МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЯГОВИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ ДВИГУНІВ РУХОМОГО СКЛАДУ

Анотація

Мета. Метою наукового дослідження є розробка методики моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних двигунів постійного та пульсуючого струму тягового рухомого складу магістрального та промислового залізничного транспорту. Математичне моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних машин необхідна умова для проведення тягових розрахунків та дослідження перехідних процесів в тягових електроприводах рухомого складу аналітичними методами. На даний час є ряд наукових робіт, в яких зазвичай розглядаються графоаналітичні методи тягових розрахунків, які обмежують існуючи методи оптимізації режимів руху поїздів. У зв'язку з викладеним вище, можна зробити висновок, що дослідження, спрямовані на моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних машин постійного та пульсуючого струму є актуальними. Методи. Методологічною основою наукового дослідження є загальні теоретичні положення та принципи системного підходу теоретичної електротехніки, теорії електричних машин та перетворювачів. Обґрунтування методики визначення коефіцієнтів апроксимуючих залежності питомої електрорухомої сили тягового двигуна від струму збудження виконано з використанням принципів та методів теорії електричних ланцюгів, теорії електричних та магнітних машин, відомих методів математичного аналізу. В якості критерію коректності апроксимації обраний мінімум середнього квадратичного відхилення моделі від оригінальної характеристики. Результати. В результаті проведеного аналізу доведено, що зі всіх відомих аналітичних виразів, за допомогою яких може виконуватися моделювання кривої намагнічування тягових електричних двигунів, найкраще наближення дає вираз у вигляді функції арктангенсу. При моделюванні електромеханічних характеристик реальних тягових електричних двигунів електровозів відносне відхилення від реальних швидкісних характеристик не перевищує два відсотки, що менше, ніж допустиме відхилення частоти обертання тягових електромашин від його номінального значення. При використання запропонованої методики можливе визначення коефіцієнтів апроксимації у рівняннях, що моделюють електромеханічні характеристики тягових електричних двигунів, за типовими параметрами тягової електромашини, без використання самих характеристик. Наукова новизна. Запропоновано зручну та ефективну методику визначення коефіцієнтів апроксимації магнітної характеристики тягових електричних двигунів постійного та пульсуючого струму, яка відрізняється тим, що  дозволяє виконувати математичне моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних двигунів лише за їх типовими параметрами. Практична значимість. Запропонована методика визначення коефіцієнтів апроксимації магнітної та відповідних електромеханічних характеристик може бути використана при виконанні тягових розрахунків аналітичним методом, при проведенні аналізу перехідних електромеханічних процесів в тягових електричних двигунах, а також для вибору раціональних параметрів систем автоматичного керування тяговим електроприводом.