Simulation model of wheel slip and slide protection systems for rail vehicles

• Autorzy: Barna G. , Lewandowski M.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.025.5287

Warianty tytułu

PL

Model symulacyjny układu wykrywania i likwidacji poślizgu przy rozruchu i hamowaniu dla pojazdu szynowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A simplified model of a rail vehicle - electric locomotive, with particular emphasis on wheelrail cooperation model, is presented. The principles of detecting the slip and algorithms that detect and eliminate the slip, both during acceleration and braking using dump valves are presented. Two anti-slip system simulation models, implemented in Matlab Simulink are described taking into account each subsystem model. The following models of hardware and software subsystems are described: the rotational speed sensors, the dumping valves and the subsystem determining the reference speed. The study program, simulation results, analysis and conclusions are presented.

PL

Przedstawiono uproszczony model pojazdu szynowego – lokomotywy elektrycznej, ze szczególnym uwzględnieniem modelu współpracy koła z szyną. Zaprezentowano zasady wykrywania poślizgu oraz opisano algorytmy wykrywania i likwidacji poślizgu, zarówno przy rozruchu, jak i przy hamowaniu z udziałem zaworów upustowych. Opisano modele symulacyjne obu układów przeciwpoślizgowych zaimplementowane w środowisku Matlab Simulink® z uwzględnieniem modeli poszczególnych podsystemów. Nakreślono modele podsystemów sprzętowych: model czujników obrotowo-impulsowych i zaworów upustowych oraz modele podsystemów programowych: podsystemu wyznaczania prędkości referencyjnej. Opisano program prób i badań obu układów. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych oraz analizę eksperymentów symulacyjnych wraz z wnioskami.

Słowa kluczowe

EN

electric traction; traction rail vehicle; braking; wheel slip; wheel slide; simulation; model

PL

trakcja elektryczna; pojazd trakcyjny; hamowanie; poślizg; symulacja; model

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 1-E
• Strony: 3--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wz., wykr., il.

Twórcy

autor

Barna G.

• Rail Vehicles Institute „Tabor”

autor

Lewandowski M.

• Faculty of Electrical Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Barna G., Control Algorithms of Wheel Slide Protection Systems for Rail Vehicles (in Polish), Ph.D. thesis, Poznan University of Technology.
• [2] Barna G., Theoretical analysis of Wheel Slide Protection controllers for rail vehicles, Proceedings of 16th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics, Międzyzdroje, August 2011.
• [3] Boiteux M., Le problème de l’adhérence en freinage, Chemins de Fer 5(452), 28–39, 1998.
• [4] Boiteux M., Influence de l’énergie de glissment sur l’adhérence exploitable en freinage, Revue Générale des Chemins de Fer 106(October), 05–15, 1987.
• [5] Boiteux M., Influence de la vitesse et de différents paramètres constructifs sur l’adhérence en freinage, Revue Générale des Chemins de Fer, 109(Juillet – Août), 31–38, 1990.
• [6] Giziński Z., Kształtowanie charakterystyk napędowych silników trakcyjnych dla maksymalnego wykorzystania przyczepności pojazdu, „Prace Instytutu Elektrotechniki”, zeszyt 157, 1989.
• [7] Kadowaki S., Ohishi K., Miyashita I., Yasukawa Y., Anti-slip/skid Re-adhesion Control of Electric Motor Coach Based on Disturbance Observer and Sensor-less Vector Control, “EPE Journal”, Vol. 16, No.2, 7–15, 2006–5.
• [8] Lewandowski M., Analiza zjawisk elektromechanicznych w szynowym pojeździe trakcyjnym z uwzględnieniem zmian współczynnika przyczepności kół napędowych, „Prace Naukowe, Elektryka”, z. 139, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2009.
• [9] Lewandowski M., Analiza zjawisk w obwodzie elektromechanicznym pojazdu trakcyjnego wywołanych poślizgiem kół, „Pojazdy szynowe”, 3/2011.
• [10] Rozenfeld W.E., Isajew I, P. Teoria elektrkiczeskoj tiagi, „Transport“, 1983.
• [11] Shimizu Y., Ohishi K., Sano T., Yasukawa S., Koseki T.: Anti-slip/skid Re-adhesion Control Based on Disturbance Observer Considering Bogie Vibration, Proc. of PCC Nagoya 2007 – The Fourth Power Conversion Conference, Nagoya, Japan, 1376–1381, 2007–4.
• [12] Standard EN 15595:2009+A1 May 2011, Railway applications – Brakes –Wheel slide protection.
• [13] Adhesion During Braking and Anti-skid Devices, ORE B 164, RP 1, Synthesis of Current Knowledge Concerning Adhesion, Office for Research and Experiments of the International Union of Railways, Utrecht.

Uwagi

EN

This paper has been produced as a result of the Research Projects “Microprocessor based Anti-slip System for traction rail vehicles meeting the requirements of Technical Specifications of Interoperability” N R10 0046 06/2009 with the financial support of The National Centre for Research and Development.