Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 81154 10.20295/2223-9987-2024-01-41-49 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Improving the structure of the control system for an AC electric drive with asynchronous traction motors based on microprocessor computing devices Совершенствование структуры системы управления электроприводом переменного тока с асинхронными тяговыми электродвигателями на основе микропроцессорных вычислительных устройств Сорокин Филипп Александрович Sorokin Filipp Aleksandrovich ilippovna1965@mail.ru Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Saint Petersburg Russian Federation 02 04 2024 02 04 2024 2024 1 41 49 02 04 2024 https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/81154/view

Цель: рассмотрение вопроса о совершенствовании структуры системы автоматического управления тяговым электроприводом переменного тока с асинхронными электродвигателями. Отказ от физического датчика частоты вращения колесной пары. Обзор производительности микропроцессорных вычислительных устройств в начале их появления в СССР. Обзор параметров производительности зарубежных и отечественных микропроцессорных вычислительных устройств как за рубежом, так и в России. Сравнение производительности вычислительных устройств в моменты времени их появления и на сегодняшний момент. Методы: сбор информации о возможных вариантах совершенствования структуры системы автоматического управления тяговым электроприводом переменного тока. Сбор информации об отечественных микропроцессорных вычислительных устройствах, применявшихся в начале их появления. Сбор информации об отечественных и зарубежных микропроцессорных вычислительных устройствах, применяющихся на сегодняшний день. Сравнение параметров производительности отечественных микропроцессорных вычислительных устройств, применявшихся в начале их появления, с устройствами, применяющимися на сегодняшний день. Результаты: указана возможность анализа реализации микропроцессорной СУ тяговым электроприводом с асинхронными электродвигателями без использования физического датчика частоты вращения при помощи наблюдателя состояния на основе адаптивного фильтра Люенбергера. Практическая значимость: заключается в получении экономической выгоды от ликвидации физического датчика частоты вращения колесной пары вследствие ликвидации затрат на производство и обслуживание.

Objective: consideration of the issue of improving the structure of the automatic control system for an AC traction electric drive with asynchronous electric motors. Abandonment of the physical wheelset speed sensor. An overview of the performance of microprocessor computing devices at the beginning of their appearance in the USSR. An overview of the performance parameters of foreign and domestic microprocessor computing devices both abroad and in Russia. Comparison of the performance of computing devices at the time of their appearance and at the present moment. Methods: collecting information on possible options for improving the structure of the automatic control system for an AC traction electric drive. Collecting information about domestic microprocessor computing devices used at the beginning of their appearance. Collection of information on domestic and foreign microprocessor computing devices used today. Comparison of performance parameters of domestic microprocessor computing devices used at the beginning of their appearance with devices used today. Results: the possibility of analyzing the implementation of a microprocessor control system by a traction electric drive with asynchronous electric motors without using a physical speed sensor using a state observer based on an adaptive Luenberger filter is indicated. Practical importance: it consists in obtaining economic benefits from the elimination of the physical speed sensor of the wheelset as a result of the elimination of production and maintenance costs.

 фильтр Люенбергера датчик частоты вращения система управления микропроцессорные устройства бездатчиковый привод Luenberger filter speed sensor control system microprocessor devices sensorless drive

Датчики частоты вращения для подвижного состава // Железные дороги мира. 2007. № 5. С. 55–58. Datchiki chastoty vrascheniya dlya podvizhnogo sostava // Zheleznye dorogi mira. 2007. № 5. S. 55–58. Колодин И. Ю. Бездатчиковый асинхронный электропривод с адаптивно-­векторной системой управления // Электричество. 2007. № 1. С. 44–50. Kolodin I. Yu. Bezdatchikovyy asinhronnyy elektroprivod s adaptivno-­vektornoy sistemoy upravleniya // Elektrichestvo. 2007. № 1. S. 44–50. Пересада С. М., Ковбаса С. Н., Воронко А. Б. и др. Cравнительное экспериментальное тестирование систем бездатчикового управления асинхронными двигателями // Електромеханічні і енергозберігаючі системи. 2012. Т. 19, № 3. С. 137–141.2 Peresada S. M., Kovbasa S. N., Voronko A. B. i dr. Cravnitel'noe eksperimental'noe testirovanie sistem bezdatchikovogo upravleniya asinhronnymi dvigatelyami // Elektromehanіchnі і energozberіgayuchі sistemi. 2012. T. 19, № 3. S. 137–141.2 Колпахчьян П. Г., Пахомин С. А., Кочин А. Е. и др. Наблюдатель состояния асинхроного тягового двигателя на базе фильтра Люенбергера // Интеллектуальные информационные технологии для промышленности. The Editor(s) (if applicable) and The Author(s), under exclusive license to Springer Nature Switzerland AG, 2023. — С. 260–270. Kolpahch'yan P. G., Pahomin S. A., Kochin A. E. i dr. Nablyudatel' sostoyaniya asinhronnogo tyagovogo dvigatelya na baze fil'tra Lyuenbergera // Intellektual'nye informacionnye tehnologii dlya promyshlennosti. The Editor(s) (if applicable) and The Author(s), under exclusive license to Springer Nature Switzerland AG, 2023. — S. 260–270. Совершенствование электропередачи переменного тока на базе макетного маневрового тепловоза ВМЭ1А-024. Разработка принципиальных схем тепловоза и технических требований к стенду: отчет о НИР / ЛИИЖТ; рук. Пармас Я. Ю.; исполн.: Белов А. М., Балычев П. К., Грищенко А. В. Ленинград, 1981. 148 с. Библиогр.: с. 139. № ГР 80021150. Инв. № 0282.0060612. Sovershenstvovanie elektroperedachi peremennogo toka na baze maketnogo manevrovogo teplovoza VME1A-024. Razrabotka principial'nyh shem teplovoza i tehnicheskih trebovaniy k stendu: otchet o NIR / LIIZhT; ruk. Parmas Ya. Yu.; ispoln.: Belov A. M., Balychev P. K., Grischenko A. V. Leningrad, 1981. 148 s. Bibliogr.: s. 139. № GR 80021150. Inv. № 0282.0060612. Тягово-­энергетические испытания тепловоза ТЭ120 с электропередачей переменного тока. Исследование опытного шкафа автономного инвертора типа ШИ-1БУ2 на стенде ЛИИЖТа и разработка системы управления и защиты на основе интегральных микросхем : отчет о НИР / ЛИИЖТ; рук. Комаров Ю. И.; исполн.: Тимофеев Б. А., Бурков А. Т., Гришуков Л. С. Ленинград, 1977. 200 с. Библиогр.: с. 185. № ГР 72037156. Инв. № 637828. Tyagovo-­energeticheskie ispytaniya teplovoza TE120 s elektroperedachey peremennogo toka. Issledovanie opytnogo shkafa avtonomnogo invertora tipa ShI-1BU2 na stende LIIZhTa i razrabotka sistemy upravleniya i zaschity na osnove integral'nyh mikroshem : otchet o NIR / LIIZhT; ruk. Komarov Yu. I.; ispoln.: Timofeev B. A., Burkov A. T., Grishukov L. S. Leningrad, 1977. 200 s. Bibliogr.: s. 185. № GR 72037156. Inv. № 637828. Участие в эксплуатационных испытаниях выпрямительно-­инверторного преобразователя тепловоза 2ТЭ137 : отчет о НИР / ЛИИЖТ; рук. Пармас Я. Ю.; исполн.: Горбатенко В. И., Чернов С. С., Беркович Е. И. Ленинград, 1991. 86 с. Библиогр.: с. 55. № ГР 01920009786. Инв. № 0292.0009677. Uchastie v ekspluatacionnyh ispytaniyah vypryamitel'no-­invertornogo preobrazovatelya teplovoza 2TE137 : otchet o NIR / LIIZhT; ruk. Parmas Ya. Yu.; ispoln.: Gorbatenko V. I., Chernov S. S., Berkovich E. I. Leningrad, 1991. 86 s. Bibliogr.: s. 55. № GR 01920009786. Inv. № 0292.0009677. Разработка принципиальных схем асинхронного электропривода трамвая: отчет о НИР / ЛИИЖТ; рук. Некрасов В. И.; исполн.: Ляменков В. Т., Рогов А. Н., Гаврилов Б. П. Ленинград, 1983. 190 с. Библиогр.: с. 158. № ГР 81037298. Инв. № 0284.0036324. Razrabotka principial'nyh shem asinhronnogo elektroprivoda tramvaya: otchet o NIR / LIIZhT; ruk. Nekrasov V. I.; ispoln.: Lyamenkov V. T., Rogov A. N., Gavrilov B. P. Leningrad, 1983. 190 s. Bibliogr.: s. 158. № GR 81037298. Inv. № 0284.0036324. Microcontrollers & microprocessors // STMicroelectronics. URL: https://www.st.com/en/ microcontrollers-­microprocessors.html (дата обращения: 24.02.2024). Microcontrollers & microprocessors // STMicroelectronics. URL: https://www.st.com/en/ microcontrollers-­microprocessors.html (data obrascheniya: 24.02.2024). Microcontrollers (MCUs) & processors // Texas Instruments. URL: https://www.ti.com/ info/contact-us.html (дата обращения: 24.02.2024). Microcontrollers (MCUs) & processors // Texas Instruments. URL: https://www.ti.com/ info/contact-us.html (data obrascheniya: 24.02.2024). Микроконтроллеры и процессоры // Миланр. URL: https://milandr. ru/?ysclid=lsz64bihyu680982892 (дата обращения: 24.02.2024). Mikrokontrollery i processory // Milanr. URL: https://milandr. ru/?ysclid=lsz64bihyu680982892 (data obrascheniya: 24.02.2024). Интегральные микросхемы // НИИЭТ. URL: https://niiet.ru/ (дата обращения: 24.02.2024). Integral'nye mikroshemy // NIIET. URL: https://niiet.ru/ (data obrascheniya: 24.02.2024). Микроконтроллеры и транзисторы для гражданского рынка // mikron. URL: https://mikron.ru/?ysclid=lsz69gw3mo401439020 (дата обращения: 24.02.2024 Mikrokontrollery i tranzistory dlya grazhdanskogo rynka // mikron. URL: https://mikron.ru/?ysclid=lsz69gw3mo401439020 (data obrascheniya: 24.02.2024