Исследование работы регуляторов мощности испытательной станции тяговых электродвигателей подвижного состава
Ключевые слова:
подвижной состав, испытательная станция, выпрямитель, тяговый двигатель, электромагнитная совместимость, коэффициент заполнения, математическая модельАннотация
В статье рассматривается вопрос энергетической эффективности регуляторов мощности, которые применяются на испытательных станциях тяговых электродвигателей подвижного состава. В работе проведен анализ современного оборудования, применяемого на испытательных станциях, на основании математического моделирования. Математическое моделирование позволяет убедиться, что в тиристорных преобразователях существуют коммутационные провалы в кривых синусоид питающего напряжения и присутствует несинусоидальность кривой тока. Также коммутационные провалы присутствуют и в кривых питающего напряжения. Наличие данных помех вызвано существующим интервалом коммутации, вследствие чего возникает междуфазовое короткое замыкание коммутируемых фаз. Кроме того, существующие регуляторы мощности снижают действующее напряжение. Проведенный анализ работы предлагаемых регуляторов мощности в составе испытательной станции позволил исследовать все гармонические составляющие напряжения и тока питающей сети. На основании уточненного закона сохранения энергии предложено устройство, которым за счет изменения входного электрического сопротивления выполняется регулирование мощности испытательной станции. Представленный математический анализ регуляторов мощности испытательной станции на питающую сеть позволяет сделать вывод, что при использовании выпрямителей на диодах применяется весь потенциал источника питания. Влияние на питающую сеть минимизировано с использованием предлагаемых регуляторов мощности на базе электрического полупроводникового вариатора. Эти регуляторы позволяют не загружать питающую сеть дополнительными токами, исключают негативное воздействие, которое на данный момент блокируется только вводом дополнительных фильтрующих элементов. Данные устройства обеспечивают коэффициент мощности близкий к единице и поддерживают высокую электромагнитную совместимость испытательной станции с питающей электрической сетью на всем диапазоне регулирования мощности.
Библиографические ссылки
Маевский О.А. Энергетические характеристики вентильных преобразователей. М.: Энергия, 1978. 320 с.
Зиновьев Г.С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей. Новосибирск: Изд-во Новосибирского государственного университета, 1990. 219 с.
Демирчан К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В. Теоретические основы электротехники. Спб.: Питер, 2009. Т. 2. 431 с.
Теоретические основы электротехники. Под ред. П.А. Ионкина. М.: Высшая школа, 1976. Т. 1. 544 с.
Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1996. 638 с.
Бадер М.П. Повышение эффективности тягового электроснабжения постоянного тока и обеспечение электромагнитной совместимости // Электроснабжение и водоподготовка. 2000. № 2. С. 62–66.
Prasuna P.V., Rama Rao J.V.G., Lakshmi Ch.M. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), 2013. Vol. 2 (4). P. 2368–3376.
Mohanraj K., Lanya Bersis C., Sekhar S. Power Electronics and Renewable Energy Systems, Proceedings of ICPERES, 2014. P. 29–38.
Jenella S., Radj Kumar V., Power Electronics and Renewable Energy Systems, Proceedings of ICPERES, 2014. P. 225–236.
Teigelkotter J., Sprenger D. Мощные преобразователи на IGBT-транзисторах для применения на железнодорожном подвижном составе. Мюнхен: Siemens AG, 2000.
Умов Н.А. Избранные сочинения. М.–Л.: Гостехиздат, 1950. 571 с.
Poynting J.H. On the Transfer of Energy in the Electromagnetic Field / Philosactions of the Royal Society. London: 175, 1884. P. 343–361.
Рябченок Н.Л, Алексеева Т.Л., Якобчук К.П., Астраханцев Л.А. Уточненный закон сохранения энергии [Электронный ресурс]. 2015. URL: http://www.rusnauka.com/42_PRNT_2015/Tecnic/5_202603.doc.htm. (дата обращения 17.10.2016).
Алексеева Т.Л., Рябченок Н.Л. Энергосберегающее использование электрической энергии // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2016. № 11(32). URL: http://7universum.com/ru/tech/arhive/item/3865.
Алексеева Т.Л., Рябченок Н.Л. Астраханцев Л.А. Technology of Electric Power Efficient Use in Transport. Материалы International Scientific Conference Energy Management of Municipal Transportation Facilities and Transport EMMFT 2017. SpringerLink, 2017. P. 120–133.
Воротилкин А.В., Михальчук Н.Л., Рябченок Н.Л., Алексеева Т.Л. Инновационные перспективы тягового электроподвижного состава. / Мир транспорта, М.: 2015, Т. 13, № 6. С. 62–76.
Бурков А.Т. Электроника и преобразовательная техника: Т. 2. М.: УМЦ ЖДТ, 2015. 307 с. [Электронный ресурс]. URL: http://e.lanbook.com/book/59179.
Дульский Е.Ю. Моделирование режимов ИК-энергоподвода в технологии продления ресурса тяговых электрических машин с использованием метода конечных элементов // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2013. № 12 (83). С. 258–263.
