Определение параметров и оценка адекватности компьютерной модели тягового трансформатора электровозов серии «O’z-elr»

Оценка адекватности компьютерной модели тягового
трансформатора
Адекватность компьютерной модели оценивается на основании моделирования режима холостого хода и режима короткого замыкания всех тяговых обмоток.
На диаграммах (рисунок 4-5) приведены результаты опыта холостого хода и короткого замыкания тягового трансформатора.

Рисунок 4 Моделирование опыта холостого хода тягового
трансформатора, 𝑈₁- напряжение и 𝐼₁- ток первичной обмотки трансформатора
при холостом ходе, 𝑈₂ – напряжение тяговой обмотки
На рисунках 3.7-3.8 обозначены амплитудные значения тока и напряжения обмоток трансформатора. При моделировании опыта холостого хода на первичную обмотку подано
номинальное напряжение, амплитудное значение которого: U_1m = Амплитудное значение напряжение тяговой обмотки компьютерной модели трансформатора в режиме холостого хода составляет: U_2m = 2043 B
Относительная погрешность напряжение тяговой обмотки компьютерной модели трансформатора:
Амплитудное значение тока холостого хода сетевой обмотки компьютерной модели трансформатора: I_10m=4.9A

Рисунок 5 Моделирование опыта короткого замыкания тягового
трансформатора, 𝑈₁ - напряжение, 𝐼₁ - ток первичной обмотки и 𝐼₂ - ток
вторичной обмотки трансформатора.
Относительная погрешность тока холостого хода первичной обмотки компьютерной модели трансформатора:

Характеристика намагничивания типовой компьютерной модели трансформатора Multi-Winding Transformer линейна, без насыщения, поэтому ток холостого хода, полученный в компьютерной модели имеет синусоидальную форму без искажений, характерных для тока холостого хода реального трансформатора. При моделировании опыта короткого замыкания на первичную обмотку подано расчётное напряжение, амплитудное значение которого:

Здесь U_к - напряжение короткого замыкания; U_к =39%.
Амплитудное значение тока сетевой обмотки компьютерной модели трансформатора:

Относительная погрешность тока сетевой обмотки компьютерной модели трансформатора:

Амплитудное значение тока тяговой обмотки компьютерной модели трансформатора в режиме короткого замыкания: I_2кз.m=1356 A
Относительная погрешность тока тяговой обмотки компьютерной модели трансформатора:

Полученные результаты моделирования опытов холостого хода и короткого замыкания тягового трансформатора подтверждают адекватность компьютерной модели реальному тяговому трансформатору. Следовательно, можно считать, что рассчитанные параметры тягового трансформатора позволяют воспроизводить электромагнитные процессы в тяговом приводе электровоза переменного тока серии «O'Z-ELR» в режимах тягового и рекуперативного торможения, близкие к реальным.

Список литературы

1. 
   Бессонов A.A. Теоретические основы электротехники. Электрические
   цепи. М.: "Высшая школа". 1978. 516 с.
   
2. 
   Назирхонов Т. М., Якушев А. Я. Компьютерная модель тягового
   трансформатора электровоза переменного тока серии «O’Z-ELR» /
   Т. М. Назирхонов, А. Я. Якушев // Известия Петербургского университета путей
   сообщения. – СПб.: ПГУПС, 2020. – Т. 17. Вып. 3. – С. 416–427.
   
3. 
   Потемкин В. Г. Simulink: Среда создания инженерных приложений /
   В.Г. Потемкин. М.: Диалог Мифи, 2003, 496с.