Numerical modeling and simulating the dynamic interactions within the drive system of electric rail vehicles

This paper shows the methodology that can be used to study the dynamic phenomena occurring in rail vehicle drive systems by taking into account its actual seating. The studies are performed by providing a detailed description of electromagnetic phenomena found in drive motors and contact phenomena at the interface between the wheel and rail. Forces determined based on the models below constitute the load of a rail vehicle drive system. The mathematical model of the motor has been implemented in Matlab/Simulink software and coupled with the vehicle model developed in the Simmechanics application. These models make it possible to determine the load of drive system for various vehicle dynamic states (startup, steady-state operation) depending on the locomotive load.

W niniejszej pracy przedstawiono metodologię, która może być zastosowana do badania zjawisk dynamicznych w układach napędowych pojazdów szynowych z uwzględnieniem rzeczywistego ich osadzenia. Badania są realizowane przy szczegółowym opisie zjawisk elektromagnetycznych w silnikach napędowych oraz zjawisk kontaktowych na styku współpracy koła z szyną. Wyznaczone z powyższych modeli siły stanowią obciążenie układu napędowego pojazdu szynowego. Sformułowany model matematyczny silnika zaimplementowano w programie Matlab/Simulink i sprzężono go z modelem pojazdu opracowanym w programie Simmechanics. Modele te umożliwiają na wyznaczenie obciążenia układu napędowego, dla różnych stanów dynamicznych pojazdu (rozruch, praca ustalona) w zależności od obciążenia lokomotywy.