Электронные и электромеханические системы управления электрическими машинами высокоскоростного транспорта

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