Моделювання гібридної електропневматичної системи нахилу кузова швидкісного електрорухомого складу Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

електро

:омий склад / electric rolling stock

УДК 629.429.3:621.314

Б. Х. еРЩЯН (ХП1), Б. Г. ЛЮБАРСЬКИЙ (ХП1)

Кафедра електричного транспорту та тепловозобудування, Нацюнальний технiчний унiверситет «Харюв-ський полiтехнiчний iнститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харюв, 61002, Укра'ша, ел. пошта: Вад1БИ Erician@ukr.net. lboris1911@ukr.net. ОЯСЮ: orcid.orq/0000-0003-0579-3882. orcid.org/0000-0002-2985-7345

МОДЕЛЮВАННЯ Г1БРИДНО1 ЕЛЕКТРОПНЕВМАТИЧНО1 СИСТЕМИ НАХИЛУ КУЗОВА ШВИДК1СНОГО ЕЛЕКТРОРУХОМОГО СКЛАДУ

Вступ та постановка проблеми

Застосування технологи нахилу кузовiв ва-гонiв на залiзничному рухомому складi мае бiльш шж 50-рiчну iсторiю. На сьогоднiшнiй день в свт експлуатуеться бiльше 5000 по!з-дiв з нахилом кузова. Аналiз даних про по!зда с кузовами, що нахиляються, показуе, що:

- введення у регулярну експлуатащю по!з-дiв з кузовами, що нахиляються почався пор> вняно недавно - з 1973 р;

- при формуванш поlздiв використовуеть-ся локомотивна i мотор-вагонна схема; засто-совуеться дизельна i електрична тяга; кшь-кiсть вагонiв, як правило, не перевищуе 10;

- для нахилу кузовiв застосовуються паси-вна, пасивно-активна i активна системи;

- максимальна швидюсть коливаеться в межах 160...250 км/год; при пасивнiй системi кут нахилу складае 3°; примусовий нахил на 5°...8° забезпечуеться виконавчим мехашз-мом на базi гiдравлiчного, пневматичного, електрогiдравлiчного або електромеханiчного приводу;

- в системах управлшня використовуються проскопи, акселерометри, датчики на шляхо-вий структурi i данi про шлях, що записаш в бортових комп'ютерах.

В якостi силового приводу мехашзму при-мусового нахилу кузова застосовуються гщ-равлiчнi, пневматичнi, електрогiдравлiчнi та електромехашчш системи.

Одним з перспективних систем приводiв е електромеханiчний. Системи з електромеха-нiчним приводом мають найкращi масогаба-ритнi показники i зводять до мiнiмуму кшь-юсть компонентiв системи управлiння, але, з шшого боку, такi приводи мають знижений ККД внаслщок високонавантажених мехашч-них вузлiв, призначених для перетворення обертального руху крокового двигуна в пос-тупальне перемщення штока.

З проблем, пов'язаних iз застосуванням електромеханiчного приводу е вщсутшсть

самоповернення, що обумовлено наявшстю в складi такого приводу гвинтово! пари. Це приз-водить також до того, що перетворення елект-рично! енергп в мехашчну вiдбуваеться опосе-редковано.

Лiтературний огляд

В якосп приводу систем нахилу кузовiв цих покздв використовуються riдравлiчm, пневмати-чнi i електромеханiчнi системи [1,2,3]. Гiдравлiч-на система залежить вiд погодних умов, еколоп-чно недосконала через можливiсть витокiв, И конструкщя, експлуатацiя та ремонт вщносно складнi; пневматична система не забезпечуе на-лежного швпдкодп; електромеханiчна система, будучи найбшьш перспективною, не забезпечуе надежного рiвня безпеки руху через вщсутшсть самоповороту мехашзму нахилу, у разi вщмови застосовуваних ротативних електромехашчних перетворювачiв спiльно з редуктором [2,3]. На кафедрi електричного транспорту та тепловозобудування НТУ «ХП1» розроблена система нахилу кузова на основi лшйного двигуна, встанов-леного в систему колискового шдвшування вагона [2]. Така система дозволяе шдвищити ККД приводу, оскшьки не мае у своему складi редук-торiв i володiе мождивiстю самоповороту, успад-ковано! вiд колискового щ^шування. Основним недолiком тако! системи е значш масогабаритнi показники лiнiйного двигуна[2,4]. Для усунення цього недолiку нами пропонуеться сумарний кут нахилу реалiзовувати за рахунок спiльного нахилу кузова лшшним приводом i пневматичним ресорним пiдвiшуванням другому ступенi, вже наявно! на електропо!здах такого типу [4-7]. Застосування керованого ресорного пневмошдвь шування апробовано у свгговш практицi. При цьому значних змш в конструкцп ресорного тд-вiшування не потрiбно, однак кут нахилу, реаль зований таким приводом, не перевищуе 2,5°[1,2,5], а швидкодiя значно нижче електроме-ханiчного приводу °[1,2,5]. З iншого боку, як показали проведен нами дослiдження, зниження максимального кута нахилу кузова з 7° до 5° дозволяе зменшити масу активних матерiадiв i га-барити приводу на 32..35 % [8]. Таким чином, нами пропонуеться для нахилу кузова застосову-вати пбридну систему, що складаеться з лшйно-

го двигуна 1 регульованого пневмоп1дв1шування другого ступеня. Нахил кузова на кут до 5° вона забезпечуе за рахунок електромехашчного приводу, що мае бшьшу швидкодда, при великих кутах нахил проводиться за рахунок спшьно! дп електромехашчного 1 пневматичного привод1в. [4-8].

Для визначення робочих властивостей запро-поновано! системи необхщно розробити матема-тичну та 1мгтацшну модел1 тако! системи нахилу кузова. Вони складаються з трьох основних бло-юв, що описують механчну частину системи нахилу кузова, систему електромехашчного перет-ворення енергп, а також пневматичне шдв1шу-вання, що працюе в режим нахилу кузова.

Мета статт

Моделювання пбридно! системи нахилу кузову швидюсного рухомого складу, з одночас-ною роботою обох ступешв системи нахилу кузова - пневматично! та електромехашчно!.

Основний матерiал дослщження

Математична модель системи пбридного приводу нахилу кузова. На рис. 1 наведена схема за-пропоновано! пбридно! системи нахилу кузова.

Сигнали, одержуван вщ блоку датчиюв БД, а саме швидюсть руху, поточне значення рад1уса криво!, шдвищення зовшшньо! рейки, а також поточний кут нахилу кузова 1 швидюсть його змши, подаються на блок управлшня БУ, що фо-рмуе на !х основ! сигнали управлшня силовими ключами нашвпровщникових перетворювач1в НП1, НП2. Навантаженням перетворювач1в е ль ншт двигуни силового приводу ЛД1, ЛД2 меха-тзму нахилу кузова, що живляться вщ енерго-блоку ЕБ.

Пневматичш ресори збшьшують свою висоту за рахунок подач! тиску вщ додаткового резервуару ДР через електрично кероват клапани подач! повпря КП1 та КП2, а зменшують за рахунок скидання тиску через електрично кероват клапани подач 1 повпря КС 1 та КС2.

Рис. 1. Схема пбридного мехашзму нахилу кузова

Для моделювання мехашчно! частини засто-соват модут та компоненти SimMechanics, моделювання коакшального лшшного двигуна постшного струму електромагштного типу зроблене з використанням компоненпв SimPowerSystem. Пневматична частина приводу, система управлшня { зв'язку м1ж мехашч-ною 1 електричною частинами здшснюються за допомогою S- модул1в стандартних б1блютек MATLAB Simulink [9,10]. Робоч1 параметри 1 характеристики електромагштного двигуна (сила втягування якоря, шдуктившсть { проти-ЕРС - залежно вщ пром1жку { струму) задають-ся шляхом апроксимаци залежностей, отрима-них експериментально за допомогою ¿мпацш-

ного моделювання в середовищ1 FEMM [11], полшомами Чебишева на безл1ч1 р1внов1ддале-них точок. Вказаш апроксимаци залежностей реатзоваш у вигляд1 S - функцш i пщключеш до моделi. [4]

Показником, що характеризуе вплив шляху на екшаж, що рухаеться по ньому, е необхiдний кут нахилу кузова екшажу 0, при якому наявна повна компенсащя непогашеного бiчного прис-корення.

Математична модель складаеться з трьох основних блоюв, що описують мехашчну частину системи нахилу кузова, систему електромехашчного перетворення енергп, а також пневматич-

не mдвiIпування, що працюе в режимi нахилу кузова.

Ураховуючи наявнiсть двох електромехашч-них частин та двох пневморесор, диференцшно-алгебраина система рiвнянь, що визначае узага-льнену математичну модель електромехашчно! частини механiзму нахилу, яю наведено у [4-6], остаточно, набувае вигляду:

= V

dii _ Ui - iiRi - K3iVTi ; dNi dt Li ' dt

di2 _ U2 - i2R2 - K32VT2 ; dN2

dt L2 dt

(

dvi dt

( Pi - Pa ) Fei - Pi -0,126 Fei2 g pi

. fT" JTMi

dpi _ knifiKpM^jRTM 1 dt Fei( x0i + xi) dxi

npiFei

Tb

_ VT2; A

Vstari - xiAVi

xi

vi

ф(°\) -

/ m^

kpi

( x0i + xi)

vi;

dv2 dt

dt

( p2 - pa ) Fe 2 -

_ vi;

-P —

np2 Fe2

Vstar2 - X2AV2

x2

0,i26 Fe22 g p2

. fs2 RTM 2

dp2 _ kß2f2 KPm^RTM2

v2

/ «2;

Fe2( Xo2 + X2)

Pfo) -

kp2

( x02 + x2)

v2;

dx2 dt

_ v2;

dUCdi _ idi . dUCd2 _ id2 .

dt

C

д1

C

д2

-U„

-Uuc + z'diRdi + UCdi _ 0; + JVTii RVTii + Ui + VDii RVDii _ 0;

idi Rдl + UCdi + zVD2i Rvd2i + Ui + iVDii RVDii _ 0; iVTii RVTii + Ui + VDiiRVDii _ 0;

iuci + iVDii - iVTii - idi _ 0; -iuci - iVD2i + iVT2i - idi _ 0; iVTii + iVD2i - ii _ 0;

-Uuc + id2Rd2 + UCd2 _ 0; -Uuc + iVTi2Rvti2 + U2 + iVD22 Rvd22 _ 0;

id2 + UCd 2 + Vd22 Rvd 22 +

+U2 + zVD12 RVDi2 _ 0;

i2

zuc2 + zVD12 - zVT12 - id2 _ 0;

iVTi2 RVTi2 + U2 + VDb RVDi2 _ 0;

-ис2 - ¡УЫ22 + ¡УТ22 - ¡¡2 — 0; ¡УТ12 + ¡УЫ22 - ¿2 — 0;

¡ис — 1ис\ ^ ¡ис2 ; в — / ( Х1, Х2, N1, N2),

де Бис - напруга джерела живлення; и1,2 -напруга на електромагнiтних двигунах; и см,2 -напруга на емностях демпфуючого кола; 1ис -струм джерела живлення; ¡ис1,2 - струми швер-торiв; ¡уы 1,2, ¡уы21,2 - струми дiодiв УЫ1, УЫ2 першого та другого двигушв вiдповiдно; ¡ут11,2, ¡ут21,2 - струми ключiв УТ1, УТ2 першого та другого двигушв вщповщно; ¡¿¡1,2 - струми дем-пфуючих кiл; ¡1,2 - струми живлення лшшних двигунiв; Яд1,2 - обмежуючий опiр демпфуючого кола лшшних двигушв; Я1,2 - ошр обмоток лiнiйних двигунiв; Сд1,2 - емностi демпфуючих кiл; Ь1,2 - iндуктивностi лiлейних двигунiв; К31, К32 - коефiцiенти при проти ЕРС двигушв; N1,2 - перемщення якорiв лiлейних двигунiв; Ут 1,2 - швидкосп перемiщення якорiв двигушв; Яут 1,2, Яуы21,2- опори керованих резисторiв -еквiвалентiв дiодiв УЫ1, УЫ2, Яут11,2, Яут21,2 -опори керованих резисторiв - екшвален'пв ключiв УТ1, УТ2; t - час; к = 1,4 - показник ад> абати; № - коефiцiент витрати, /1,2 - площа

вхiдних OTBopiB пневморесор; K _

2k k-i

; pM

тиск у мапстралц Tmi,2 - температура повпря у пневморесорах; Fei,2 - ефективна площа пневморесор; X0i,2 - початковi координати руху днищ пневморесор; Fi,2 - ефективнi площi пневморесор; Vstarti,2 - сумарний початковий об'ем полостi пневморесор та додаткових резервуарiв; <р(а) -функцiя витрати повпря (витратна функцiя); vi,2 -швидкють перемiщення пневморесор; g - прис-корення вiльного падiння; R = 287 Дж/кгК - га-зова поспйна; mi,2 - маси, що припадають на пне-вморесори; xi,2 - хд (перемiщенна верхнього днища) пневморесор; pi,2 - тиск у пневморесорах; pa - атмосферний тиск; Pi,2 - результуюча уах сил, що здшснюють тиск на пневморесори i та 2 вщповщно; f(Xi,X2,Ni,N2) - функщя що ви-

значае сумарний кут нахилу мехашзму; n - пока-зник полггропи; AF12 - питоме змiнення об'ема пневморесор. Додатковий iндекс 1 або 2 визначае приналежнють до лiвоï або право! сторони.

Таким чином, отримана узагальнена матема-тична модель у вигляд! сукупностi диференщаль-них рiвнянь, що описують усi вузли i ланки пере-дачi потужносп вiд джерела електрично! енергi! до виконавчого механiзму - балки, що нахиляеть-ся, а також роботу керованого пневматичного пiдвiшування. Вона встановлюе зв'язки геомет-ричних, силових i електрофiзичних параметрiв з величинами, що характеризують як!сть та ефек-тивнють роботи як окремих механiзмiв, так i об-лаштування приводу нахилу кузова в щлому. осо6лив!стю ща моделi е застосування методу кшцевих елементiв для iдентифiкацiï параметрiв лшйного двигуна, а також визначення парамет-р!в пневморесори за допомогою витратно! функ-ц!! [4, 5].

Ъштацшна модель механiзму нахилу кузова. Виршення математичних моделей здiйснювалося за допомогою iмiтацiйного моделювання у сере-довшщ MATLAB / Simulink [9,10].

Блок-схема загально! моделi представлена на рис. 2.

Ъштацшна модель складаеться з наступних ос-новних 6лок!в: приводу нахилу кузова, перетво-рювача i модул!в керування та контролю.

Прив!д нахилу кузова мютить пiдсистему моделювання лшйного двигуна magnit, та допом!ж-ну пiдсистему mehanika, яка у свою чергу мютить тдсистему моделювання мехашчно! частини mekhanizm.

Вх!дним параметром ще! допом!жно! шдси-стеми е сила, що реатзовуеться на якор! лшшного двигуна, вихщними параметрами - промь жок х м!ж якорем лшшного двигуна i опорою статора, кут 0 нахилу кузова екшажа (tetatek) i швидкють його змши (Vtek). Сигнал х подаеть-ся на вхщ пiдсистеми «magnit», як i сигнал U, що е напругою на електромагштному двигун! i отриманий з вщповщного виходу перетворюва-ча. Вих!дним параметром пiдсистеми magnit е сила F, що дiе у робочому зазорi л!н!йного двигуна приводу нахилу. Також вихщним е струм i лшшного двигуна.

oui X

in F oyt tela Ml Vttta

— I

О

VytfâTy_fca

m

—L^tvimij

M

Regim_1

Regiml

и<

EM

Vytraty_G

□

Tyïku Shi1 n i it m»giitr*Ei povifys

vytatjrJfWtJi

i_kEt_h

Рис. 2. Блок-схема загально! модел! системи нахилу кузова швидшсного електрорухомого складу

Наведена модель вiдрiзняеться вщ поперед-н!х [2,3] тим, що сила, додана до мехашзму нахилу, залежить вщ режиму роботи мехашзму, та е керованою за допомогою блоку Rezim.

Таким чином, отримана iмiтацiйна модель процешв електромехашчного перетворення енергп' в системi нахилу кузов!в, яка дозволяе визначити залежшсть зм!н параметрiв системи нахилу кузова (струм та напругу на дшянках нашвпровщникового перетворювача, х!д якоря двигуна, хщ пневморесори, змiна тиску у пнев-моресорах) та енергетичних параметрiв мехаш-зму (втрати енергп на нахил кузова електрич-ного та пневматичного привод!в, розх!д повп-ря) вщ заданого куту нахилу кузова.

Результати моделювання роботи системи нахилу кузова швидюсного електрорухомого складу. Моделювання мехашзму нахилу кузова проводилось у найбшьш напруженому режима Задано максимальний кут нахилу кузова, як

електричним - 5°, так { пневматичним приводом 2,1°. Моделювання проводилось при зада-нш швидкосп нахилу 2°/сек. Процес нахилу складаеться з наступних еташв:

- вщ 0 до 2 сек. попереднш процес пщготов-ки, у якому вага кузова та мехашзм нахилу встановлюються у заданому положенн в зале-жност вщ номшального тиску у пневморесо-рах, проходить процес попереднього заряду конденсатора С у нашвпровщниковому перет-ворювачц

- вщ 2 сек. до близько 7 сек. проходить процес нахилу кузова до заданого кута;

- вщ близько 7 сек. до 13 сек. мехашзм нахилу пщтримуе заданий кут нахилу;

- вщ 13 сек. до близько 18 сек. мехашзм нахилу повертае кузов у вихщне положення.

Результати моделювання наведен на рис. 3 - 16.

-10

-5

бкм,°

5 10 15 20

3. Залежшсть загального кута нахилу кузова в!д часу

t, сек

Рис.

_l

5 10 15 20

Рис. 4. Залежшсть загально! швидкосп нахилу кузова в!д часу

f, сек

_l

_l

О 5 10 15 20 L сек

Рис. 5. Залежшсть кута нахилу промгжно! балки, реалпованого л!н!йними двигунами, в!д часу

ЛГ,м

0.1

ч-

вп,°

3.5

0

5 10 15 20

Рис. 6. Залежшсть робочого зазору лшшного двигуна в!д часу

i, сек

0

5 10 15

Рис. 7. Залежшсть заданого кута нахилу кузова в!д часу

20

f, сек

Gn, КГ 0.2 0

Pi. Па

О

s 10

Pi. Па

х 10

и, В

о

-2000

О

Р, кВт год. 2.5

х 10

5 10 15

Рис. 8. Залежшсть вагово! витрати повиря в1д часу

20

\

5 10 15 20

Рис. 9. Залежшсть тиску у першш пневморесор1 ввд часу

5 10 15 20

Рис. i0. Залежшсть тиску у другш пневморесор1 в1д часу

5 10 15 20

Рис. ii. Залежшсть струму лшшного двигуна ввд часу

5 10 15 20

Рис. i2. Залежшсть напруги лшшного двигуна ввд часу

0 5 10 15 20

Рис. i3. Залежшсть витрат енергй' лшшних двигушв ввд часу

25

25

s

25

1 1

1

i

25

1 1

1-: 1 1 i

25

I. A

200

-200

1

m

О 5 10 15 20 25

Рис. i4. . Залежшсть струму, що притикае у джерел1 живлення нашвпровщникового перетворювача в1д часу

2 2.2 2.4 2.6 2.8

Рис. 15. Фрагмент залежносп струму лшшного двигуна ввд часу

U, В 0

-1000

-2000

1.8

2 2.2 2.4 2.6

Рис. 16. Фрагмент залежносп напруги ЛД1 в1д часу

2.8

Висновки

1. Запропоновано узагальнену математичну модель у виглядi сукупностi диференцiадьних рiвнянь, що описують усi вузли i ланки передачi потужностi вiд джерела електрично! енергл до виконавчого механiзму - балки, що нахиляеться, а також роботу керованого пневматичного тдвь шування. Вона встановлюе зв'язки геометричних, силових i електрофiзичних параметрiв з величинами, що характеризують яюсть та ефектившсть роботи, як окремих механiзмiв, так i облаштуван-ня приводу нахилу кузова в цiлому. Особливютю ще! моделi е застосування методу кшцевих еле-ментiв для щентифшацл параметрiв лiнiйного двигуна, а також визначення параметрiв пневмо-ресори за допомогою витратно! функцп.

2. В зв'язку з тим, що пряме ршення систе-ми рiвнянь спшьно з iншими складовими приводу е досить складним i громiздким завданням, нами пропонуеться для моделювання мехашчнш час-

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Корниенко В. В. Высокоскоростной электрический транспорт. Мировой опыт / В.В. Корниенко, В.И. Омельяненко. - Харьков: НТУ «ХПИ», 2007. - 159 с.

2. Якунин, Д. И. Электромеханическая система привода с линейным двигателем для наклона кузовов

тит приводу нахилу використати середовище MATLAB Simulink i його складову SimMechanics.

3. Розроблена iMh^rnrn модель процешв електромеханiчного перетворення енергiï в сис-темi нахилу кузовiв, яка дозволяе визначити за-лежнiсть змш параметрiв системи нахилу кузова (струм та напругу на дiлянках нашвпровщнико-вого перетворювача, хд якоря двигуна, хд пнев-моресори, змiна тиску у пневморесорах) та енер-гетичних параметрiв механiзму (втрати енергiï на нахил кузова електричного та пневматичного приводiв, розхщ повiтря) вiд заданого куту нахилу кузова.

4. Задля пониження порядку iмiтацiйноï мо-делi, в нiй наведено блок-схему лише одного ль нiйного двигуна та його нашвпровщникового перетворювача, оскшьки одночасна робота двох двигушв не розглядаеться.

5. Знайденi основш залежностi енергетич-них показниюв приводу нахилу.

REFERENCES

1. Kornienko V. V. Vyisokoskorostnoy elektricheskiy transport. Mirovoy opyit / V.V. Kornienko, V.I. Omelya-nenko. - Harkov: NTU «HPI», 2007. - 159 s.

2. Yakunin, D. I. Elektromehanicheskaia sistema privoda s lineynyim dvigatelem dlia naklona kuzovov

електро

:омий склад / electric rolling stock

скоростного подвижного состава. - Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.09. - «Электротранспорт». Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт». Харьков, - 2010. 202 с.

3. £рщян Б.Х. Синтез комбшовано! системи нахи-лу кузова швидюсного електричного рухомого складу. - Дисертащя на здобуття наукового ступеня кандидата техтчних наук за спецiальнiстю 05.22.09. - «Електро-транспорт». Нацiональний технiчний утверситет «Харкiвський полiтехнiчний шсттут». Харкав, - 2016. 189 с.

4. Любарський Б. Г. Математична модель елек-тромехашчно! частини комбiнованого пневматичного та електромехатчного приводу нахилу кузова транспортного засобу / Б. Г. лЮбарський, Б. Х. £рщян, Д. I. Якунш // Системи обробки шформацп. - 2015. - Вип. 11. - С. 50-54.

5. £рщян Б. Х. Математична модель пневматич-но! частини комбшованого пневматичного та електромехатчного приводу нахилу кузова транспортного засобу / Б. Х. £рщян, Б. Г. ЛЮбарський, Д. I. Якунш // Системи обробки шформацп. - 2015. - Вип. 10. - С. 200-204.

6. £рщян Б. Х. Ьштацшна модель комбшованого пневматичного та елекгромехашчного приводу нахилу кузова транспортного засобу / Б. Х. £рщян, Б. Г. Любарський, Д. I. Якунш // Збiрник наукових праць Харювського утверситету Повiтряних Сил. - 2015. -Вип. 4. - С. 97-103.

7. £рщян Б. Х. Ьштацшне моделювання комбшо-ваного приводу нахилу кузова швидюсного електро-пойду / Б. Х. £рiцян, Б. Г. Любарський, Д. I. Якунш // Мехашка та машинобудування. - 2015. - № 1. - С. 4855.

8. Любарський Б. Г. Оптишзащя параметрiв лшшного двигуна нахилу кузова транспортних засобiв / Б. Г. Любарський, Б. Х. £рщян, Д. I. Якунш, М. Л. Глебова // Вкник Нацюнального технiчного ушверси-тету "ХПТ. - 2015. - № 41. - С. 58-66.

9. Лазарев Ю. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Учебный курс / Ю. Лазарев. - СПб.: Питер; Киев: Изд. группа BHV, 2005.- 512 с.

10. И.В. Черных. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink 1-е издание, 2007 год, 288 стр., формат 17x24 см, мягкая обложка, ISBN 978-5-388-00020-0.

11. David Meeker Finite Element Method Magnetics : 2013 Magnetics Tutorial http://www.femm.info/wiki/MagneticsTutorial.

Надшшла до друку 15.05.2017.

skorostnogo podvizhnogo sostava. - Dissertatsiia na soiskanie uchenoy stepeni kandidata tehnicheskih nauk po spetsialnosti 05.22.09. - «Elektrotransport». Natsionalnyiy tehnicheskiy universitet «Kharkovskiy politehnicheskiy institute». Kharkiv, - 2010. 202 s.

3. Yeritsian B. Kh. Sintez kombinovanoyi sistemi nahilu kuzova shvidkisnogo elektrichnogo ruhomogo skladu. - Disertatsiia na zdobuttia naukovogo stupenia kandidata tehnlchnih nauk za spetslalnlstju 05.22.09. -«Elektrotransport». Natsionalniy tehnlchniy universitet «Kharklvskiy polltehnlchniy Institute». Kharkiv, - 2016. 189 s.

4. Lyubarskiy B. G. Matematichna model elektromehanichnoyi chastini kombinovanogo pnevmatichnogo ta elektromehanichnogo privodu nahilu kuzova transportnogo zasobu / B. G. Lyubarskiy, B. Kh. Yeritsian, D. I. Yakunin // Sistemi obrobki Informatsiyi. -2015. - Vip. 11. - S. 50-54.

5. Yeritsian B. Kh. Matematichna model pnevmatichnoyi chastini kombinovanogo pnevmatichnogo ta elektromehanichnogo privodu nahilu kuzova transportnogo zasobu / B. Kh. YerItsian, B. G. Lyubarskiy, D. I. Yakunin // Sistemi obrobki Informatsiyi. - 2015. -Vip. 10. - S. 200-204.

6. Yeritsian B. Kh. Imitatsiyna model kombinovanogo pnevmatichnogo ta elektromehanichnogo privodu nahilu kuzova transportnogo zasobu / B. Kh. Yeritsian, B. G. Lyubarskiy, D. I. Yakunin // Zbirnik naukovih prats Kharkivskogo universitetu Povitryanih Sil. - 2015. - Vip. 4. - S. 97-103.

7. YerIisian B. Kh. Imitatsiyne modelyuvannia kombinovanogo privodu nahilu kuzova shvidkisnogo elektropoyizdu / B. Kh. YerItsian, B. G. Lyubarskiy, D. I. YakunIn // Mehanika ta mashinobuduvannia. - 2015. - № 1. - S. 48-55.

8. Liubarskyi B. H. Optymizatsiia parametriv liniino-ho dvyhuna nakhylu kuzova transportnykh zasobiv / B. H. Liubarskyi, B. Kh. Yeritsian, D. I. Yakunin, M. L. Hliebova // Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho univer-sytetu "KhPI". - 2015. - № 41. - S. 58-66.

9. Lazarev Yu. Modelirovanie protsessov i sistem v MATLAB. Uchebnyiy kurs / Yu. Lazarev. - SPb.: Piter; Kiev: Izd. gruppa BHV, 2005.- 512 s

10. I. V. Chernyih. Modelirovanie elektrotehnicheskih ustroystv v MATLAB, SimPowerSystems i Simulink. 1-e izdanie, 2007 god, 288 str., format 17x24 sm, myagkaya oblozhka, ISBN 978-5-388-00020-0.

11. David Meeker Finite Element Method Magnetics: 2013 Magnetics Tutorial http://www.femm.info/wiki/MagneticsTutorial.

Внутршнш рецензент Гетьман Г. К. Зовшшнш рецензент Хворост М. В.

В науковш статп розглянуто актуальну проблему моделювання гiбридноí системи нахилу кузова швидюсного рухомого складу залiзничного транспорту. Вона складаеться з пневматичного та електромехаычного ступе-нiв та дозволяе уникнути потного обмеження швидкостi проходження кривих дтянок рейкового шляху, що суттево пщвищуе середньошляхову швидкiсть. У статтi розглянуто iмiтацiйну модель, що створена у середовищi МДЛДВ. Запропонованi системи управлшня комбiнацiею ступенiв системи нахилу кузовiв швидкiсного рухомого складу залiзничного транспорту. Проведено комплекс дослщжень режиму нахилу з використанням обох ступе-ыв гiбридного механiзму. Визначенi динамiчнi показники складових запропонованого механiзму, якi дозволяють надати практичних рекомендацiй щодо вибору параметрiв елементiв напiвпровiдникового перетворювача, пне-вматичних та електромеханiчних пристроТв пбридно'Т системи нахилу, а також визначити сили, що д^ть в еле-ментах механiзму нахилу.

Ключовi слова: пбридний привод; пневморесора; iмiтацiйна модель; нахил кузову; швидюсть руху.

УДК 629.429.3:621.314

Б. Х. ЕРИЦЯН (ХПИ), Б. Г. ЛЮБАРСКИЙ (ХПИ)

Кафедра электрического транспорта и тепловозостроения, Национальной техничней университет «Харьковской политехнический институт», ул. Кирпичева, 2, г. Харьков, 61002, Украина, эл. почта: Bagish_Erician@ukr.net, lboris1911@ukr.net, ОЯСЮ: orcid.org/0000-0003-0579-3882, orcid.org/0000-0002-2985-7345

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИБРИДНОЙ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НАКЛОНА КУЗОВА СКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

В научной статье рассмотрена актуальная проблема моделирования гибридной системы наклона кузова скоростного подвижного состава железнодорожного транспорта. Она состоит из пневматического и электромеханического ступеней и позволяет избежать существенного ограничения скорости прохождения кривых участков рельсового пути, существенно повышает среднепутевую скорость. В статье рассмотрена имитационная модель, созданная в среде МДЛДВ. Предложены системы управления комбинацией ступеней системы наклона кузовов скоростного подвижного состава железнодорожного транспорта. Проведен комплекс исследований режима наклона с использованием обеих степеней гибридного механизма. Определены динамические показатели составляющих предложенного механизма, которые позволяют дать практические рекомендации по выбору параметров элементов полупроводникового преобразователя, пневматических и электромеханических устройств гибридной системы наклона, а также определить силы, действующие в элементах механизма наклона.

Ключевые слова: гибридный привод; пневморессора; имитационная модель; наклон кузова; скорость движения.

Department of Transport and electric locomotive, The National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kyrpychova str., 2, Kharkiv, 61002, Ukraine, Bagish_Ericjan@ukr.net, lboris1911@ukr.net, ORCID: orcid.org/0000-0003-0579-3882, orcid.org/0000-0002-2985-7345

MODELING OF THE HYBRID ELETROPNEUMATIC SYSTEM OF THE TILT OF THE BODY OF THE SPEED ELECTRIC FITTING COMPOSITION

In the scientific article the actual problem of simulation of the hybrid system of the tilt of the body of the high-speed rolling stock of the railway transport is considered. It consists of pneumatic and electromechanical stages and allows to avoid a significant restriction of the speed of passage of curved sections of the track, significantly increases the average travel speed. In the article the simulation model created in MATLAB environment is considered. The control systems of a combination of steps of a system of an inclination of bodies of a high-speed rolling stock of the railway transportation are offered. A complex of studies of the mode of tilt with the use of both degrees of the hybrid mechanism was carried out. Dynamic indices of the components of the proposed mechanism are determined, which make it possible to give practical recommendations on the choice of the parameters of the semiconductor converter elements, pneumatic and electromechanical devices of the hybrid tilt system, and also determine the forces acting in the elements of the tilt mechanism.

Keywords: hybrid drive; air spring; imitation model; body tilt; travel speed.

Внутренний рецензент Гетьман Г. К.

Внешний рецензент Хворост Н. В.

UDC 629.429.3:621.314

B. Kh. YERITSYAN (KhPI), B. G. LIUBARSKYI (KhPI)

Internal reviewer Getman G. K.

External reviewer Khvorost M. V.