к микропроцессорной системе управления
вентильным тяговым приводом пассажирских восьмиосных электровозов
ЭП200;
- разработанный принцип управления процессом инверторной
коммутацией использован при разработке алгоритмов управления вентильным
тяговым приводом электровозов ЭП200-001 и 002, о чем имеется «Акт о
внедрении»;
- разработанные методы использованы при разработке алгоритмов
управления перспективных электровозов.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались и были одобрены: на конференции молодых ученых и аспирантов "Вопросы работы
6 железнодорожного транспорта в условиях реформирования", Щербинка, Экспериментальное кольцо, 2001 г.; на международной конференции «MATERIALY I TECHNOLOGIE XXI WIEKU», Катовице, Польша 2002 г.; на конференции молодых ученых и аспирантов "Развитие железнодорожного транспорта в условиях реформ", Щербинка, Экспериментальное кольцо, 2003 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объём работы. Диссертационная работа включает введение, четыре главы, выводы, список литературы. Общий объем диссертации составляет 112 страниц, в том числе 44 рисунка и 5 таблиц, а также список литературы из 63 наименований.
