The aspect of vector control using the asynchronous traction motor in locomotives

Abstract

The article examines curves controlling asynchronous traction motors increasingly used in locomotive electric drives the main task of which is to create a tractive eff ort-speed curve of an ideal locomotive Fk = f(v), including a hyperbolic area the curve of which will create conditions showing that energy created by the diesel engine of diesel locomotives (electric locomotives and in case of electric trains, electricity taken from the contact network) over the entire range of locomotive speed is turned into effi cient work. Mechanical power on wheel sets is constant Pk = Fkv = const, the power of the diesel engine is fully used over the entire range of locomotive speed. Tractive eff ortspeed curve Fk(v) shows the dependency of locomotive traction power Fk on movement speed v. Th e article presents theoretical and practical aspects relevant to creating the structure of locomotive electric drive and selecting optimal control that is especially relevant to creating the structure of locomotive electric drive using ATM (asynchronous traction motor) that gains special popularity in traction rolling stock replacing DC traction motors having low reliability. Th e frequency modes of asynchronous motor speed regulation are examined. To control ATM, the authors suggest the method of vector control presenting the structural schemes of a locomotive with ATM and control algorithm.

Straipsnyje nagrinėjami lokomotyvų elektrinėse pavarose vis plačiau naudojamų asinchroninių traukos variklių valdymo ypatumai. Pagrindinis lokomotyvų elektrinių pavarų uždavinys – sukurti idealią lokomotyvo traukos charakteristiką, kurioje būtų hiperbolinė sritis. Traukos charakteristika parodo lokomotyvo traukos jėgos priklausomybę nuo judėjimo greičio. Hiperbolinė charakteristikos sritis sudarytų sąlygas, parodančias, kad visame lokomotyvo greičio diapazone dyzelinio variklio sukurta energija šilumvežiuose (elektrovežiuose, elektriniuose traukiniuose elektros energija, paimta iš kontaktinio tinklo) virsta naudingu darbu. Esant pastoviai mechaninei galiai ant lokomotyvo aširačių, dyzelinio variklio galia visame lokomotyvo greičio diapazone visiškai išnaudojama. Tai ypač aktualu sudarant lokomotyvo elektrinės pavaros su asinchroniniais traukos varikliais struktūrą bei parenkant optimalų valdymo būdą. Lokomotyvuose asinchroniniai traukos varikliai intensyviai keičia nepatikimus nuolatinės srovės traukos variklius. Straipsnyje nagrinėjami dažniniai asinchroninių traukos variklių parametrų valdymo metodai. Autoriai siūlo lokomotyvų asinchroniniams traukos varikliams taikyti vektorinio valdymo metodą. Pateikiamos struktūrinės schemos, lokomotyvo su asinchroniniais traukos varikliais valdymo algoritmas.