Імовірнісно-статистичний і кореляційно-спектральний аналізи струму рекуперації електрорухомого складу постійного струму
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Імовірнісно-статистичний і кореляційно-спектральний аналізи струму рекуперації електрорухомого складу постійного струму
Вероятностно-статистический и корреляционно-спектральный анализы тока рекуперации электроподвижного состава постоянного тока Statistic, Probabilistic, Correlation and Spectral Analyses of Regenerative Braking Current of DC Electric Rolling Stock |
|
| Creator |
Нікітенко, Анатолій Володимирович
Костін, Микола Олександрович Никитенко, Анатолий Владимирович Костин, Николай Александрович Nikitenko, Anatolii V. Nikitenko, Anatoliy V. Kostin, Mykola O. Kostin, Nickolai A. |
|
| Subject |
метод
випадковий процес напруга струм кореляційна функція електричний транспорт дисперсія спектр рекуперація КЕЕ случайный процесс напряжение ток корреляционная функция электрический транспорт дисперсия рекуперация method stochastic process voltage current correlation function electric transport dispersion spectrum recuperation |
|
| Description |
Нікітенко, А. В. Імовірнісно-статистичний і кореляційно-спектральний аналізи струму рекуперації електрорухомого складу постійного струму / А. В. Нікітенко, М. О. Костін // Наука та прогрес транспорту. — 2014. — № 3 (51). — С. 51 —64 : граф. — Бібліогр. в кінці ст. — doi: 10.15802/stp2014/25818. UK: Мета. У праці необхідно визначити та проаналізувати ймовірнісні й спектральні характеристики випадкового процесу струму рекуперації електрорухомого складу постійного струму різних типів. Методика. Використано елементи теорії, методи та методики теорії ймовірностей, зокрема, теорія стаціонарних і нестаціонарних випадкових процесів. Також застосовувались методи математичної статистики з обробкою на персональних ЕОМ масивів значень випадкової величини струму рекуперації. Результати. Наведено часові реалізації струму рекуперації електровозів, електропоїздів і трамваїв, які отримано шляхом моніторингу на діючих ділянках залізниць України. Встановлено, що струм має характер неперервних різкозмінних, особливо в трамваїв, часових коливань. Визначено функції математичного сподівання, середньоквадратичного відхилення та дисперсії випадкового процесу струму рекуперації, побудовано гістограми. Обчислено, побудовано й обговорено кореляційні та спектральні функції струму. У результаті встановлено, що струм рекуперації може вважатись стаціонарним неергодичним випадковим процесом. Спектральний аналіз реалізацій цього процесу та «хвоста» кореляційної функції виявив «слабко» періодичні, тобто низькочастотні, складові, які називають інтергармоніками. Наукова новизна. По-перше, до аналізу такого суттєво різкозмінного випадкового процесу, яким є струм рекуперації, адаптовано теорію нестаціонарних випадкових процесів. По-друге, вперше встановлено наявність інтергармонік у випадковому процесі струму рекуперації. І, нарешті, встановлено закономірності часової зміни кореляційної функції процесу струму, що дозволяє аргументовано застосувати метод кореляційних функцій при ідентифікації пристроїв системи електричної тяги. Практична значимість. Результати ймовірнісно-статитстичного аналізу струму рекуперації дозволяють оцінювати якість рекуперованої електроенергії тa енергетичні показники електрорухомого складу в режимі рекуперації. Тоді як кореляційно-спектральний аналіз необхідний при визначенні електромагнітної сумісності електрорухомого складу в режимі рекуперації з підсистемами та пристроями електричної тяги. RU: Цель. В работе необходимо определить и проанализировать вероятностные и спектральные характеристики случайного процесса тока рекуперации электроподвижного состава постоянного тока разных типов. Методика. Использованы элементы теории, методы и методики теории вероятностей, в частности, теория стационарных и нестационарных случайных процессов. Также применялись методы математической статистики с обработкой на персональных ЭВМ массивов значений случайной величины тока рекуперации. Результаты. Приведены часовые реализации тока рекуперации электровозов, электропоездов и трамваев, которые получены путем мониторинга на действующих участках железных дорог Украины. Установлено, что ток имеет характер непрерывных резкоизменяющихся, особенно у трамваев, временных колебаний. Определены функции математического ожидания, среднеквадратического отклонения и дисперсии случайного процесса тока рекуперации, построены гистограммы. Рассчитаны, построены и обсуждены корреляционные и спектральные функции тока. В результате установлено, что ток рекуперации может считаться стационарным неэргодическим процессом. Спектральный анализ реализаций этого процесса и «хвоста» корреляционной функции обнаружил «слабо» периодические, то есть низкочастотные, составляющие, которые называют интергармониками. Научная новизна. Во-первых, к анализу такого резкоизменяющегося случайного процесса, которым является ток, адаптировано теорию нестационарных случайных процессов. Во-вторых, впервые установлено наличие интергармоник в случайном процессе тока рекуперации. И, наконец, установлены закономерности временного изменения корреляционной функции процесса тока, что позволяет аргументировано применять метод корреляционных функций при идентификации устройств системы электрической тяги. Практическая значимость. Результаты вероятностно-статистического анализа тока рекуперации позволяют оценивать качество рекуперированной электрической энергии и энергетические показатели электроподвижного состава в режиме рекуперации. Тогда как корреляционно-спектральный анализ необходим при определении электромагнитной совместимости электроподвижного состава в режиме рекуперации с подсистемами и устройствами электрической тяги. EN: Purpose. Defining and analysis of the probabilistic and spectral characteristics of random current in regenerative braking mode of DC electric rolling stock are observed in this paper. Methodology. The elements and methods of the probability theory (particularly the theory of stationary and non-stationary processes) and methods of the sampling theory are used for processing of the regenerated current data arrays by PC. Findings. The regenerated current records are obtained from the locomotives and trains in Ukraine railways and trams in Poland. It was established that the current has uninterrupted and the jumping variations in time (especially in trams). For the random current in the regenerative braking mode the functions of mathematical expectation, dispersion and standard deviation are calculated. Histograms, probabilistic characteristics and correlation functions are calculated and plotted down for this current too. It was established that the current of the regenerative braking mode can be considered like the stationary and non-ergodic process. The spectral analysis of these records and “tail part” of the correlation function found weak periodical (or low-frequency) components which are known like an interharmonic. Originality. Firstly, the theory of non-stationary random processes was adapted for the analysis of the recuperated current which has uninterrupted and the jumping variations in time. Secondly, the presence of interharmonics in the stochastic process of regenerated current was defined for the first time. And finally, the patterns of temporal changes of the correlation current function are defined too. This allows to reasonably apply the correlation functions method in the identification of the electric traction system devices. Practical value. The results of probabilistic and statistic analysis of the recuperated current allow to estimate the quality of recovered energy and energy quality indices of electric rolling stock in the regenerative braking mode. But the correlation and spectral analysis is required to determine the electromagnetic compatibility of the electric rolling stock in the regenerative braking mode with the subsystems and the electric traction devices. |
|
| Date |
2014-12-12T12:17:30Z
2014-12-12T12:17:30Z 2014 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
doi: 10.15802/stp2014/25818
2307–3489 (Print) 2307–6666 (Online) http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/3068 |
|
| Language |
uk_UA
|
|
| Publisher |
ДНУЗТ
|
|