RESEARCH OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS FOR ELECTRIC DRIVE OF CONTACT ELECTRIC LOCOMOTIVE OF ORE MINES
DOI:
https://doi.org/10.26906/SUNZ.2021.4.011Keywords:
control system, electric locomotives, synchronous motor, computer modelAbstract
The article considers approaches to the creation of control systems for electric drives of traction transport of ore mines. The analysis of work in different modes and comparison of characteristics for most popular types of electric drives applied in traction electromechanical systems is carried out, their advantages and lacks are revealed. To increase the efficiency of traction units as drive motors, it is proposed to use synchronous motors with permanent magnets, which eliminate the shortcomings of DC and AC motors, which are mostly used in these electric locomotives. In order to improve the methods and schemes of automatic control of traction drives, mathematical models of dynamics of traction unit with synchronous motors with permanent magnets (SMPM) were developed, on the basis of which computer simulation models of automatic control systems (ACS). Using these models, the analysis of the modes of operation of the proposed ACS traction units with SMPM both without starting windings and with them. The operation of ACS for the traction unit model with linear current and speed regulators was compared, as well as for the ACS model with optimal relay control signals based on the use of the properties of switching functions of optimal control actions. Analysis of the effect of the proposed optimal relay control signals of the traction unit showed that when using ACS with optimal relay regulators, the duration of the transient process in the case of motors without starting windings was 14% shorter compared to ACS with linear regulators, and in the case of motors with starting motors. - by 13.5% less, which proves the advantage of using control systems with optimal relay regulators. In addition, it was found that such systems of automatic control of electric drives of traction units have astatism in relation to the moment of loading.Downloads
References
Синчук О.Н. Шахтний електровозний транспорт. Теория, конструкции, электрооборудование: учебник / О.Н. Синчук, Э.С. Гузов, В.Л. Дебелий, Л.Л. Дебелий; под ред. доктора технических наук, профессора О.Н. Синчука. – Кривой Рог - Донецк: ЧП Щербатых А.В., 2015. – 428 с.
Осадчук Ю.Г. Порівняльний аналіз асинхронних, синхронних машин з постійними магнітами та вентильних реактивних двигунів для гібридних транспортних засобів / Ю.Г. Осадчук, І.А. Козакевич, Р.А. Ільченко // Вісник Криворізького національного університету. – Кривий ріг: Криворізький національний університет, 2016. – Вип. 42. – С. 94-99.
Поздеев А.С. Современные типы синхронных двигателей с постоянными магнитами на роторе и способы управления ими / А.С. Поздеев, В.М. Казакбаев, В.А. Прахт, В.А. Дмитриевский // Энергосбережение и повышение энергетической эффективности. – Екатеринбург: Уральский федеральный университет, 2015. – С. 188-192.
Савеленко І.В. Автоматизація процесу керування тяговими установками з синхронними двигунами на постійних магнітах: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.13.07 « Автоматизація процесів керування»/ І.В. Савеленко. – Кіровоград, 2016. – 22 с.
Тімков О.М. Поява гібридних силових установок на транспортних засобах / О.М. Тімков, О.В. Григорашенко // Вісник Донецької академії автомобільного транспорту. – 2014. – No 1. – С. 42-47.
Дембіцький В.М. Дослідження приводу гальмівної системи транспортного засобу з гібридною силовою установкою та рекуперацією енергії / В.М. Дембіцький // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Сер.: Автомобіле- та тракторобудування. – 2013. – No 29. – С. 28-33.
Krøvel Ø. Design of Large Permanent Magnetized Synchronous Electric Machines/ Øystein Krøvel //Ph.D thesis, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Р. 6-10, 14-15. Feb 2011.
Lutsenko, I. Optimal control of systems engineering. Development of a general structure of the technological conversion subsystem (part 2) / I. Lutsenko // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2015. – Vol. 1, Issue 2 (73). – P. 43–50.
Байков, А.И. Математическое моделирование электропривода на базе синхронных двигателей с постоянными магнитами / А.И. Байков, М.В. Андрюхин, И.В. Бобылев // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. – Нижний Новгород: ФНПЦ “ННИИРТ”, 2014. – Вып. 4. – С. 33-49.
Мичурин, Р.А. Моделирование работы синхронного двигателя с постоянными магнитами в среде Simulink / Р.А. Мичурин // Электронные информационные системы. – М.: АО "НТЦ ЭЛИНС", 2017. – Вып. 3. – С. 23-32.
