📄Работа №214728
Тема: Тяговый автоматизированный электропривод трамвая
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
электротехника
Объем:
124 листов
Год:
2022
Просмотров:
3
5920
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И РАССМОТРЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
НЕРАВНОМЕРНОГО ИЗНОСА КОЛЕСНЫХ ПАР ЖД ТРАНСПОРТ...9
1.1 Анализ отечественной литературы в области тягового
автоматизированного электропривода 9
1.2 Анализ зарубежной литературы в области тягового автоматизированного электропривода 11
1.3 Рассмотрение вопросов неравномерного износа колесных пар жд транспорта 13
Выводы по главе один 13
2 ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ТЕХНИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 15
2.1 Описание технической установки 15
2.2 Анализ технологического процесса трамвая и выбор координат механизма 16
2.3 Требования к автоматизированному электроприводу трамвая 18
2.4 Применения алгоритма управления электропривода для
равномерного износа колесных пар 19
Выводы по главе два 20
3 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ТРАМВАЯ 21
3.1 Характеристики видов управления тяговых электроприводов
используемых в трамваях 21
3.2 Выбор систем электропривода модернизируемого трамвая 23
3.3 Функциональная схема автоматизированного электропривода
трамвая 29
Выводы по главе три 30
4 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 31
4.1 Анализ кинематической схемы механизма 31
4.2 Расчёт нагрузок, построение механической характеристики и
нагрузочной диаграммы механизма 32
4.3 Выбор двигателя 38
Выводы по главе четыре 43
5 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 44
5.1 Обзор различных типов преобразователей электрической
энергии 44
5.2 Расчёт параметров и выбор устройств силовой цепи 47
Выводы по главе пять 49
6 . АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 50
6.1 Определение координат и датчиков для автоматизации
электропривода 50
6.2 Составление математического описания объекта 52
6.3 Применение регуляторов технологических и электрических 58
Выводы по главе шесть 60
7 РАСЧЁТ И АНАЛИЗ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 61
7.1 Постройка математической модели электропривода механизма 61
7.2 Расчёт сигнала задания во время работы трамвая 70
7.3 Построение статических характеристик электропривода, соответствующих зависимости и3 = f(t^ за цикл работы
механизма 73
7.4 Расчёт переходных процессов за цикл работы механизма и определение показателей качества 76
Выводы по главе восемь…………………………………………………...82
8 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ
УСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ ПРОГРАММИРУЕМОГО КОНТРОЛЛЕРА……………………… 84
8.1 Формулирование условий работы трамвая 84
8.2 Разработка алгоритма работы трамвая 84
8.3 Разработка программы управления трамвая 86
8.4 Выбор элементной базы автоматизации
трамвая 90
8.5 Функциональная схема устройств автоматизации и электропривода
трамвая 91
8.6 Описание работы системы автоматизации 92
Выводы по главе восемь 93
9 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
ТРАМВАЯ 95
9.1 Выбор оборудования 95
Выводы по главе девять 95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 98
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Блок схема алгоритма управляющей программы 101
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И РАССМОТРЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
НЕРАВНОМЕРНОГО ИЗНОСА КОЛЕСНЫХ ПАР ЖД ТРАНСПОРТ...9
1.1 Анализ отечественной литературы в области тягового
автоматизированного электропривода 9
1.2 Анализ зарубежной литературы в области тягового автоматизированного электропривода 11
1.3 Рассмотрение вопросов неравномерного износа колесных пар жд транспорта 13
Выводы по главе один 13
2 ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ТЕХНИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 15
2.1 Описание технической установки 15
2.2 Анализ технологического процесса трамвая и выбор координат механизма 16
2.3 Требования к автоматизированному электроприводу трамвая 18
2.4 Применения алгоритма управления электропривода для
равномерного износа колесных пар 19
Выводы по главе два 20
3 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ТРАМВАЯ 21
3.1 Характеристики видов управления тяговых электроприводов
используемых в трамваях 21
3.2 Выбор систем электропривода модернизируемого трамвая 23
3.3 Функциональная схема автоматизированного электропривода
трамвая 29
Выводы по главе три 30
4 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 31
4.1 Анализ кинематической схемы механизма 31
4.2 Расчёт нагрузок, построение механической характеристики и
нагрузочной диаграммы механизма 32
4.3 Выбор двигателя 38
Выводы по главе четыре 43
5 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 44
5.1 Обзор различных типов преобразователей электрической
энергии 44
5.2 Расчёт параметров и выбор устройств силовой цепи 47
Выводы по главе пять 49
6 . АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 50
6.1 Определение координат и датчиков для автоматизации
электропривода 50
6.2 Составление математического описания объекта 52
6.3 Применение регуляторов технологических и электрических 58
Выводы по главе шесть 60
7 РАСЧЁТ И АНАЛИЗ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 61
7.1 Постройка математической модели электропривода механизма 61
7.2 Расчёт сигнала задания во время работы трамвая 70
7.3 Построение статических характеристик электропривода, соответствующих зависимости и3 = f(t^ за цикл работы
механизма 73
7.4 Расчёт переходных процессов за цикл работы механизма и определение показателей качества 76
Выводы по главе восемь…………………………………………………...82
8 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ
УСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ ПРОГРАММИРУЕМОГО КОНТРОЛЛЕРА……………………… 84
8.1 Формулирование условий работы трамвая 84
8.2 Разработка алгоритма работы трамвая 84
8.3 Разработка программы управления трамвая 86
8.4 Выбор элементной базы автоматизации
трамвая 90
8.5 Функциональная схема устройств автоматизации и электропривода
трамвая 91
8.6 Описание работы системы автоматизации 92
Выводы по главе восемь 93
9 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
ТРАМВАЯ 95
9.1 Выбор оборудования 95
Выводы по главе девять 95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 98
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Блок схема алгоритма управляющей программы 101
📖 Введение
Актуальность работы. Городской электрический транспорт в мегаполисах имеет важное значение в перевозке пассажиров. Разнообразность исполнения городского электрического транспорта достаточно многообразны. Отличаются они эксплуатационными и технико-экономическими характеристиками, которые определяются особым преимуществом. Актуальным видом городского транспорта являются трамвайные сети.
Интерес к трамвайному виду транспорта связан с преимуществами этого электрического транспорта: электробезопасен (трамвай, можно сказать, всегда заземлён по сравнению с троллейбусом), имеет большую пассажировместимость, экономичностью.
Актуальность данной темы вызвана необходимостью обновить и модернизировать действующий парк электротранспорта.
В новых трамваях применяют технические решения, которые
обеспечивают: плавный ход, энергоэффективность, автоматизацию, низкую высоту пола, большую вместимость пассажиропотока и комфортабельность.
А самое главное трамвай соответствуют трендам «зеленой энергетики» за счет отсутствия продуктов сгорания при работе.
Целью магистерской работы является модернизация тягового электропривода с решением проблемы неравномерности износа колесных пар трамвая.
Для достижения цели работы были выполнены следующие задачи:
1) обзор литературы и рассмотрение проблем неравномерного износа колесных пар жд транспорта;
2) теоретическая часть. Анализ требований электропривода технической установки;
3) разработка функциональной схемы автоматизированного электропривода механизма с целью их применения для решения проблемы неравномерности
колесных пар;
4) выбор оптимального варианта электропривода;
5) выбор преобразователя электрической энергии;
6) проектирование системы автоматического управления;
7) расчёт и анализ статических и динамических характеристик автоматизированного электропривода;
8) проектирование системы автоматизации технической установки на основе программируемого контроллера;
9) проектирование схемы электроснабжения и электрической защиты промышленной установки.
Методы исследования.
Для выполнения работ по достижению целей и решения задач была затронута следующая совокупность теорий и методов: теории электротехники, теории преобразовании электромеханической энергии, теории электропривода, теории автоматизации и автоматики, методы математических моделирований.
Структура магистерской диссертации. Магистерская диссертация состоит из введения, девяти глав, заключения, представленных на 102 страницах машинописного текста, библиографического списка из 26 наименований, 15 таблиц, 47 рисунков.
Интерес к трамвайному виду транспорта связан с преимуществами этого электрического транспорта: электробезопасен (трамвай, можно сказать, всегда заземлён по сравнению с троллейбусом), имеет большую пассажировместимость, экономичностью.
Актуальность данной темы вызвана необходимостью обновить и модернизировать действующий парк электротранспорта.
В новых трамваях применяют технические решения, которые
обеспечивают: плавный ход, энергоэффективность, автоматизацию, низкую высоту пола, большую вместимость пассажиропотока и комфортабельность.
А самое главное трамвай соответствуют трендам «зеленой энергетики» за счет отсутствия продуктов сгорания при работе.
Целью магистерской работы является модернизация тягового электропривода с решением проблемы неравномерности износа колесных пар трамвая.
Для достижения цели работы были выполнены следующие задачи:
1) обзор литературы и рассмотрение проблем неравномерного износа колесных пар жд транспорта;
2) теоретическая часть. Анализ требований электропривода технической установки;
3) разработка функциональной схемы автоматизированного электропривода механизма с целью их применения для решения проблемы неравномерности
колесных пар;
4) выбор оптимального варианта электропривода;
5) выбор преобразователя электрической энергии;
6) проектирование системы автоматического управления;
7) расчёт и анализ статических и динамических характеристик автоматизированного электропривода;
8) проектирование системы автоматизации технической установки на основе программируемого контроллера;
9) проектирование схемы электроснабжения и электрической защиты промышленной установки.
Методы исследования.
Для выполнения работ по достижению целей и решения задач была затронута следующая совокупность теорий и методов: теории электротехники, теории преобразовании электромеханической энергии, теории электропривода, теории автоматизации и автоматики, методы математических моделирований.
Структура магистерской диссертации. Магистерская диссертация состоит из введения, девяти глав, заключения, представленных на 102 страницах машинописного текста, библиографического списка из 26 наименований, 15 таблиц, 47 рисунков.
✅ Заключение
Проанализирована литература в области «автоматизированного тягового электропривода трамвая», выполненная по запросам сборники научных электронных ресурсов eLIBRARY.RU и SciVal. Результатом анализа был сделан вывод, что лидером в мире по научным публикациям в области «тягового автоматизированного электропривода трамвая» является Германия, а в Российской Федерации данная тема набирает свою актуальность.
В ходе анализа было выявлено, что в Российская Федерация в последнее время набирает актуальность тема «автоматизированного тягового электропривода трамвая».
Из публикаций выявлены основные проблемы автоматизированного электропривода и пути их решения: уменьшение энергопотребления, увеличение точности регулирования, электромагнитная совместимость, техническое диагностирование.
Рассмотрены проблемы неравномерного износа колесных пар жд транспорта. Данная проблема по настоящее время актуальна на рельсовом и железнодорожном транспорте. В данной главе предложен метод решения этой проблемы, алгоритмом управления электропривода при электродинамическом торможении при выполнении технологического процесса.
Так же были рассмотрены и предложены методы алгоритмов управления асинхронных двигателей для решения проблем, улучшения технических и эксплуатационных характеристик трамвая.
Были выполнены расчеты параметров работы и подобраны устройства для реализации темы работы с последующим решением проблем.
В результате исследования теоретической части и выполненных расчетов было проведено моделирование тягового автоматизированного электропривода трамвая в программной среде Matlab Simulink с получением результатах при влиянии различных факторов. В ходе моделирования была проведено оптимизация модели, для упрощения расчетов программного обеспечения и проведения анализа работы асинхронного двигателя при выполнении рабочего технологического цикла.
В ходе полученных результатах моделирования можно сделать вывод о необходимости применения в тяговом асинхронном электроприводе векторно-частотной системы управления для реализации высокой точности регулирования, стабильной работе и отличному противодействию электропривода к механическим и динамическим нагрузкам. А так же применению алгоритмов управления для решения проблем с неравномерным износом колесных пар на рельсовом электротранспорте.
Кроме того, в выполненной работе был произведен расчет и выбор аппаратуры систем автоматизации и тягового электропривода с комплектом управления и питания с последующим написанием программы управления, составлением блок схем автоматизации и функциональной схемой автоматизированного привода.
Изучены межгосударственные стандарты, используемые для проектирования и изготовления вагонов трамвайных пассажирских. Проанализированы ГОСТ 8802-78 и ГОСТ 25712-88. А также был предложен способ управления электроприводами для решения проблемы неравномерности износа колесных пар.
В ходе анализа было выявлено, что в Российская Федерация в последнее время набирает актуальность тема «автоматизированного тягового электропривода трамвая».
Из публикаций выявлены основные проблемы автоматизированного электропривода и пути их решения: уменьшение энергопотребления, увеличение точности регулирования, электромагнитная совместимость, техническое диагностирование.
Рассмотрены проблемы неравномерного износа колесных пар жд транспорта. Данная проблема по настоящее время актуальна на рельсовом и железнодорожном транспорте. В данной главе предложен метод решения этой проблемы, алгоритмом управления электропривода при электродинамическом торможении при выполнении технологического процесса.
Так же были рассмотрены и предложены методы алгоритмов управления асинхронных двигателей для решения проблем, улучшения технических и эксплуатационных характеристик трамвая.
Были выполнены расчеты параметров работы и подобраны устройства для реализации темы работы с последующим решением проблем.
В результате исследования теоретической части и выполненных расчетов было проведено моделирование тягового автоматизированного электропривода трамвая в программной среде Matlab Simulink с получением результатах при влиянии различных факторов. В ходе моделирования была проведено оптимизация модели, для упрощения расчетов программного обеспечения и проведения анализа работы асинхронного двигателя при выполнении рабочего технологического цикла.
В ходе полученных результатах моделирования можно сделать вывод о необходимости применения в тяговом асинхронном электроприводе векторно-частотной системы управления для реализации высокой точности регулирования, стабильной работе и отличному противодействию электропривода к механическим и динамическим нагрузкам. А так же применению алгоритмов управления для решения проблем с неравномерным износом колесных пар на рельсовом электротранспорте.
Кроме того, в выполненной работе был произведен расчет и выбор аппаратуры систем автоматизации и тягового электропривода с комплектом управления и питания с последующим написанием программы управления, составлением блок схем автоматизации и функциональной схемой автоматизированного привода.
Изучены межгосударственные стандарты, используемые для проектирования и изготовления вагонов трамвайных пассажирских. Проанализированы ГОСТ 8802-78 и ГОСТ 25712-88. А также был предложен способ управления электроприводами для решения проблемы неравномерности износа колесных пар.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.