Россия
Россия
Россия
Цель: определение подхода к построению системы автоматического регулирования (САР) и наблюдателя состояния асинхронного тягового двигателя для обеспечения регулирования момента с высоким качеством, без перерегулирования, с заданной точностью и быстродействием. Методы: выбор способа управления асинхронным тяговым двигателем (АТД) для обеспечения заданных характеристик является главным при дальнейшем определении методов для достижения поставленной цели. Поэтому в статье рассмотрены вопросы, касающиеся принципа управления и структуры САР для машины. Благодаря применению метода прямого управления моментом с регуляцией вектора потокосцепления через вектор напряжения имеется возможность получения предсказуемого гармонического состава напряжения и токов, а также обеспечение заданного быстродействия. Для устранения влияния накопления ошибок интегрирования и корректной работы наблюдателя состояния предлагается рассмотреть методы Эйлера и Адамса — Моултона для решения дифференциальных уравнений. Результаты: для оценки правильности выбранного подхода к построению САР и наблюдателя состояния АТД выполняется математическое моделирование процессов в тяговом электроприводе. Результаты моделирования демонстрируют, что применение САР, использующей принципы прямого управления моментом и управления по напряжению, обеспечивает хорошие динамические показатели регулирования. Высокое быстродействие регулирования момента при сравнительно низкой частоте переключений силовых полупроводниковых приборов инвертора реализуется при исключении контуров регулирования тока статора. Таким образом, появляется возможность эффективного использования условий сцепления в месте контакта «колесо — рельс». Практическая значимость: показана важность выбора способа управления АТД для обеспечения высокой точности, быстродействия и качества регулирования. Применение метода Адамса — Моултона второго порядка позволяет практически полностью устранить накопление погрешности при незначительном увеличении объема вычислений. Это обеспечивает эффективную работу наблюдателя состояния.
система автоматического регулирования асинхронного двигателя, обеспечение высокого качества регулирования, быстродействие регулирования, наблюдатель состояния, фильтр Люенбергера, метод Адамса — Моултона
1. Асинхронный тяговый привод локомотивов / А. А. Андрющенко [и др.]. М.: Учебно- методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2014. 412 с.
2. Назаров А. С. Опыт запуска в России высокоскоростных поездов «Сапсан» и «Аллегро» // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2013. № 3 (23). С. 62–68.
3. Усольцев А. А. Векторное управление асинхронными двигателями. СПб.: СПбГИТ-МО (ТУ), 2002. 42 с.
4. Speed-sensorless stator flux-oriented control of induction motor drives in traction / M. Depenbrock [et al.] // Communications — Scientific Letters of the University of Zilina. 2001. Vol. 3, no. 2. Pp. 68–75. DOI:https://doi.org/10.26552/com.C.2001.2-3.68-75.
5. Исаков А. С., Ушаков А. В. Реализация наблюдателя состояний асинхронного двигателя c короткозамкнутым ротором в бездатчиковой системе векторного управления // Научно- технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2007. № 38. С. 280–286. EDN JVJXXJ.
6. Костенко М. П. Электрические машины. Специальная часть. М.-Л.: Госэнергоиздательство, 1949. 712 с.
7. Traction induction motor state observer based on an luenberger filter / P. Kolpakhchyan, [et al.] // Proceedings of the Seventh International Scientific Conference “Intelligent Information Technologies for Industry”, 2023. DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-031-43792-2_25.
8. Попов С. А., Фальков Г. А. Особенности построения имитационной модели наблюдателя состояния для систем векторного управления асинхронным электроприводом // Совре- менные наукоемкие технологии. 2024. № 7. С. 40–47. URL: https://top-technologies.ru/ru/article/ view?id=40083 (дата обращения: 08.02.2026).
9. Jnayah S., Moussa I., Khedher A. IM fed by three-level inverter under DTC strategy combined with sliding mode theory // Electronics. 2022.
10. Garrappa R. Numerical solution of fractional differential equations: a survey and a software tutorial // Mathematics. 2018. Vol. 6 (2). Pp. 30–53.
11. Ким В. А. Методы Адамса — Башфорта — Моултона и Ньютона — Рафсона для чис- ленного анализа осциллятора дуффинга с производной переменного дробного порядка римана- лиувилля // Проблемы вычислительной и прикладной математики. 2021. № 3 (33). С. 82–97. EDN TNWNML.
