vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2025_3_90vrgup-241Research ArticleПОДВИЖНОЙ СОСТАВ, БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯROLLING STOCK, TRAFFIC SAFETYМоделирование тягового двигателя электровоза с учётом кривой намагничиванияSimulating of an electric locomotive traction motor taking into account the magnetization curveКабалыкЮ. С.KabalykYu. S.

Кабалык Юрий Сергеевич, кафедра «Транспорт железных дорог», кандидат технических наук, доцент

Kabalyk Yuriy Sergeevich, Chair “Railway Transport”, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

kabalyk@festu.khv.ruДальневосточный государственный университет путей сообщения (ДВГУПС)Far Eastern State Transport University (FESTU)202530092025039098Copyright © Кабалык Ю.С., 20252025Кабалык Ю.С.Kabalyk Y.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/241

Рассматривается процесс создания и исследования модели тягового электродвигателя электровоза в среде компьютерного схемотехнического моделирования. Модель учитывает кривую намагничивания реального двигателя и нелинейную индуктивность обмотки возбуждения, что позволяет более адекватно отражать электромагнитные процессы. Индуктивность обмотки возбуждения определяется на основании наклона кривой намагничивания и параметров полюсов обмотки. Также модель позволяет использовать её при схемотехническом моделировании переходных процессов в силовой электрической цепи электровоза. Было проведено сравнение двух моделей тягового двигателя: в одной учитывалась кривая намагничивания, а в другой реализована линейная модель, в которой индуктивность обмотки возбуждения постоянна. Также было проведено сравнение параметров тягового двигателя из эксплуатации с результатами расчета разработанной модели. Результаты сравнения показали, что использование нелинейной модели позволяет более точно рассчитывать величину тока тягового двигателя.

The process of creating and researching a model of a traction electric motor of an electric locomotive in the environment of computer circuit modeling is considered. The model takes into account the magnetization curve of a real motor and the nonlinear inductance of the excitation winding, which makes it possible to more adequately reflect electromagnetic processes. The inductance of the excitation winding is determined based on the slope of the magnetization curve and the parameters of the winding poles. The model also allows it to be used in circuit modeling of transients in the electric power circuit of an electric locomotive. Two traction motor models were compared: one took into account the magnetization curve, and the other implemented a linear model in which the inductance of the excitation winding is constant. The parameters of the traction engine from operation were also compared with the calculation results of the developed model. The results of the comparison showed that the use of a nonlinear model makes it possible to calculate the traction motor current more accurately.

электровозтяговый электродвигательдинамическая индуктивностькривая намагничиванияимитационное моделированиеelectric locomotivetraction electric motordynamic inductancemagnetization curvesimulation modelingReferencesПроектирование тяговых электрических машин : учебное пособие для вузов железнодорожного транспорта / М. Д. Находкин, Г. В. Василенко, В. И. Бочаров, М. А. Козорезов ; под редакцией М. Д. Находкина. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Москва : Транспорт, 1976. – 624 с.Design of electric traction machines : textbook for Universities of railway transport / M. D. Nakhodkin, G. V. Vasilenko, V. I. Bocharov, M. A. Kozorezov ; edited by M. D. Nakhodkin. – 2nd ed., revised. and add. – Moscow : Transport, 1976. – 624 p.Кулинич, Ю. М. Моделирование работы тягового двигателя пульсирующего тока / Ю. М. Кулинич, С. А. Шухарев, Д. Ю. Дроголов // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2019. – Т. 78, № 5. – С. 313– 319. – DOI 10.21780/2223-9731-2019-78-5-313-319.Kulinich, Yu. M. Modeling the operation of a pulsating current traction motor / Yu. M. Kulinich, S. A. Shukharev, D. Yu. Drogolov // Russian Railway Science Journal. – 2019. – Vol. 78, No. 5. – P. 313–319. – DOI 10.21780/2223-9731-2019-78-5-313-319.Шухарев, С. А. Моделирование работы двигателя постоянного тока / С. А. Шухарев // Вестник Института тяги и подвижного состава. – 2018. – № 14. – С. 7–12.Shukharev, S. A. Modeling the operation of a DC motor / S. A. Shukharev // Bulletin of the Institute of Traction and Rolling Stock. – 2018. – No. 14. – P. 7–12.Литовченко, В. В. Математическая модель коллекторного тягового электродвигателя / В. В. Литовченко, Д. В. Кокорин, Д. В. Назаров // Электротехника. – 2014. – № 8. – С. 22–28. – ISSN 0013-5860.Litovchenko, V. V. Mathematical model of a collector traction electric motor / V. V. Litovchenko, D. V. Kokorin, D. V. Nazarov // Electrical engineering. – 2014. – No. 8. – P. 22–28. – ISSN 0013-5860.Зарифьян, А. А. Изучение электромеханических процессов в коллекторном тяговом двигателе с учетом потерь / А. А. Зарифьян, А. Ш. Мустафин // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2021. – № 3 (83). – С. 81–89. – DOI 10.46973/0201727X_2021_3_81.Zarifyan, A. A. Study of electromechanical processes in a collector traction motor taking into account losses / A. A. Zarifyan, A. Sh. Mustafin // Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya. – 2021. – No. 3 (83). – P. 81–89. – DOI 10.46973/0201727X_2021_3_81.Устинов, Р. И. Повышение работоспособности выпрямительно-инверторных преобразователей электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможения : специальность 05.22.07 «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Устинов Роман Иванович. – Иркутск, 2020. – 180 с.Ustinov, R. I. Improving the performance of rectifier-inverter converters of an AC electric locomotive in the regenerative braking mode : specialty 05.22.07 "Rolling stock of railways, train traction and electrification" : dissertation for the degree of candidate of technical sciences / Ustinov Roman Ivanovich. – Irkutsk, 2020. – 180 p.Супрун, Д. А. Система альтернативного управления выпрямительно-инверторным преобразователем электровоза переменного тока в режиме тяги: специальность 2.9.3 «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Супрун Демьян Андреевич. – Хабаровск, 2024. – 191 с.Suprun, D. A. Alternative control system for a rectifier-inverter converter of an AC electric locomotive in traction mode : specialty 2.9.3 "Rolling stock of railways, train traction and electrification" : dissertation for the degree of candidate of technical sciences / Suprun Demyan Andreevich. – Khabarovsk, 2024. – 191 p.Мельниченко, О. В. Повышение энергетической эффективности тяговых электроприводов электровозов переменного тока: специальность 05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы» : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Мельниченко Олег Валерьевич. – Хабаровск, 2015. – 392 с.Melnichenko, O. V. Improving the energy efficiency of traction electric drives of AC electric locomotives : specialty 05.09.03 "Electrotechnical complexes and systems" : dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences / Melnichenko Oleg Valerievich. – Khabarovsk, 2015. – 392 p.REPEAT : платформа модельно-ориентированной среды проектирования и математического моделирования : сайт. – Москва : АО «ИТЦ "ДЖЭТ"», 2025. – URL: https://repeatlab.ru (дата обращения: 04.07.2025).REPEAT : a platform for model-oriented design and mathematical modeling environment : website. – Moscow : JSC "ITC" JET ", 2025. – URL: https://repeatlab.ru (date of access: 07/04/2025).Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К). Руководство по эксплуатации. Книга 3 : Описание и работа. Электрические машины. ИМБ.661142.009РЭ3 (ЗТС.001.012РЭ3). – Новочеркасск, 2004.Mainline electric locomotive 2ES5K (3ES5K). Operation manual. Book 3 : Description and Operation. Electric Machines. IMB.661142.009RE3 (ZTS.001.012RE3). – Novocherkassk, 2004.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.