Моделювання процесів при відключенні пантографу шахтного електровозу з частотним електроприводом

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКальмус, Дмитро Олегович
dc.contributor.authorФедотов, В. О.
dc.contributor.authorСьомочкин, Альберт Борисович
dc.contributor.authorСьомочкина, С. В.
dc.contributor.authorСінчук, Олег Миколайович
dc.date.accessioned2020-05-06T22:37:50Z
dc.date.available2020-05-06T22:37:50Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenThe article presents the results of the study of phenomena in the short-term shutdown of the pantograph of a mine electric locomotive with a frequency electric drive of a voltage inverter system - an asynchronous motor, from a DC network. The relay contactor control system of a DC electric motor of a 14KA mine electric locomotive under the conditions of mines in Krivbass is by far the most common variant of electric drive. But it is already physically and morally obsolete, so a transition to modern drive systems is necessary. One option is to transition to a voltage inverter drive system - an asynchronous motor. At the same time, the power supply network remains unchanged - an outlying DC source. This raises the problem of a comprehensive study of the processes that can occur in the specified electromechanical complex, under various conditions. In particular, in practice, the pantograph is sometimes disconnected from the trolley for a short time, which is accompanied by sparking and arcing. This phenomenon most often occurs when the body of a locomotive with a single pantograph shakes at the rail junctions. Researches of the processes when the pantograph was turned off were carried out by the simulation method using the Matlab software package. The power supply system was taken into account as an unmanaged rectifier, which receives power from a voltage source with trolls, which are considered to be a series connection of inductive and active resistances. Rails are also counted as low active resistance. When modeling, the inverter of an electric locomotive in the model (together with the filter input capacitor) was disconnected from the trolley two times in a row at random intervals of 0.05 s. At the same time, a detailed and realistic sparking process for breaking an inductive current was not taken into account due to the complexity of its modeling. It was found that at the first moment in time when the pantograph is turned off, significant high-frequency voltages up to 40 kV occur in the network. Obviously, such high voltage values under favorable conditions can lead to the formation of an arc. Moreover, it can lead to malfunction of other electrical equipment connected to the same line, as well as disruptions in the operation of automation and communication in the power supply system. The simulation also found that when contact to the network is restored, significant switching currents (which are more than 100 times the rated current) and peak electromagnetic moments, which are more than 4 times the nominal motor torque, occur. The latter circumstance may contribute to the loss of controllability of an electric locomotive due to the loss of grip of the wheel with the rails. The obtained research results lead to the need for further improvement of the frequency drive in the case of its use in a mine electric locomotive in order to minimize negative phenomena in the event of an accidental short-term disconnection of the pantograph.uk
dc.description.abstractruВ статье приведены результаты исследования явлений при кратковременном отключении пантографа рудничного электровоза типа 14КА с системой частотного электропривода инвертор напряжения - асинхронный двигатель. Сеть электроснабжения учитывается как неуправляемый выпрямитель, который получает питание от источника напряжения, с троллеями, которые учитываются как последовательное соединение индуктивного и активного сопротивлений. Рельсы также учитываются как малое активное сопротивление. Исследования проводились с помощью имитационного моделирования. При моделировании инвертор электровоза отключался от сети два раза подряд на промежутки времени 0,05 с. При этом возникновение дуги при разрыве индуктивного тока не принималось во внимание. Было установлено, что при отключении пантографа в сети возникают значительные высокочастотные колебания величиной до 40 кВ. При восстановлении контакта с сетью возникают значительные токи включения и пиковые электромагнитные моменты, которые многократно превышают номинальный момент двигателя. Полученные результаты исследований приводят к необходимости дальнейшего совершенствования частотного привода в случае использования на рудничном электровозе, для уменьшения негативных явлений при отключении пантографа от троллея.uk
dc.description.abstractukУ статті наведені результати дослідження явищ при короткочасному відриві пантографу рудникового електровозу типу 14КА з системою частотного електроприводу інвертор напруги – асинхронний двигун. Мережа електропостачання враховується як некерований випрямляч, який отримує живлення від джерела напруги, з тролеями, які враховуються як послідовне сполучення індуктивного та активного опорів. Рейки також враховуються як малий активний опір. Дослідження проводились за допомогою імітаційного моделювання. При моделюванні інвертор електровозу відключався від мережі два рази послідовно на час 0,05 с. Утворення дуги при розриві індуктивного струму при цьому не враховувалося. Було встановлено, що, при розриві виникають значні високочастотні коливання в мережі величиною до 40 кВ, а при відновленні контакту з мережею виникають значні струми вмикання та пікові електромагнітні моменти, що багатократно перевищують номінальний момент двигуну. Отримані результати досліджень приводять до необхідності подальшого вдосконалення частотного приводу стосовно використання на шасі рудникового електровозу, для зменшення негативних явищ при відриву пантографу від тролею.uk
dc.format.pagerangeС. 64-67uk
dc.identifier.citationМоделювання процесів при відключенні пантографу шахтного електровозу з частотним електроприводом / Кальмус Д. О., Федотов В. О., Сьомочкин А. Б., Сьомочкина С. В., Сінчук О. М. // Мікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал. – 2019. – Т. 24, № 2(109). – С. 64–67. – Бібліогр.: 10 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2523-4455.2019.24.2.171360
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/33290
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/uk
dc.sourceМікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал, 2019, Т. 24, № 2(109)uk
dc.subjectшахтний електровозuk
dc.subjectпантографuk
dc.subjectмережа електропостачанняuk
dc.subjectmine electric locomotiveuk
dc.subjectpantographuk
dc.subjectpower supply networkuk
dc.subjectшахтный электровозuk
dc.subjectсеть электроснабженияuk
dc.subject.udc621.337uk
dc.titleМоделювання процесів при відключенні пантографу шахтного електровозу з частотним електроприводомuk
dc.title.alternativeModeling of Processes When the Pantograph of a Shaft Electric Locomotive with a Frequency Electric Drive Is Disconnecteduk
dc.title.alternativeМоделирование процессов при отключении пантографа шахтного электровоза с частотным электроприводомuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
MEA2019_24-2_p64-67.pdf
Розмір:
555.98 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Мікросистеми, Електроніка та Акустика: науково-технічний журнал, Т. 24, № 2(109)