Введение
1. Современное состояние вспомогательного электропривода на основе асинхронных двигателей, используемого на электровозах и в стационарной энергетике железных дорог России 20
1.1. Аналитический обзор схемных решений отечественного вспомогательного электропривода на основе асинхронных двигателей, используемого на электровозах 20
1.1.1. Вспомогательный электропривод с питанием асинхронных двигателей от электромеханического фазорасщепителя 20
1.1.2. Вспомогательный электропривод с питанием асинхронных двигателей по конденсаторной схеме в сочетании с тиристорным преобразователем частоты и числа фаз 25
1.1.3. Вспомогательный электропривод с питанием асинхронных двигателей от трёхфазного автономного инвертора напряжения 48
1.2. Проблемы разработки математических и компьютерных моделей для исследования вспомогательных асинхронных электроприводов электроподвижного состава и стационарной энергетики 57
1.2.1. Обзор подходов к составлению математических моделей асинхронного двигателя 58
1.2.2. Обзор подходов к составлению математических моделей трёхфазных трансформаторов 77
1.3. проблемы электромагнитной совместимости частотно-регулируемого электропривода
Выводы по главе 1 98
Цель и задачи исследования синтез имитационных моделей электротехнических устройств 101
2.1. Математическая и компьютерная модели асинхронного двигателя в трёхфазных заторможенных координатах 101
2.1.1. Математическая модель №1 101
2.1.2. Компьютерная модель асинхронного двигателя на базе математической модели №1 103
2.1.3. Задание значения г ш9
2.1.4. Учёт насыщения магнитной цепи по пути основного магнитного потока на базе математической модели №1 111
2.1.5. Критика математической модели №1 114
2.1.6. Математическая модель № 4 115
2.1.7. Учёт насыщения магнитной цепи по пути основного магнитного потока на базе математической модели № 4 116
2.1.8. Сравнительные результаты моделирования 118
2.1.9. Приближённый расчёт параметров т-образной схемы замещения трёхфазного асинхронного двигателя по каталожным данным 120
2.2. Моделирование нагрузки на валу и расчёт кпд электрической машины в среде orcadhjm других систем автоматизированного проектирования, использующих pspice 1j j
2.2.1. Схемы формирования момента нагрузки 135
2.2.2. Схема вычисления кпд 139
2.3. Универсальная для стандартных групп соединений математическая модель трёхфазного двухобмоточного трансформатора с единым магнитопроводом
Вывод
Уравнений трансформатора из уравнений обобщённой электрической машины 141
2.3.2. Некоторые сведения о группах соединений обмоток 145
2.3.3. Уравнения трёхфазного трансформатора для случаев, когда не происходит перестановка фаз вторичной обмотки относительно первичной 147
2.3.4. Уравнения трёхфазного трансформатора для случаев, когда происходит перестановка фаз вторичной обмотки относительно первичной 150
2.3.5. Компьютерная модель трёхфазного двухобмоточного трансформатора 155
2.3.6. Тестирование работоспособности модели трёхстержневого трансформатора 160
2.4. Способ учёта нелинейности кривой намагничивания при переменной частоте питающего напряжения 163
2.5. Расширение компьютерной модели трёхфазного двухобмоточного трансформатора до возможности моделирования схемы «зигзаг» 174
2.6. Моделирование трёхфазного двухуровневого автономного инвертора напряжения с жёсткой коммутацией
2.6.1. Способ формирования потенциалов и напряжений автономного инвертора напряжения 175
2.6.2. Имитационная модель автономного инвертора напряжения
2.7. Математическая модель однофазного двухобмоточного трансформатора 193
2.8. Математическая модель однофазного многообмоточного трансформатора 196
2.9. Компьютерная модель однофазного трансформатора с дополнительным выводом (отпайкой) в средней точке вторичной обмотки 199
2.10. Математическая и компьютерная модели дросселя... 203
Выводы по главе 2 209
Использование разработанных имитационных моделей устройств в качестве инструментов для решения задач анализа и синтеза процессов в электрическом приводе. синтез имитационных моделей электротехнических систем 211
3.1. Анализ потерь тягового трансформатора электровоза при параллельной работе четырёхквадрантных преобразователей 211
3.1.1. Состояние вопроса 211
3.1.2. Способ организации параллельной работы 4qs 212
3.1.3. Математическая модель тягового трансформатора. схема постановки вычислительного эксперимента 213
3.1.4. Анализ результатов компьютерного моделирования 219
3.2. Устройство для питания трёхфазных и однофазных вспомогательных цепей электровоза постоянного тока и способы управления этим устройством 220
3.3. Компьютерное моделирование преобразователя собственных нужд с однофазным трансформатором: решение прямой и обратной задач 230
3.3.1. Решение прямой задачи 234
3.3.2. Решение обратной задачи
2 3.4. компьютерное моделирование системы стабилизации тока в обмотке возбуждения тягового электродвигателя 236
3.5. Компьютерное моделирование пуска вспомогательных асинхронных двигателей электровоза переменного тока при конденсаторной схеме питания
3.5.1. Моделирование пуска мотор-компрессора 242
3.5.2. Моделирование одновременного пуска мотор-вентилятора и мотор-компрессора компьютерное моделирование тепловых процессов в асинхронном вспомогательном двигателе электровоза при несимметрии питающих напряжений и дефектах беличьей клетки 256
3.6.1. Постановка задачи разработки тепловой модели асинхронного двигателя 256
3.6.2. Характерные особенности разработанной тепловой модели асинхронного двигателя 261
3.6.3. Установление адекватности тепловой модели асинхронного двигателя 270
3.6.4. Выявление опасных в тепловом отношении режимов работы асинхронного двигателя 274
частотный пуск мотор-компрессора с асинхронным двигателем 277
Компьютерное моделирование стационарных динамических режимов работы мотор-Вентилятора с асинхронным двигателем при питании от преобразователя частоты 286
Прямой пуск асинхронного двигателя с двухступенчатой компенсацией реактивной мощности в Составе вспомогательного привода электровоза 293
Об экономическом эффекте от использования имитационного моделирования вспомогательного электропривода электровозов 302
3.10.1. Об экономическом эффекте от имитационного моделирования вспомогательного электропривода электровозов у разработчиков локомотивов как от аналитического инструмента поиска решения проблемы
3.10.2. Об экономическом эффекте от имитационного моделирования вспомогательного электропривода электровозов при использовании найденного решения в эксплуатации локомотивов 306
Выводы по главе 3 308
Исследование на имитационных моделях вопросов электромагнитной совместимости частотно регулируемого асинхронного электропривода 311
4.1. Моделирование электромагнитных процессов в частотно-регулируемом асинхронном приводе с длинным питающим кабелем 311
4.2. Расчёт и моделирование фильтров du/dth синус-фильтров для асинхронного электропривода 3 4.2.1. Обоснование выбора структуры и параметров фильтров 316
4.2.2. Моделирование фильтров duldt на базе серийных дельта-конденсаторов, в том числе при учёте параметров схемы преобразователя 323
4.2.3. Расчёт параметров синус-фильтра от индуктивности 327
4.2.4. Расчёт параметров синус-фильтра от емкости
4.3. Компьютерное моделирование синусного фильтра для преобразователя собственных нужд электровоза 334
4.4. Имитационное моделирование синусного фильтра в составе частотно-регулируемого электропривода водяного насоса с высоковольтным асинхронным двигателем 338
4.4.1. Расчёт и компьютерное моделирование синусного фильтра в составе двухтрансформаторной схемы частотно-регулируемого электропривода с асинхронным двигателем мощностью 250 квт
4.4.2. Рекомендации по разработке синусного фильтра на основе опыта расчёта, имитационного моделирования и испытаний в составе двухтрансформаторной схемы частотно регулируемого электропривода с асинхронным двигателем мощностью 630 квт 346
4.5. Моделирование токов утечки в тяговом частотно-регулируемом электроприводе 362
4.6. Расчёт и моделировавшие двухконтурной системы подчинённого регулирования активного корректора коэффициента мощности 376
4.7. Об экономическом эффекте от использования синус-фильтра на водонасосной станции 391
выводы по главе 4 393
5. Энергосберегающая короткозамкнутая обмотка ротора асинхронной электрической машины при полигармоническом составе питающего напряжения 396
Выводы по главе 5 398
Заключение 401
Список сокращений и условных обозначений 404
Список литературы
