CC BY
7реализации такой системы [2] за счет необходимости представления окружающей транспортное средство среды в виде навигационной карты для осуществления навигации и, зачастую, используется метод, позволяющий при помощи спутниковых данных или сигналов, получаемых с датчиков построить граф и перемещаться по его вершинам, как по карте, учитывая веса в рамках особенностей окружающей среды. Препятствия идентифицируются за счет технологии LIDAR, а именно изменениями облака точек ежесекундным обновлением полученных данных. Рассматривая автопоезд при математическом моделировании, как специализированное транспортное средство для перевозки грузов, представляемое, в большем количестве случаев, в виде тягача и полуприцепа, а также изучая методы, основанные на графах, представленных в исследованиях [1] и текущих разработках компаний, можно сделать вывод о том, что применить такой алгоритм будет весьма проблематично, даже с учетом того, что он обладает определенной степенью оптимизации. Основная проблема заключается в том, что автопоезд - это как минимум две точки, а в графах перемещение выполняется по одной. Таким образом необходимо представить решение данной проблемы для обеспечения работы полуавтономных или автономных транспортных систем. Рассмотрен вариант, при котором, выполняя первичный поиск места парковки анализируется местность на основе текущего расположения ТС и точки окончания маневра. Отсканированная местность передается в виде облака точек с сенсора на основе технологии LIDAR и уже по ней выполняется построение траектории на основе формул вычисления радиусов поворота колеса и угла складывания, выведенных из математической модели автопоезда. Расчет пути будет произведен не от точки А к точке Б, а наоборот в целях уменьшения затрат вычислительных мощностей и при определенном расположении датчиков.
Применение метода графов возможно при реализации сочлененного объекта, состоящего из двух точек (например: двух прямоугольников) в один неправильный многоугольник, учитывающий в себе особенности максимальных углов поворота тягача относительно полуприцепа. Далее необходимо выстроить граф таким образом, чтобы правильно учесть все веса и возможность его перестраивания каждое обновление принятых сигналов, зависящее от общего допустимого fps системой.
В будущих исследованиях будут представлены данные сравнения математического моделирования и натурного выполнения маневра, реализованного при помощи дрона и реального тягача с полуприцепом.
Библиографический список:
4.P. E. Hart, N. J. Nilsson and B. Raphael, "A Formal Basis for the Heuristic Determination of Minimum Cost Paths," in IEEE Transactions on Systems Science and Cybernetics, vol. 4, no. 2, pp. 100-107, July 1968, doi: 10.1109/TSSC.1968.300136.
5.Исследование сенсоров автономных и полуавтономных систем при эксплуатации грузового транспорта / Н. В. Петров, Д. А. Евстигнеев, Г. Д. Толстиков, В. В. Бурбах // Наука, технологии, общество - НТО-11-2022 : сборник научных статей по материалам II Всероссийской научной конференции, Красноярск, 28-30 июля 2022 года. - Красноярск: Общественное учреждение "Красноярский краевой Дом науки и техники Российского союза научных и инженерных общественных объединений", 2022. - С. 223-228. - DOI 10.47813/nto.2.2022.5.223-228. - EDN AGXBQO.
6. Chevrolet Division, General Motors Corporation "The Safest Place" [Электронный ресурс]: архивные видеоматериалы - 1935. - Режим доступа: https://archive.org/details/SafestPl1935 (дата обращения 25.08.2022).
© Н. В. Петров, 2022
УДК 621.3-1/-8
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ РЕКУПЕРАТИВНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЛОКОМОТИВА В УСЛОВИЯХ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ
Ван синяо Wang xingyao
Студент Student
российский университет транспорта Russian University of Transport Russia, Moscow Россия, Москва
ANALYSIS OF THE STATE OF THE REGENERATIVE POWER SUPPLY SYSTEM OF THE LOCOMOTIVE TRACTION POWER SUPPLY SYSTEM UNDER REGENERATIVE BRAKING
CONDITIONS
Аннотация: С развитием социальной экономики растет и интенсивность городского движения. Для снижения аварийности на дорогах во многих районах применяется система тягового электроснабжения. Система тягового электроснабжения является важной частью городского железнодорожного транспорта. [1] Технология регенеративной генерации электроэнергии привлекает большое внимание экспертов и ученых благодаря своей высокой экономичности, короткому сроку строительства и экологичности. В статье уделяется внимание непрерывной и стабильной работе рекуперативных устройств тяги за счет создания разумной и эффективной системы управления, в основном с использованием рекуперативных асинхронных двигателей и выпрямителей. Затем в статье анализируется электрическая мощность, необходимая для каждой части тяговой сети в двойной замкнутой структуре, и количество необходимых резервных двигателей; наконец, моделируется весь тормоз, включая основное электрооборудование системы рекуперативного питания.
Abstract: With the development of the social economy, the intensity of urban traffic is also growing. To reduce accidents on the roads in many areas, a traction power supply system is used. The traction power supply system is an important part of urban rail transport. [1] The technology of regenerative power generation has attracted a lot of attention from experts and scientists due to its high efficiency, short construction time and environmental friendliness. The article focuses on the continuous and stable operation of regenerative traction devices by creating a reasonable and efficient control system, mainly using regenerative induction motors and rectifiers. The article then analyzes the electrical power required for each part of the traction network in a double closed structure and the number of standby motors required; finally, the entire brake is modeled, including the main electrical equipment of the regenerative power system.
Ключевые слова: рекуперативное торможение, локомотивная тяга, система электроснабжения, рекуперативное электроснабжение, городской рельс.
Key words: regenerative braking, locomotive traction, power supply system, regenerative power supply, city rail.
1 Системы рекуперативного торможения
1.1Процесс рекуперативного торможения
Система тяги тягового электродвигателя состоит из рекуперативного тормоза, понижающей передачи и силовой электроники. В частности, тяговый электродвигатель будет приводить колеса в движение через приводной вал при запуске или остановке транспортного средства. [2] Когда локомотив останавливается (т.е. перед парковкой) должен немедленно начать и поднять с задвижки автомобиля; чрезвычайные должны быстро остановить работу рекуперативного торможения, пока автомобиль находится в нормальном режиме работы; поезд от необходимости быстро остановиться на терминале или упасть в пункт назначения, а затем вернуться к нормальному вождению действия процесс называется чрезвычайной фазы в. В это время автомобиль не полностью потерял мощность, тяговая подстанция рекуперативного торможения работает следующим образом: тяговая мощность через главный выключатель и автоматический выключатель управления, когда линия неисправна, отключает питание и переключается в положение аварийной остановки.
(1) Стадия запуска. Транспортное средство останавливается в работающем состоянии; откройте тяговый двигатель после 2~3 часов простоя, чтобы запустить двигатель в главной цепи, конденсатор заземления нейтрали и катушку тока нулевой последовательности и другое оборудование для обслуживания или замены резервного генератора;
(2) этап прекращения регенерации: тормозной трансформатор возвращается к нормальному значению, при этом отсоединяется тормоз и размыкается выключатель, Рекуперативное торможение системы тягового электроснабжения — это преобразование электрической энергии приводного двигателя транспортного средства в постоянный ток с помощью выпрямителя, когда транспортное средство замедляется и движется с низкой скоростью, что позволяет двигателю замедлить транспортное средство. [3] Выпрямитель, используемый в этой конструкции, является оригинальным. Поэтому необходимо учитывать разделение приводной силы и генерации крутящего момента во время эксплуатации транспортного средства до начала рекуперативного рабочего процесса; в то же время, чтобы обеспечить стабильную и надежную изоляцию линии передачи тягового тока, необходимо установить параметры для линии передачи тягового тока таким образом, чтобы обеспечить стабильность, безопасность и надежность транспортного средства во время рекуперативного торможения. [4]
1.2 Проблемы рекуперативного торможения
Рекуперативное торможение — это управление или устранение несбалансированной нагрузки для поддержания нормальной работы транспортного средства, чтобы оно оставалось стабильным в течение определенного периода времени. Из-за наличия большого количества индуктивных нагрузок и образования коррозионной среды в системе тягового электроснабжения. Когда эти емкостные нагрузки увеличиваются (например, воздушные зазоры, недостатки давления масла), это приведет к сбоям в работе; а утечки смазочного материала могут вызвать высоковольтный искровой разряд и привести к пожару, и другие обстоятельства приведут к различным неопределенностям в проблемах рекуперативного торможения:
(1) такие как изменения нагрузки в системе тягового электроснабжения,^] Перегрев двигателей или генераторов и т.д. Среди них рекуперативное торможение является наиболее важным, эффективным и прямым решением. Из-за различных факторов для оригинального состояния работы автомобиля, чтобы произвести воздействие и причины; снова для вышеуказанной ситуации выдвинуто решение: соответственно от компенсации реактивной мощности (PSD) ставка, время холостого хода и другие аспекты для улучшения характеристик электроснабжения системы тяги, так что он может быть поддержан в номинальной мощности выше и стабильной и надежной работы.
(2) Например, высокая скорость, недостаточный крутящий момент и т.д. Чтобы обеспечить надежную работу рекуперативного торможения, [6] Его необходимо контролировать. Описывается основное электрооборудование системы - система управления рекуперативным питанием и прерыватель тяговой мощности - с точки зрения их структурных компонентов и принципов работы; обсуждаются возможные неисправности во время эксплуатации автомобиля и приводятся решения: улучшаются динамические характеристики системы управления путем регулировки параметров позиционирования колес и установки соответствующих устройств ограничения скорости, улучшается качество электроэнергии.
(3) такие как утечка воздуха, повреждения линии или отключения в тяговой сети. Поэтому необходимо провести анализ состояния системы рекуперативного торможения [7]. для того, чтобы обеспечить справочную основу для проектирования систем управления рекуперативным торможением. i. Благодаря воздушному зазору создается большое отрицательное давление; ii. Во время движения автомобиля будут присутствовать некоторые индуктивные нагрузки, которые приведут к недостаточной подаче энергии, что вызовет аварии с перебоями в подаче энергии; iii) рекуперативное торможение должно быть преодолено или увеличено при использовании полного двойного питания для обеспечения стабильной работы.
2 Анализ состояния системы рекуперативного торможения
2.1 Теоретические основы анализа состояния системы рекуперативного торможения
Из-за относительно большой продолжительности действия рекуперативного торможения, [8] Поэтому используются тяговые двигатели и колеса, и транспортное средство может замедляться или останавливаться во время реальной работы. [9] Для обеспечения безопасной работы локомотива необходимо принять определенные меры защиты поезда. Тяговый двигатель и двигатель соединены через промежуточный вал для достижения функции передачи; а система рекуперативного торможения играет роль амортизации, поглощения удара и силового оборудования, необходимого для быстрого запуска и остановки движущихся частей и предотвращения неисправностей (называется устройством рекуперативного торможения), и его скорость близка к нулю во время нормальной работы, основная функция тормозной системы заключается в обеспечении мощности для тяги с помощью рекуперативного электричества, поэтому необходимо убедиться, что она имеет Основной функцией тормозной системы является приведение в действие тяги с помощью рекуперативной энергии. Основной функцией тормозной системы является обеспечение тяги за счет рекуперативной энергии. В соответствии со структурными характеристиками системы тяговой мощности, рабочей средой и характером нагрузки, локомотив предварительно приводится в движение (например, подъем) при различных обстоятельствах и определяется, что тормозное давление может достигать 20MpF/m3;[10] Поскольку система рекуперативного торможения представляет собой сложную электромеханически связанную нелинейную динамическую сеть, необходимо проанализировать ее характеристики. В этой главе основное внимание уделяется присущим устройству электрическим характеристикам как тягового генератора транспортного средства, так и контактной сети "колесо-гусеница".(1) Значения импеданса при соответствующих переходных перегрузках в соответствующих рабочих условиях каждого компонента были определены с помощью метода среднего напряжения между витками катушки и метода прерывателя постоянного напряжения при преобразовании фиксированной частоты при расчете параметров реактора. Путем моделирования условий работы тяговой сети и ведущих осей транспортного средства, силовых преобразователей и других устройств был получен закон изменения динамического давления оригинального механизма локомотива, что позволило определить его основную неисправность.
2.2 Прогнозирование нагрузки на систему рекуперативного торможения
Рекуперативное торможение означает, что через тяговую подстанцию,[11]Преобразует кинетическую энергию автомобиля в мощность для замедления и остановки на рампе. Он обладает такими характеристиками, как низкая скорость при определенной степени и большая степень подъема.
(1) Номинальный коэффициент мощности тягового двигателя 2~9: включает крутящий момент и скорость - два основных фактора;
(2) коэффициент регулирования энергии рекуперативного торможения: по результатам испытаний определить коэффициент регулирования энергии рекуперативного торможения и диаметр фрикционного колеса d% пропорциональную зависимость; распределение нагрузки на ось автомобиля, определяемое параметрами системы колесной сборки,
Прогноз нагрузки системы рекуперативного торможения тяговой подстанции должен быть основан на мощности оборудования в системе, мощности линии и других факторах, которые необходимо
учитывать, обычно используя оценку исторических данных или прогнозирование в соответствии с указанным методом, который включает в себя:
(3) Расчет для определения коэффициента регенеративной энергии. Он в основном основан на исходных данных и соответствующих формулах. В практических инженерных приложениях значения сопротивлений всех уровней и коэффициент удельного тока обычно получают эмпирическими методами, а максимальное значение реактивного сопротивления катушки зависит от таких факторов, как нижний предел максимальной нагрузки проектируемого тягового трансформатора с номинальной частотой 5кМ/время и максимальная рабочая скорость,
2.3 Баланс системы тягового электроснабжения
Система тягового электроснабжения состоит из привода переменного тока и тягового трансформатора. Помимо всего прочего, трансформатор переменного тока подключается через силовые кабели для подготовки к непрерывной балансировке. На практике, из-за влияния различных факторов, ведущих к нестабильности системы или большим изменениям в нагрузке, необходимо остановить, чтобы обеспечить резервное питание; в то же время для того, чтобы убедиться, что оборудование регенеративной энергии может продолжать работать в состоянии безопасной и надежной передачи электрической энергии задачи и необходимость установить аварийный тормоз, чтобы убедиться, что регенеративная электростанция или тягового двигателя нормальной безаварийной работы требования.
Привод переменного тока состоит из силового кабеля и высоковольтного несущего генератора, системы тягового электроснабжения, для обеспечения нормальной работы транспортного средства в условиях помещения, необходимо также учитывать тяговую нагрузку на сеть передачи активной мощности и влияние реактивной мощности.
Баланс тяговой сети означает: когда локомотив запускается или тормозит (т.е.); рекуперативный источник питания через выпрямительный блок, высоковольтную линию передачи постоянного тока в новое устройство после и обеспечить поддержку питания для него. Поскольку процесс имеет определенное время задержки и высокие характеристики частотной характеристики, во время фактической работы в системе могут возникнуть перегрузки или даже сброс нагрузки, что вызовет большое воздействие и влияние на сеть. Балансировка системы питания тяги означает, что при определенных условиях не происходит никаких дополнительных изменений, когда два комплекта вагонов или локомотивов проходят по двум линиям одновременно.
Заключение
Новизна данной работы заключается в том, что в результате углубленного исследования реальной работы системы тягового электроснабжения в условиях рекуперативного торможения были сделаны следующие выводы:
(1) Основной рабочей задачей на этом этапе является завершение имитации запуска и нормальной работы. Когда автомобиль работает в нормальном режиме. Поскольку тяговая мощность имеет большую пиковую мощность, более высокую частоту и более быстрые характеристики сброса нагрузки; коэффициент использования электрической энергии может достигать более 90%; и как только колеса находятся в состоянии замедления, тормоз автоматически отключается и гарантирует, что главный паропровод и вспомогательная паровая система вагона с рекуперативной мощностью не слишком сильно заблокированы, система тягового электроснабжения является важной частью городского железнодорожного транзита, но также и для защиты нормальной работы городского железнодорожного транзита. Система тягового электроснабжения является важным компонентом городского рельсового транспорта и незаменимой силовой установкой для нормальной работы городского рельсового транспорта. С постоянным повышением социально-экономического и технологического уровня пробег железнодорожного транспорта в Китае увеличивается. В этих условиях возникло множество проблем. Наиболее важным из них является отказ локомотива, который приводит к тому, что поезд перестает ходить или останавливается явление серьезное; колебания напряжения тяговой сети, давление в сети мало и другие ситуации являются более распространенными; Кроме того, в том числе старение оборудования электропитания, вызванное нестабильностью линии или даже отключение питания и ряд причин повлияет на нормальное функционирование системы работы, так что транспортные средства производства и безопасности людей путешествия производить неблагоприятные факторы.
Библиографический список:
1.Чжан Цзюньфэн. «Расчет и моделирование тяги монорельса». Магистерская работа Университета Чунцин Цзяотун. 2009 г.
2.Ван Вэйпин. «Сравнительный анализ моделирования и оптимизация проектирования стальных колес и колес из алюминиевого сплава». Магистерская диссертация Университета Цзянсу. 2016
3. Лю Хуэй. «Система перетаскивания и управления лифтом». Магистерская диссертация Тяньцзиньского университета. 2007 г.
4.Ян Бо. «Исследование стратегии управления рекуперативным торможением и управления включением сцепления с электронным управлением в транспортных средствах с аккумулированием энергии». Магистерская диссертация Северо-Центрального университета. 2012
5. У Юшэн. «Исследование типовой кривой нагрузки и оптимизация мощности тяговых трансформаторов высокоскоростных железных дорог». Магистерская работа Юго-западного университета Цзяотун. 2011
6. Хоу заплатил. «Исследование скоординированного устройства управления автомобильным рекуперативным торможением и гидравлическим торможением». Магистерская диссертация Университета Сучжоу. 2016
7.8. Чен Жипу. «Исследование стратегии управления рекуперативным торможением гибридного электромобиля с подключаемым вариатором». Магистерская диссертация Чунцинского университета. 2014
9. Чжан Чжиин. «Проектирование и исследование низковольтного маломощного 12-разрядного ЦАП с управлением током». Магистерская диссертация Чжэцзянского университета. 2006 г.
10. Джи Цзин. «Исследование динамического анализа процессов и стратегии управления электросетью при автоматическом вводе резервной мощности». Магистерская диссертация Чунцинского университета. 2007 г.
11. У Хан. «Исследование моделирования рекуперативного торможения системы тягового электроснабжения в городском железнодорожном транспорте». Магистерская работа Китайского горнотехнологического университета. 2017
УДК 531/534
АЛГОРИТМ БИОМЕХАНИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ АНЕВРИЗМ СОСУДОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Кишиш Александр Владимирович Kishish Alexander Vladimirovich
студент student
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation
ALGORITHM OF BIOMECHANICAL INVESTIGATION OF CEREBRAL VASCULAR ANEURYSMS
Аннотация: С помощью современных компьютерных программ можно определить состояние аневризмы сосудов головного мозга. Для проведения биомеханического исследования был построен алгоритм биомеханического исследования аневризм сосудов головного мозга. С помощью исследования можно прогнозировать срочность операции.
Abstract: With the help of modern computer programs, it is possible to determine the state of a cerebral vascular aneurysm. To conduct a biomechanical study, an algorithm for biomechanical examination of cerebral vascular aneurysms was built. With the help of the study, you can predict the urgency of the operation.
Ключевые слова: SolidWorks, Materialise Mimics, биомеханика, биомеханическое исследование аневризм.
Keywords: SolidWorks, Materialise Mimics, Biomechanics, biomechanical examination of aneurysms.
С помощью современных методов визуализации и математического анализа возможно проводить биомеханические исследования на основе биомеханических моделей. Модель, геометрически подобная объекту и отражающая его механические свойства, способна предсказывать напряжения и деформации под нагрузкой благодаря специальным компьютерным программам.
САПР SolidWorks — это программа для автоматизированного проектирования, позволяющее быстро набрасывать эскизы идей, экспериментировать с элементами и размерами и создавать модели и подробные чертежи [1]. С помощью SolidWorks проводятся биомеханические исследования.
При моделировании сосудов и аневризм головного мозга рассматриваются «среднестатистические» значения, а от биологического объекта - оригинала переходят к его содержательной модели, отражающей свойства реального объекта, необходимые для исследования. Для исследования вводился ряд следующих допущений:
1)Каждой структуре модели заданы усредненные механические характеристики, соответствующие реальному объекту.
2)Используется статическое исследование, поэтому упругого последействия нет.
3)Давление равномерно распределено по внутренней грани сосуда и аневризмы. Другие давления опускаются.
4)Купол аневризмы осесимметричный.
5)Стенка аневризмы имеет одинаковую толщину по всей площади.
6)Материалы аневризмы и сосудов однородные, изотропные и сплошные.
