Application of the modal control method to an asynchronous drive
https://doi.org/10.21780/2223-9731-2023-82-4-348-357
EDN: https://elibrary.ru/roamfc
Abstract
Introduction. The development of power electronics and information technology facilitates the development and implementation of variable frequency electric drives for both traction motors and auxiliary machines of an electric locomotive. This publication is a continuation of research into controlling asynchronous machines of AC locomotives auxiliary electric drives (“Russian Railway Science Journal”, 2021, No. 5; 2022, No. 1; 2023, No. 1).
Materials and methods. In order to simulate dynamic processes that occur in the modal controller of an asynchronous motor the authors used SimInTech software developed by 3V Service, a domestic vendor, that enables exploring the operation of an asynchronous drive using a simulation modeling technique.
Results. It is established that the applied modal control method enables setting the time and nature of transient processes during an asynchronous motor control. The results of modeling a simulation of an automatic control system confirmed that the application of this method features long-term benefits.
Discussion and conclusion. The presented outcomes of modeling an automatic control system for an asynchronous drive based on the modal control method revealed an opportunity to significantly reduce transient processes period. This is achieved through the use of delayless flux linkage and angular rotation speed feedback of the motor rotor in the modal controller.
About the Authors
Yu. M. Kulinich
Far Eastern State Transport University
Russian Federation
Russian Federation
Yuriy M. KULINICH, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Railway Transport Department,
47, Serysheva St., Khabarovsk, 680021.
Author ID: 360696.
D. A. Starodubtsev
Far Eastern State Transport University
Russian Federation
Russian Federation
Dmitriy A. STARODUBTSEV, Engineer, Railway Transport Department,
47, Serysheva St., Khabarovsk, 680021.
Author ID: 1171832
References
1. Калачев Ю.Н. SimInTech: моделирование в электроприводе. М.: ДМК Пресс, 2019. 98 с. [Kalachev Yu.N. SimInTech: simulation in the electric drive. Moscow: DMK Press Publ.; 2019. 98 p. (In Russ.)]
2. Моделирование векторного управления асинхронным приводом вспомогательных машин электроподвижного состава / Ю.М. Кулинич [и др.] // Вестник Научно-исследовательского института (Вестник ВНИИЖТ). 2022. Т. 81, №1. С. 23–30 [Kulinich Yu.M., Shukharev S.A., Dukhovnikov V.K., Gulyaev A.V. Modeling vector control of the asynchronous drive of electric rolling stock auxiliary machines. Russian Railway Science Journal. 2022;81(1):23-30. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2022-81-1-23-30.
3. Терехин В.Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (Matlab 7.0.1). Томск: Изд-во Томского политех. ун-та, 2008. 320 с. [Terekhin V.B. Modeling of electric drive systems in Simulink (Matlab 7.0.1). Tomsk: Publishing house of Tomsk Polytechnic University; 2008. 320 p. (In Russ.)].
4. Музылева И.В., Языкова Л.Н., Мещеряков В.Н. Применение метода пространства состояний для обобщенной системы типа «один вход—один выход» // Вестник кибернетики. 2022. №4(48). С. 59–68 [Muzyleva I.V., Yazykova L.N., Meshcheryakov V.N. Application of the State Space Method for a Generalized Single Input Single Output System. Proceedings in Cybernetics. 2022;(4):59-68. (In Russ.)]. https://doi.org/10.34822/1999-7604-2022-4-59-68.
5. Герман-Галкин С. Г., Карташев Б.А., Литвинов С. Н. Модельное проектирование электромеханических мехатронных модулей движения в среде SimInTech. М.: ДМК Пресс, 2021. 494 с. [German-Galkin S. G., Kartashov B.A., Litvinov S. N. Model design of electromechanical mechanisms of mechatronic motion in the SimInTech environment. Moscow: DMK Press Publ.; 2021. 494 p. (In Russ.)].
6. Пахомов А.Н., Коротков М.Ф., Федоренко А.А. Модальное управление электроприводом переменного тока // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2021. №3(36). С. 70–74 [Pakhomov A.N., Korotkov M.F., Fedorenko A.A. Alternating current electric drive modal control. The Siberian Aerospace Journal. 2021;(3):70-74. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/ofyhgx.
7. Деруссо П.М., Рой Р., Клоуз Ч. Пространство состояний в теории управления / пер. с англ. Р.Т. Янушевского; под ред. М.В. Меерова. М.: Наука, 1970. 620 с. [Derusso P.M., Roy R., Claws C. State Space in the Control Theory. Moscow: Nauka Publ.; 1970. 620 p. (In Russ.)].
8. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. М.: Академия, 2005. 304 с. [Terekhov V. M., Osipov O.I. Electric Drive Control Systems. Moscow: Academia Publ.; 2005. 304 p. (In Russ.)].
9. Филиповский В.М. Системы управления в пространстве состояний. СПб., 2022. 75 с. [Filipovskiy V.M. Control systems in the state space. St. Petersburg; 2022. 75 p. (In Russ.)].
10. Панкратов В.В., Зима Е.А., Нос О.С. Специальные разделы современной теории автоматического управления. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. 219 с. [Pankratov V.V., Zima E.A., Nos O.S. Special Sections of Contemporary Automatic Control Theory. Novosibirsk: Publishing House of the Novosibirsk State Technical University; 2007. 219 p. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/tgvwav.
11. Синтез систем автоматического управления методом модального управления / В.В. Григорьев [и др.]. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2007. 108 с. [Grigor'ev V.V., Zhuravleva N.V., Luk'yanova G.V., Sergeev K.A. Synthesis of Automatic Control Systems Using the Modal Control Method. St. Petersburg: SPbGU ITMO; 2007. 108 p. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/zaqzip.
12. Автоматизированные системы управления электроподвижным составом. Ч. 1: Теория автоматического управления / под ред. Л.А. Баранова, А.Н. Савоськина. М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2014. 400 с. [Baranov L.A., Savos'kin A.N. (eds.) Automated Electric Rolling Stock Control Systems. Part 1: Automatic Control Theory. Moscow: Educational and Methodological Center for Education in Railway Transport; 2014. 400 p. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/xmsual.
13. Фащиленко В. Н. Регулируемый электропривод насосных и вентиляторных установок горных предприятий. М.: Горная книга, 2011. 260 с. [Fashchilenko V. N. Adjustable Electric Drive for Pumping and Fan Installations at Mining Enterprises. Moscow: Gornaya kniga; 2011. 260 p. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/raynmx.
14. Анализ системы охлаждения силового тягового оборудования электровоза переменного тока серии «Ермак» / Д.О. Маломыжев [и др.] // Молодая наука Сибири: электронный научный журнал. 2021. №2(12). С. 7–17 [Malomyzhev D.O., Demin L.V., Ustinov R.I., Mel'nichenko O.V. Analysis of the Cooling System of Power Traction Equipment of Domestic AC Electric Locomotives. Molodaya nauka Sibiri: electron. scientific journal. 2021;(2):7-17. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/ivakip.
15. Автоматизация электроподвижного состава / под ред. А.Н. Савоськина. М.: Транспорт, 1990. 312 с. [Savos'kin A.N. (ed.) Electric rolling stock automation. Moscow: Transport Publ.; 1990. 312 p. (In Russ.)].
Review
For citations:
Kulinich Yu.M., Starodubtsev D.A. Application of the modal control method to an asynchronous drive. RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL. 2023;82(4):348-357. (In Russ.) https://doi.org/10.21780/2223-9731-2023-82-4-348-357. EDN: https://elibrary.ru/roamfc
Views:
277
.jpg)
Email this article 