Математичне моделювання вентильно-індукторного електроприводу для маневрового тепловозу

Abstract

Дана стаття присвячена дослідженню відносно нового типу електродвигуна: вентильно-індукторного на маневровому тепловозі. Даний двигун відноситься до класу синхронних реактивних машин з вентильним керуванням. На основі рівнянь Лагранжа була описана математична модель даного електромеханічного перетворювача, а також проводився комплекс цифрових експериментів з метою визначення залежностей між потокозчепленням фаз двигуна і їх похідними. За результатами аналізу магнітного поля методом кінцевих елементів були визначені значення потокозчеплення фаз вентильно-індукторного двигуна і значення електромагнітного моменту. За допомогою програмного середовища FEMM були отримані тривимірні поверхні, що показують залежність потокозчеплення фази та електромагнітного моменту від магніторушійної сили та кута повороту ротора, які в подальшому використані в імітаційній моделі вентильно-індукторного двигуна в середовищі Matlab. Проведено ідентифікацію параметрів двигуна ДВІ-165 та отримано його математичну модель на основі рівнянь Лагранжа ІІ роду. У результаті моделювання отримані осцилограми прямого пуску, а саме моменту, струму та швидкості з обмеженням струму на рівні 600А.

This article is devoted to the study of a relatively new type of electric motor: a switched-reluctance motor on a maneuvering diesel locomotive. This engine belongs to the class of synchronous jet machines with valve control. On the basis of the Lagrange equations, a mathematical model of the electromechanical converter was described, and a set of digital experiments was conducted to determine the relationships between the coupling of the motor phases and their derivatives. According to the results of the magnetic field analysis, the values of the coupling of the phases of the valve-inductor motor and the values of the electromagnetic torque were determined by the finite element method. Three-dimensional surfaces wereobtained using the FEMM softwareenvironment, showing the dependence of the phase and electromagnetic torque coupling on the magnetomotive force and the rotation angle of the rotor, which were subsequently used in a simulation model of a valve-inductor motor in the Matlab environment. The parameters of the engine DVI-165 are identified and its mathematical model is obtained based on Lagrange equations of the second kind. The simulation re-sults in direct-start waveforms, namely, torque, current, and speed with 600A current limiting.