Wpływ parametrów systemu zasilania na stabilność impulsowego układu sterowania lokomotyw kopalnianych

• Autorzy: Kosiorowski S. , Stobiecki A.

Warianty tytułu

EN

Influence of supply system parameters on stability of pulse-mode control system of mine locomotives /#[Tyt.równol.] $1

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nowe rozwiązania przekształtników energoelektrycznych stosowanych w układach napędowych elektrycznych lokomotyw kopalnianych umożliwiają istotne zwiększenie częstotliwości impulsowania. Z punktu widzenia wahań napięcia i prądu sieci trakcyjnej pozwala to na znaczne zmniejszenie mocy, wymiarów i kosztu elementów wejściowego filtru LC. Istotna zmiana wartości tych elementów może być jednak niedopuszczalna ze względu na konieczność zapewnienia stabilnej pracy impulsowego układu sterowania. Zmiany parametrów układu zasilania mogą być, między innymi, przyczyną pojawienia się oscylacji w przebiegach prądu i napięcia kondensatora filtru wejściowego. W artykule zaprezentowano uproszczony model systemu trakcyjnego oraz przeprowadzono analizę punktów równowagi, stosując nieliniowe równania opisujące ten model. Na podstawie warunków stabilności uzyskano zależności analityczne dotyczące relacji pomiędzy parametrami elementów. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ zmian napięcia źródła oraz indukcyjności i rezystancji sieci trakcyjnej. Przedstawiono przebiegi napięć i prądów w układzie w przypadku stabilnej i niestabilnej pracy napędu otrzymanego w wyniku symulacji komputerowej. Pokazano także wybrane wyniki laboratoryjnych badań stabilności napędu trakcyjnego z silnikiem mocy znamionowej 45 kW.

EN

The switching frequency could be significantly increased in new solutions of power electronic converters applied in control systems of electric mine locomotives. For the sake of current and voltage fluctuation in the traction network it allows decrease of power, dimensions and elements' cost of the LC input filter. However, the significant change of the parameter values of these elements can be unacceptable due to necessity to ensure the stable operation of the drive system. Among other things, changes in parameters of the supply system can be the reason for appearance of oscillations in the input filter capacitor current and voltage waveforms. The simplified model of the traction system was presented in the paper and analysis of the points of balance was carried out on the basis of nonlinear equations describing this model. Analytic relationships concerning relations between parameters of elements were obtained on the basis of stability conditions. Specific attention was paid to the influence of the changes of supply source voltage and inductance and resistance of the traction line. The waveforms of voltages and currents in the system in cases of stable and unstable operation of the drive obtained as result of computer simulation are shown in this paper. Selected results of laboratory tests of stability of the traction drive system with the motor with rated power of 45 kW are also presented there.

Słowa kluczowe

PL

filtry wejściowe; napędy trakcyjne; stabilność; układy impulsowego sterowania

EN

input filters; pulse-mode control systems; stability; traction drives

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 104, z. 1-E
• Strony: 111--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.,Wz., wykr., rys.,

Twórcy

autor

Kosiorowski S.

autor

Stobiecki A.

• Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Bae B.-H., Cho B.-H., Sul S.-K., Dumping control strategy for vector controlled traction drive, EPE 2001, Graz.
• [2] Demidowicz B.P., Matematyczna teoria stabilności, WNT, Warszawa 1972.
• [3] Dudek R., Kosiorowski S., Żuchowicz M., Doświadczenia eksploatacyjne tyrystorowych układów sterowania lokomotyw kopalnianych, Materiały II Międzynarodowej Konferencji Naukowej „Współczesne Systemy Zasilania i Napędu Pojazdów Trakcyjnych", Warszawa 5-7 października 1995, 57-62.
• [4] Dudek W., Machowski J., Sieci trakcyjne w górnictwie, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1966.
• [5] Karwowski K., Skibicki J., Analiza stabilności pracy sieciowych pojazdów z napadem energoelektronicznym, Materiały XI Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej „Trakcja Elektryczna SEMTRAK 2004", Kraków-Zakopane październik 2004, 223-230.
• [6] Kosiorowski S., Stobiecki A., Badania symulacyjne stanów przejściowych w filtrach wejściowych przekształtników impulsowych lokomotyw kopalnianych. Materiały VII Krajowej Konferencji Naukowej „Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym SENE 2005", Łódź 23-25 listopada 2005, 285-292.
• [7] Kosiorowski S., Stobiecki A., Żuchowicz M., Dudek R., Stany przejściowe w filtrach wejściowych przekształtników impulsowych elektrycznych lokomotyw kopalnianych, Materiały 7 Międzynarodowej Konferencji Naukowej „Nowoczesna Trakcja Elektryczna w zintegrowanej Europie XXI wieku MET'2005", Warszawa 29 września-2 października 2005, 215-220.
• [8] Kudrewicz J., Nieliniowe obwody elektryczne. Teoria i symulacja komputerowa, WNT, Warszawa 1996.
• [9] Ombach J., Wykłady - równań różniczkowych wspomagane komputerowo - Maple, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 1999.