'
Галишникова Е.И., Возиян Д.Ю.
ПРИМЕНЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ НА ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ *
Аннотация:
в работе представлено исследование использования синхронных двигателей по подвижном составе железных дорог., выявлены их плюсы и способы управления.
Ключевые слова:
подвижной состав, железные дороги, тяговые двигатели, синхронные двигатели, постоянные магниты, высокоскоростной транспорт
Высокоскоростные поезда стали важным элементом транспортной инфраструктуры, обеспечивая быструю и эффективную связь между городами. Одним из ключевых факторов, определяющих их производительность, является тип используемого двигателя. Синхронные двигатели завоевали популярность благодаря своим уникальным характеристикам. В данной статье мы рассмотрим применение синхронных двигателей в высокоскоростных поездах, их преимущества в сравнении с асинхронными двигателями.Основы работы синхронных двигателей. Синхронный двигатель с постоянными магнитами работает на основе взаимодействия магнитного поля статора, создаваемого обмотками, и магнитного поля ротора, создаваемого постоянными магнитами. В отличие от асинхронных двигателей, где ротор вращается с некоторым скольжением относительно магнитного поля статора, в СДПМ ротор вращается синхронно с магнитным полем, что обеспечивает высокую эффективность и точность управления. Конструкция СДПМ состоит из двух основных узлов: 1. Статор: Неподвижная часть, содержащая обмотки, которые создают вращающееся магнитное поле. 2. Ротор: Вращающаяся часть, которая может быть выполнена с постоянными магнитами (в случае СДПМ) или с обмотками (в случае других типов синхронных машин).Применение синхронных двигателей в высокоскоростных поездах. Синхронные двигатели широко используются в высокоскоростных поездах, таких как японские Shinkansen и французские TGV. В этих системах двигатели обеспечивают высокую мощность и отличную динамику, что позволяет поездам достигать скорости свыше 300 км/ч. Например, в поездах на магнитной левитации (маглев) используются синхронные двигатели для достижения еще больших скоростей.Рис. 1. Использование синхронных двигателей на подвижном составе. Управление синхронным двигателем с постоянными магнитами в среде Matlab. Управление синхронным двигателем с постоянными магнитами (СДПМ) в среде MATLAB/Simulink можно реализовать с помощью различных схем: 1. Схема управления с использованием векторного управления (FOC). 2. Схема управления с помощью прямого управления моментом (Direct Torque Control, DTC). DTC — это метод управления, который обеспечивает быструю динамику и высокую производительность.3. Схема управления с использованием PID-регуляторов PID-регуляторы могут быть использованы для управления скоростью и моментом синхронного двигателя.Преимущества синхронных двигателей по сравнению с асинхронными. Эффективность: В отличие от асинхронных двигателей, синхронные двигатели обеспечивают большую эффективность при высоких скоростях и нагрузках.Управляемость: Синхронные двигатели легко поддаются управлению, что позволяет точно контролировать их скорость и момент, что критично в высокоскоростном железнодорожном транспорте. Компактность и легкость: Синхронные двигатели часто легче и компактнее, чем асинхронные, что способствует экономии пространства на подвижном составе.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 3
Ссылка для цитирования:
Галишникова Е.И., Возиян Д.Ю. ПРИМЕНЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ НА ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ // Вестник науки №5 (86) том 3. С. 1521 - 1525. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23180 (дата обращения: 15.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+
*