Система керування тяговим електроприводом трамвая при зміні умов зчеплення - Автореферат

Враховуючи режим роботи тягового електропривода рухомого складу міських трамваїв, який характеризується частими пусками, можливе виникнення буксування коліс відносно рейок , що зумовлено погіршенням зчеплення ведучих коліс з рейками, яке виникає при забрудненні робочої поверхні рейок, несприятливих погодних умовах, також на характеристики зчеплення впливає технічний стан механічної частини рухомого складу та технічний стан рейкового полотна. Відомі системи виявлення та припинення буксування, що знайшли застосування в міському електротранспорті дозволяють виявляти буксування через зміну опосередкованих параметрів, які виникають при розвитку буксування, при цьому виявлення буксування відбувається на стадії значного надлишкового ковзання коліс. Отже питання розробки засобів виявлення та припинення буксування, які дозволяють виявляти буксування колісних пар (КП) на початковій стадії розвитку, та попереджувати буксування за рахунок впливу на систему керування тяговим електродвигуном та засобів контролю основного опору руху, які дозволяють проводити контроль при виїзді на лінію в режимі вибігу та тяги, з врахуванням зовнішніх умов, є актуальними, так як це дозволить забезпечити збереження технічного ресурсу та покращення надійності функціонування міського електротранспорту. Аналіз методів та засобів контролю основного опору руху показав необхідність створення системи, яка дозволить проводити контроль опору руху в різних режимах роботи тягового електроприводу, за одне проходження контрольної ділянки, і з мінімальними затратами часу на його проведення, без додаткового обладнання технічними засобами контрольних ділянок. Введемо такі позначення: - динамічне зусилля n - ної колісної пари; - тягове зусилля n - ної колісної пари; - сила опору руху n - ної колісної пари; - передаточне число редуктора; - діаметр колеса; - постійна тягового двигуна; - магнітний потік двигуна; - струм якоря тягового двигуна; - основний опір руху; - додаткова складова опору руху; - сила опору руху колісної пари визначена в режимі вибігу; m1 - маса вагона; n1 - кількість колісних пар; kr - коефіцієнт приведення лінійної швидкості на ободі колеса до лінійної швидкості поступального руху вагона; (1 ?) - коефіцієнт інерції обертових мас; DVN - різниця швидкостей руху, що досягається за час dt; Vsn - швидкість ковзання КП; Vn - виміряна швидкість КП; Van - значення лінійної швидкості руху колеса яка перетворюється в поступальний руху вагона; V0 - початкова швидкість при переході електропривода трамвая з режиму вибігу до режиму тяги; К - логічна змінна, що характеризує виявлення буксування КП; - порогове значення різниці швидкостей; - мінімальна швидкість ковзання КП; t1, t2 - початковий та кінцевий час роботи електропривода в тяговому режимі.Проведено аналіз відомих методів та засобів виявлення та припинення буксування колісних пар трамваїв, який показав, що існуючі підходи не дозволяють виявити та припинити буксування на початковому етапі його розвитку і водночас забезпечити максимальне використання сили тяги за умовами зчеплення. Аналіз методів та засобів контролю основного опору руху показав необхідність створення системи, яка дозволить проводити контроль опору руху в різних режимах роботи тягового електроприводу, за одне проходження контрольної ділянки. Розроблено математичні моделі виявлення та попередження виникнення буксування колісних пар, застосування яких дозволяє виявляти буксування колісних пар трамвая на початковій стадії та припиняти його розвиток, за рахунок обмеження струму тягового двигуна при переході на нелінійну ділянку кривої зчеплення, при цьому на 98,5% реалізується максимальна сила тяги за умовами зчеплення без надлишкового ковзання. В порівнянні з відомою системою виявлення буксування по різниці швидкостей обертання різних колісних пар, розроблена система дозволяє покращити використання максимальної сили тяги на 20,8% та знизити надлишкове ковзання в режимі буксування на 45%. Проведене компютерного моделювання роботи розробленої системи виявлення та припинення буксування засвідчило, що її застосування дозволяє виявити початок розвитку буксування без надлишкового ковзання колісних пар.