ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ТРАНСПОРТНОЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
УДК 629.424.001
А. Г. К у з н е ц о в
ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
УСТАНОВКИ ТЕПЛОВОЗА
Рассмотрена динамическая математическая модель энергетиче-
ской установки тепловоза, предназначенная для расчета переход-
ных процессов при полунатурном моделировании режимов движе-
ния тепловоза.
Ключевые слова
:
тепловоз, модель, динамика, процесс, расчет, модели-
рование.
Энергетическая установка тепловоза состоит из источника меха-
нической энергии — дизеля, устройств преобразования и передачи
энергии от дизеля косям движущих колесных пар и вспомогательно-
го оборудования. Для описания переходных процессов, возникающих
при изменении режима движения тепловоза, используется динамиче-
ская модель его энергетической установки. Характерным примером
таких моделей является модель, составленная на базе передаточных
функций и типовых нелинейностей [1]. В работе [2] рассматривается
более точная модель тепловозного дизеля, содержащая уравнения те-
чения рабочего тела по элементам двигателя и системы воздухоснаб-
жения. Развитие современных методов моделирования, в том числе
полунатурного, и средств вычислительной техники поставило задачу
разработки математических (компьютерных) моделей энергетических
установоктепловозов, достаточно точно описывающих динамические
режимы работы в реальном масштабе времени.
В настоящей работе рассматривается математическая модель энер-
гетической установки тепловоза 2ТЭ116 с устройством передачи энер-
гии от вала дизеля кколесным парам, содержащим тяговый синхрон-
ный генератор, выпрямительную установку и тяговые электродвигате-
ли постоянного тока. При таком типе передачи энергии наиболее труд-
но описывать динамические режимы. Принципиальная схема энерге-
тической установки тепловоза 2ТЭ116 приведена на рис. 1. В состав
установки входят дизель (Д), стартер-генератор (СтГ), генератор —
возбудитель переменного тока (В), управляемый выпрямитель тока
возбуждения (УВ), тяговый синхронный генератор переменного тока
(Г), выпрямительная установка (ВУ), тяговые электродвигатели посто-
янного тока (ЭД), колесные пары (КП), редукторы (Р).
Стартер-генератор (подвозбудитель) вырабатывает постоянное на-
пряжение, которое поддерживается регулятором напряжения неизмен-
ным на всех режимах работы. Этим напряжением запитывается обмот-
ка возбуждения возбудителя (ОВВ). В качестве возбудителя исполь-
зуется синхронный однофазный обращенный генератор. Переменное
ISSN 0236-3941. ВестникМГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 3 49
