Browsing by Author "Кончанін, Станіслав Вадимович"

Now showing 1 - 2 of 2

Моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних двигунів рухомого складу
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Афанасов, Андрій Михайлович; Скачков, Андрій Олександрович; Кончанін, Станіслав Вадимович
UKR: Мета. Метою наукового дослідження є розробка методики моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних двигунів постійного та пульсуючого струму тягового рухомого складу магістрального та промислового залізничного транспорту. Математичне моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних машин необхідна умова для проведення тягових розрахунків та дослідження перехідних процесів в тягових електроприводах рухомого складу аналітичними методами. На даний час є ряд наукових робіт, в яких зазвичай розглядаються графоаналітичні методи тягових розрахунків, які обмежують існуючи методи оптимізації режимів руху поїздів. У зв'язку з викладеним вище, можна зробити висновок, що дослідження, спрямовані на моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних машин постійного та пульсуючого струму є актуальними. Методи. Методологічною основою наукового дослідження є загальні теоретичні положення та принципи системного підходу теоретичної електротехніки, теорії електричних машин та перетворювачів. Обґрунтування методики визначення коефіцієнтів апроксимуючих залежності питомої електрорухомої сили тягового двигуна від струму збудження виконано з використанням принципів та методів теорії електричних ланцюгів, теорії електричних та магнітних машин, відомих методів математичного аналізу. В якості критерію коректності апроксимації обраний мінімум середнього квадратичного відхилення моделі від оригінальної характеристики. Результати. В результаті проведеного аналізу доведено, що зі всіх відомих аналітичних виразів, за допомогою яких може виконуватися моделювання кривої намагнічування тягових електричних двигунів, найкраще наближення дає вираз у вигляді функції арктангенсу. При моделюванні електромеханічних характеристик реальних тягових електричних двигунів електровозів відносне відхилення від реальних швидкісних характеристик не перевищує два відсотки, що менше, ніж допустиме відхилення частоти обертання тягових електромашин від його номінального значення. При використання запропонованої методики можливе визначення коефіцієнтів апроксимації у рівняннях, що моделюють електромеханічні характеристики тягових електричних двигунів, за типовими параметрами тягової електромашини, без використання самих характеристик. Наукова новизна. Запропоновано зручну та ефективну методику визначення коефіцієнтів апроксимації магнітної характеристики тягових електричних двигунів постійного та пульсуючого струму, яка відрізняється тим, що дозволяє виконувати математичне моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних двигунів лише за їх типовими параметрами. Практична значимість. Запропонована методика визначення коефіцієнтів апроксимації магнітної та відповідних електромеханічних характеристик може бути використана при виконанні тягових розрахунків аналітичним методом, при проведенні аналізу перехідних електромеханічних процесів в тягових електричних двигунах, а також для вибору раціональних параметрів систем автоматичного керування тяговим електроприводом
Моделювання процесу буксування колісної пари електровоза
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Афанасов, Андрій Михайлович; Кончанін, Станіслав Вадимович; Головко, Роман Дмитрович
UKR: Мета. Своєчасне виявлення та припинення буксування колісних пар електровозів завжди було однією з найбільш актуальних задач залізничного транспорту. Буксування колісних пар електровозів збільшує знос бандажів колісних пар та рейок, підвищує імовірність виходу з ладу тягових електродвигунів, створює аварійні ситуації в експлуатації. Метою даного наукового дослідження є визначення закономірностей розвитку процесу буксування колісної пари електровоза в різних умовах експлуатації шляхом імітаційного моделювання процесу буксування. Методика. Методологічною основою дослідження є загальні принципи системного аналізу, математичного аналізу, моделювання електромеханічних систем, теоретичної механіки та теорії електричної тяги. Комп’ютерне імітаційне моделювання процесу розвитку буксування колісної пари виконувалося за допомогою середовища «Simulink». Результати. В результаті наукового дослідження створено математичну модель процесу буксування колісної пари електровоза, в якій враховано тягову характеристику електроприводу, характеристику зчеплення, фізико-хімічний стан контакту колесо – рейка, моменти інерції складових тягового електроприводу та часові параметри процесу втрати зчіпних якостей. Отримано апроксимуючий вираз, якій з досить високою точністю описує характеристику зчеплення, яку представлено у вигляді залежності безрозмірного коефіцієнта зчеплення від відносного ковзання поверхні колеса по рейці. Створено імітаційну модель, яка дозволяє моделювати процес буксування колісної пари електровоза в різних умовах експлуатації. В результаті моделювання отримані характеристики трьох варіантів розвитку буксування для реальних параметрів тягового електроприводу та умов експлуатації. Визначені співвідношення, при яких тимчасова втрата зчіпних якостей електровоза приводить до розносного буксування. Наукова новизна. Запропоновано аналітичний вираз та визначені коефіцієнти апроксимації для залежності коефіцієнта зчеплення коліс з рейками від швидкості ковзання поверхонь коліс по рейках. Сформульовані умови, що визначають характер розвитку буксування колісної пари, які можуть бути використанні при розробці принципів автоматичного керування тяговим електроприводом з високою стійкістю проти буксування. Практична значимість. Створена модель дозволяє проводити теоретичні дослідження процесу розвитку буксування колісних пар електровозів в різних умовах експлуатації. Результати таких досліджень можуть бути використані для створення системи автоматичного керування тяговим електроприводом, яка забезпечує підвищення стійкості електровоза проти буксування.