Determination of Inductive Parameters of the Uncompensated DC Machines Taking Into Account the Reaction of the Armature

• Autorzy: Drubetsky A.

Warianty tytułu

PL

Określenie parametrów indukcyjnych niezakończonych urządzeń DC biernych z uwzględnieniem reakcji armatury

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In modeling the electrical machine, for calculation transient states, it is necessary to determine the inductances of the coils. This problem can be solved in different ways. There know the design parameters of the machine, being available to it basic magnetizing curve or directly from the experiment. As a rule we don’t have the calculated data of the specific engine when solving a modeling problem. Also we need expression allows to obtain the value of the inductive parameters for each possible value of the currents flowing in the motor coils for studding different modes of operation. This expression can be obtained using the magnetizing curve of the machine when open-circuit operation. It is known that when working uncompensated machine a significant impact on the magnitude of the magnetic flux provided by the armature reaction which in turn has an impact on its inductance. In this case, in the determination of inductive parameters we have to take into account the effect of the armature reaction. The method of determining the inductive parameters of the uncompensated traction electric motor taking into account back induction is described in this article. This method allows to obtain analytical expressions for the inductive parameters that can be directly used for simulation of transient electromagnetic processes in the case that linearization of these parameters is unacceptable is making a gross error in the calculations. The influence of eddy currents in the work is not taken into account.

PL

Do obliczeń stanów nieustalonych w modelowaniu maszyn elektrycznych, należy określić indukcyjność uzwojeń. W tym celu należy znać parametry konstrukcyjne silnika, podstawową krzywą magnesowania lub bezpośrednio wykorzystać wyniki badań. Z reguły przy rozwiązywaniu problemu nie ma obliczonych danych dotyczących konkretnej maszyny. Ponadto, do analizy różnych warunków pracy, należy mieć równanie pozwalające na uzyskanie wartości parametrów indukcyjnych dla każdej możliwej wartości prądów płynących w cewkach silnika. Takie wyrażenie można uzyskać wykorzystując krzywą magnesowania maszyny pracującej bez obciążenia. Wiadomo, że podczas pracy maszyny nieskompensowanej, znaczący wpływ na wielkość strumienia magnetycznego ma reakcja twornika, która z kolei wpływa na jej indukcyjność. W tym przypadku, w celu określenia parametrów indukcyjności należy brać pod uwagę reakcję twornika. W artykule opisano metodę określania parametrów indukcyjnych nieskompensowanego silnika trakcyjnego z uwzględnieniem rozmagnesowującej reakcji twornika. Ta metoda umożliwia wykrywanie zależności analitycznych parametrów indukcyjnych, które mogą być bezpośrednio wykorzystane do symulacji elektromagnetycznych stanów nieustalonych w przypadku, gdy linearyzacja tych parametrów powoduje powstawanie dużych, niedopuszczalnych błędów w obliczeniach. W artykule nie uwzględniono wpływu prądów wirowych.

Słowa kluczowe

EN

DC machine; traction motor; armature reaction; magnetizing curve; flux per pole; simulation

PL

maszyna elektryczna prądu stałego; silnik trakcyjny; reakcja twornika; krzywa magnesowania; strumień magnetyczny biegunów; modelowanie

• Wydawca: Instytut Kolejnictwa
• Czasopismo: Problemy Kolejnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Z. 173
• Strony: 9--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Drubetsky A.

• Dnipropetrovsk National University of Railway Transport Named aft er Academician V. Lazaryan

Bibliografia

• 1. Afanasov M.A.: 2012. Approximation of the magnetic characteristics of traction motors electric rolling stock. Electromagnetic compatibility and safety in railway transport, 4, pp. 25–29.
• 2. Belkina E.N., Zhukov S.A.: 2015 The analysis of the methods of approximation of the magnetization curve of electrical steel, Innovative science, 5, PP. 22–27.
• 3. Belman M.H.: 1975. Transients in micro-motors of a direct current at pulsed power. Leningrad. Energy. 184 p.
• 4. Castañeda C.E., Esquivel P.: 2010. Direct current motor control based on high order neural networks using stochastic estimation – Neural Networks (IJCNN), The 2010 International Joint Conference, 18–23 July 2010. 1–8 p.
• 5. Castañeda C.E., Loukianov A.G., Sanchez E.N.: 2012. Discrete-Time Neural Sliding-Mode Block Control for a DC Motor With Controlled Flux. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Feb. 2012. 1194–1207 p.
• 6. El Hayek J., Sobczyk T.J., Skarpetowski G.: 2010. Experiences with a traction drive laboratory model. Electromotion. Jan-Mar 2010, Vol. 17 Issue 1, p. 30–36. 7 p.
• 7. Hughes A., Drury B.: 2006. Electric Motors and Drives: Fundamentals, Types and Application. Elsevier Ltd. 410 p.
• 8. Ivanov-Smolensky A.V.: 1980. Electrical machines. Moscow, Energy. 828 p.
• 9. Joffe A.B.: 1965. Traction electric machine. Moscow Energy. 232 p.
• 10. Kostenko M.P., Piotrovsky L.M.: 1972. Electrical machines. In 2 pats. P. 1. – DC machines. Transformers. Leningrad, Energy, 544 p.
• 11. Kostin N.A., Sheykina O.G.: 2006. Theoretical foundations of electrical engineering. Vol. I. Dnepropetrovsk. Publishing house of Dnipropetrovsk University of railway transport. academician V. Lazaryan. 336 p.
• 12. Matyuk V.F., Osipov A.A.: 2011. The mathematical models of the magnetization curve and the magnetic hysteresis loops. Part 1. Analysis of models. Non-destructive testing and diagnostics, 2, pp. 3–35.
• 13. Nakhodkin M.D.: 1976. Design of traction electric machines. Moscow. Transport. 624 p.
• 14. Postnikov I.M.: 1975. A Generalized theory and transients of electrical machines. Moscow High school. 319 p. Alantarov P.L., Zeitlin, L.A.: 1986. The calculation of the inductances. Leningrad. Energoatomizdat. 488 p.
• 15. Shavelkin A.A., Kostenko I.A., Gerasimenko V.A, Movchan A.N.: 2016. Modeling of electric traction drive with DC motors sequential excitation. East European journal of advanced technologies. 1(2), pp. 42–48.
• 16. Woldeck A.I.: 1978. Electrical machines. Leningrad, Energy, 832 p.