At the beginning of the paper, the analysis of energy efficiency indicators for freight electric locomotive with asynchronous traction drive feeding from AC network under various operating conditions including when working with trains of various masses is made. The movement on different railway sections is considered. The graphs of locomotive's speed, traction force, consumed power, and power for the traction obtained by on-board recorder are shown.In addition, the dependence of the locomotive's energy efficiency from the degree of using of its available traction capacity has been experimentally obtained, the greater is the using of the locomotive's capacity, the greater will be its efficiency. On the basis of the performed analysis of energy efficiency indicators for various operating conditions, the proposals for their improvement are formulated. The algorithm ensuring the stabilization of the instantaneous value of efficiency at partial load to its nominal level at full load is presented. This algorithm is the implementation of Scalable Power Control Technology with respect to the problem of reducing electricity consumption for electric locomotive traction. The direct the experimental confirmation of energy consumption reduction for freight electric locomotive due to the application of our proposals (under the same operating conditions of the locomotive) is obtained.
Summary. In this paper, the problems arising from the design of electric locomotives with asynchronous traction drive (with three-phase AC induction motors) are considered as including the debugging of control algorithms. The electrical circuit provides the individual (by axle) control of traction motors. This allows realizing the operational disconnection/connection of one or more axles in the automatic mode, with account of actual load. In perspective, the evaluation of locomotive's energy efficiency at the realization of various control algorithms must be obtained. Another objective is to research the dynamic processes in various modes of the electric locomotive operation (start and acceleration, traction regime, coasting movement, wheel-slide protection, etc).To solve these problems, a complex computer model based on the representation of AC traction drive as controlled electromechanical system, is developed in Part 1. The description of methods applied in modeling of traction drive elements (traction motors, power converters, control systems), as well as of mechanical part and of "wheel-rail" contact, is given. The control system provides the individual control of the traction motors. Part 2 of the paper focuses on the results of dynamic processes modeling in various modes of electric locomotive operation.ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ТЯГОВОГО ПРИВОДА МЕТОДАМИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЧАСТЬ 1: ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ Аннотация. В настоящей статье, рассматриваются проблемы, возникающие при проектировании электровозов с асинхронным тяговым приводом (АТП), в том числе отладка алгоритмов управления. В электрической схеме предусмотрено индивидуальное (поосное) регулирование тяговых двигателей, что дает возможность оперативного отключения/подключения одной или нескольких осей в автоматическом режиме, с учетом реальной нагрузки. В перспективе, должна быть получена оценка энергетической эффективности электровоза при реализации различных алгоритмов управления. Другой целью исследования является изучение динамических процессов в различных режимах работы электровоза (трогание с места, тяга, выбег, подавление боксования и т.д.). Для решения указанных проблем, в части 1 разработана комплексная компьютерная модель, основанная на представлении АТП как управляемой электромеханической системы. Приводится описание методов, использованных при моделировании элементов тягового привода (тяговых двигателей, силовых преобразователей, систем управления), 126 P. Kolpachchyan, A. Zarifian Jr также как механической части и контакта «колесо-рельс». Система управления обеспечивает индивидуальное регулирование тяговых двигателей. В части 2 сосредоточены результаты моделирования динамических процессов в различных режимах работы электровоза.
Summary.The problem arising at the design of electric locomotives with asynchronous traction drive are considered. The electrical scheme provides the possibility of individual (by axle) control of traction motors. This allows realizing the operational disconnection/connection of one or more axles in the automatic mode, with account of actual load.In Part 1 of this paper, the complex computer model based on the representation of AC traction drive as controlled electromechanical system was developed. The description of methods applied in modeling of traction drive elements (traction motors, power converters, control systems), as well as of mechanical part and of "wheel-rail" contact, was given.In Part 2, the results of dynamic electromechanical processes modeling in various modes of electric locomotive operation (start and acceleration, traction regime in straight and curve railway sections, wheel-slide protection, etc.) are presented. In perspective, based on the developed model, the evaluation of locomotive's energy efficiency at the realization of various control algorithms must be obtained.ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ТЯГОВОГО ПРИВОДА МЕТОДАМИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ. ЧАСТЬ 2: РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И АНАЛИЗ Аннотация. Рассматриваются проблемы, возникающие при проектировании электровозов с асинхронным тяговым приводом (АТП). В электрической схеме ре-ализована возможность индивидуального (поосного) регулирования тяговых двига-телей, что дает возможность оперативного отключения/подключения одной или нескольких осей в автоматическом режиме, с учетом реальной нагрузки.В части 1 настоящей статьи была представлена разработанная комплексная ком-пьютерная модель, основанная на рассмотрении АТП как управляемой электроме-ханической системы. Приводится описание методов, использованных при модели-ровании элементов тягового привода (тяговых двигателей, силовых преобразовате-лей, систем управления), также как механической части и контакта «колесо-рельс».В части 2, представлены результаты моделирования динамических электромеха-нических процессов в различных режимах работы электровоза (трогание с места, движение в режиме тяги в прямых и кривых участках пути, подавление боксова-ния и т.д.). В перспективе, основываясь на разработанной модели, должна быть по-6 P. Kolpachchyan, A. Zarifian Jr лучена оценка энергетической эффективности электровоза при реализации различ-ных алгоритмов управления.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.