МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВА АВАРІЙНИХ РЕЖИМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ В СИСТЕМІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ТЯГИ ПРИ РІЗНИХ СХЕМАХ ЖИВЛЕННЯ

Автор(и)

  • П.Є. Михаліченко Херсоноський навчально-науковий інститут Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова, Україна
  • Є.Ю. Маркова Херсоноський навчально-науковий інститут Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова, Україна
  • М.М. Марков Херсоноський навчально-науковий інститут Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2313-8890.2026.05.04

Ключові слова:

електропривод, електродвигун постійного струму, математична модель, нелінійність, перехідні процеси, коефіцієнт посилання, передаточна функція

Анотація

Анотація. У статті досліджено аварійні режими короткого замикання в системі електричної тяги постійного струму при різних схемах живлення та з’єднання тягових двигунів. Розроблено математичну модель з урахуванням магнітної нелінійності, вихрових струмів і генераторних режимів. Встановлено закономірності зміни струмів короткого замикання, магнітного потоку та напруги на струмоприймачі. Показано вплив режимів послаблення збудження на тривалість і амплітуду генераторних струмів.

Посилання

Riabov I., Goolak S., Kondratieva L., Overianova L. 2023, “Increasing the energy efficiency of the multi-motor traction electric drive of an electric locomotive for railway quarry transport”. Engineering Science and Technology, an International Journal, Vol. 42. 101428. DOI: 10.1016/j.jestch.2023.101428.

Radu P.V., Lewandowski M., Szelag A., Steczek M. 2022. “Short-Circuit Fault Current Modeling of a DC Light Rail System with a Wayside Energy Storage Device”. Energies, Vol. 15. № 10. 3527. DOI: 10.3390/en15103527.

Liu J., Tan H., Shi Y., Ai Y., Chen S., Zhang C. 2022. “Research on Diagnosis and Prediction Method of Stator Interturn Short-Circuit Fault of Traction Motor”. Energies, Vol. 15. № 10. 3759. DOI: 10.3390/en15103759.

Paul S., Han P.-W., Chang J., Chun Y.-D., Lee J.-G. 2022. “State-of-the-art review of railway traction motors for distributed traction considering South Korean high-speed railway”. Energy Reports. Vol. 8. pp. 15967–15989. DOI: 10.1016/j.egyr.2022.10.411.

Singh R., Sharma P. 2021. “Electromagnetic transient analysis of railway traction drives during fault conditions”. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 129. 106781. DOI: 10.1016/j.ijepes.2021.106781.

Wang J., Chen Z., Li Y. 2021. “Transient electromagnetic processes in DC traction power supply systems under short-circuit conditions”. IEEE Access. Vol. 9. pp. 118245–118257. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3107032.

He D., Liu H., Zhang X. 2020. “Modeling and analysis of fault current characteristics in urban rail transit DC traction systems”. Electric Power Systems Research. Vol. 189. 106682. DOI: 10.1016/j.epsr.2020.106682.

Wu T., Lin C., Huang P. 2019. “Dynamic simulation of DC traction motor considering magnetic saturation and eddy current effects”. IEEE Transactions on Transportation Electrification. Vol. 5. № 4, pp. 1264–1275. DOI: 10.1109/TTE.2019.2945638.

Ma C., Zhao N., Sun Y. 2018. “Investigation of regenerative braking processes in DC railway traction systems”. IET Electrical Systems in Transportation. Vol. 8. № 2. pp. 92–100. DOI: 10.1049/iet-est.2017.0035.

Breugelmans S., Leterme W., Van Hertem D., Marcelis R. 2014. “Comparison of different methods to limit short circuit currents in DC traction networks”. IEEE Transactions on Power Delivery. Vol. 29. № 6. pp. 2455–2463. DOI: 10.1109/TPWRD.2014.2312013.

Zhang L., Xu Y., Chen M. 2024. “Nonlinear modeling of DC traction motors with transient fault analysis”. Machines. Vol. 12. № 2. 144. DOI: 10.3390/machines12020144.

Pastura M., Zigliotto M., Bolognani S. 2024. “Fault diagnosis in electrical machines for traction applications: A review”. Machines. Vol. 12. № 1. 51. DOI: 10.3390/machines12010051.

Liu L., Li B., Götting G., Xiang Y., Salem Q., Hamid M., Xie J. 2020. “Loss Minimization of Traction Systems in Battery Electric Vehicles Using Variable DC-Link Voltage Technique”. IEEE Access. Vol. 8. pp. 128777–128789. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3008390.

Pardo E., Dadhich A. 2023. “Electro-Thermal Modelling by Novel Variational Methods: Racetrack Coil in Short-Circuit”. Superconductor Science and Technology. Vol. 36. № 7. 074005. DOI: 10.1088/1361-6668/acd7dd.

Ramirez-Laboreo E., Roes M.G.L., Sagues C. 2024. “Hybrid Dynamical Model for Reluctance Actuators Including Saturation, Hysteresis and Eddy Currents”. IEEE Access. Vol. 12. pp. 22314–22328. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3361182.

Thurner L., Braun M. 2018. “Vectorized Calculation of Short Circuit Currents Considering Distributed Generation”. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. Vol. 98. pp. 231–241. DOI: 10.1016/j.ijepes.2017.11.044.

Mikhalichenko P., Nadtochii V., Nadtochiy A. 2019. “Defining energy indicators for detecting short circuits in a DC electric traction system”. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Vol. 5. № 8 (101). pp. 6–14. DOI: 10.15587/1729-4061.2019.180796.

Steczek M., Szeląg A., Maciołek T. 2021. “Analysis of transient states in DC traction systems with energy storage devices”. Energies. Vol. 14. № 3. 812. DOI: 10.3390/en14030812.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-06-10

Номер

№ 5 (220) (2026): Енергозбереження. Енергетика. Енергоаудит

Розділ

ЕНЕРГЕТИКА, ЕЛЕКТРОНІКА ТА ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через [6 місяців] з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).