Электронные и электромеханические системы управления электрическими машинами высокоскоростного транспорта
Электронные и электромеханические системы управления электрическими машинами высокоскоростного транспорта: Обзор учебного пособия
Данное учебное пособие, подготовленное А.С. Мазневым, П.Г. Колпахчьяном и С.А. Пахоминым, представляет собой комплексное руководство для студентов вузов, специализирующихся в области подвижного состава железных дорог, а также будет полезно инженерам, занимающимся проектированием тягового электропривода. Пособие охватывает широкий спектр вопросов, связанных с электронными и электромеханическими системами управления электрическими машинами, используемыми в высокоскоростном транспорте.
Коллекторные тяговые электродвигатели: Теория и практика
Первая глава посвящена детальному рассмотрению коллекторных тяговых электродвигателей. Авторы начинают с изложения основ теории электрических машин постоянного тока, включая принципы электромагнитного преобразования энергии и принцип действия коллекторной машины. Особое внимание уделяется классификации тяговых двигателей, условиям их работы в электроподвижном составе (ЭПС) и предъявляемым к ним требованиям. Рассматриваются составные части тягового электродвигателя, различные виды обмоток якоря и их влияние на работу машины. Подробно анализируется магнитная цепь машины, включая вопросы ЭДС и электромагнитного момента. Отдельное внимание уделяется коммутации, характеристикам двигателей постоянного тока, а также электротяговым характеристикам ЭПС. В главе также обсуждаются вопросы пуска тяговых двигателей, способы регулирования скорости и усиления возбуждения. Завершается глава рассмотрением работы коллекторных машин в режимах электрического торможения и применением импульсных преобразователей в силовых цепях тяговых двигателей постоянного тока.
Тяговые двигатели пульсирующего тока
В заключительной части первой главы рассматриваются тяговые двигатели пульсирующего тока, что является важным аспектом современных систем тяги.
Структура и методы испытаний
В пособии также рассматриваются вопросы классификации, методов и схем испытаний тяговых электрических машин подвижного состава железных дорог.
Заключение
Учебное пособие предоставляет глубокий анализ теоретических основ и практических аспектов работы электрических машин в контексте высокоскоростного транспорта. Авторы последовательно излагают материал, начиная с фундаментальных принципов и заканчивая современными методами управления и регулирования. Это делает пособие ценным ресурсом для студентов и инженеров, стремящихся к углубленному пониманию электромеханических систем, применяемых в железнодорожной отрасли.
А.С. МАЗНЕВ П.Г. КОЛПАХЧЬЯН С.А. ПАХОМИН ЭЛЕКТРОННЫЕ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ТРАНСПОРТА УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области железнодорожного транспорта и транспортного строительства в качестве учебного пособия для студентов вузов железнодорожного транспорта Москва ИНФРА-М 2021
УДК 621.313(075.8) ББК 39.232я73 М13 Р е ц е н з е н т: Власьевский С.В., доктор технических наук, профессор кафедры «Электротехника, электроника и электромеханика» Дальневосточного государственного университета путей сообщения Мазнев А.С. М13 Электронные и электромеханические системы управления электрическими машинами высокоскоростного транспорта : учебное пособие / А.С. Мазнев, П.Г. Колпахчьян, С.А. Пахомин. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 139 с. — (Высшее образование: Специалитет). — DOI 10.12737/ textbook_5d31888beeb230.68298438. ISBN 978-5-16-014939-4 (print) ISBN 978-5-16-107436-7 (online) Приведены основные положения теории тяговых электрических машин и преобразовательной техники электрического подвижного состава. Рассмотрена работа коллекторных и бесколлекторных тяговых двигателей в режимах тяги и электрического торможения. Предложены структуры построения тяговых приводов на основе силовых ключевых полупроводниковых приборов. Исследована работа тяговых двигателей в нестационарных режимах. Дан анализ принципов регулирования бесколлекторных электрических машин. Приведены структуры систем автоматического регулирования частоты вращения асинхронных тяговых двигателей и синхронных машин с постоянными магнитами при питании от автономного инвертора напряжения. Рассмотрены классификация, методы и схемы испытаний тяговых электрических машин подвижного состава железных дорог. Предназначено для студентов вузов, обучающихся по специальности 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог», а также может быть полезно для инженеров, занимающихся проектированием тягового электропривода подвижного состава железных дорог. УДК 621.313(075.8) ББК 39.232я73 ISBN 978-5-16-014939-4 (print) ISBN 978-5-16-107436-7 (online) © Мазнев А.С., Колпахчьян П.Г., Пахомин С.А., 2013, 2021
ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 1. Коллекторные тяговые электродвигатели .......................... 4 1.1 Электрические машины постоянного тока ............................... 4 1.2 Основы электромагнитного преобразования энергии коллекторной машины постоянного тока ................................ 5 1.3 Принцип действия коллекторной машины постоянного тока ............................................................................................. 10 1.4 Принцип обратимости электрических машин постоянного тока ....................................................................... 13 1.5 Классификация тяговых двигателей (ТЭД) постоянного тока ............................................................................................. 13 1.6 Условия работы тяговых двигателей ЭПС ............................. 14 1.7 Требования к тяговым двигателям .......................................... 15 1.8 Составные части тягового электродвигателя ......................... 17 1.9 Виды обмоток якоря .................................................................. 22 1.10 Магнитная цепь машины .......................................................... 34 1.11 Виды обмоток двигателя .......................................................... 43 1.12 ЭДС и электромагнитный момент тягового электродвигателя ....................................................................... 45 1.13 Коммутация ................................................................................ 47 1.14 Характеристики двигателей постоянного тока ...................... 54 1.15 Электротяговые характеристики электрического подвижного состава .................................................................. 58 1.16 Обоснование использования двигателей последовательного возбуждения ............................................. 61 1.17 Пуск тяговых двигателей постоянного тока .......................... 65 1.18 Способы регулирования скорости тяговых двигателей ........ 68 1.19 Усиление возбуждения тяговых двигателей .......................... 82 1.20 Коллекторные машины в режимах электрического торможения ................................................................................ 87 1.21 Импульсные преобразователи в силовых цепях тяговых двигателей постоянного тока ................................................. 107 1.22 Тяговые двигатели пульсирующего тока .............................. 124 Библиографический список ........................................................... 136 3
1. 1.1 4
1.2 5
(1.1) (1.1) (1.2) (1.3) (1.4) (рис. 1.1). 6
1.1. (рис. 1.2), 1.2. 7
(рис. 1.3), (1.5) 1.3. (1.6) 1.4). (рис. 1.5). (1.4) (1.6) 8
(1.7) (1.7) (1.7) 1.4. 1.5. 9
1.3 1.6. 1.6, 1.6 (рис. 1.7). (1.8) 10