Energy of Starting up to Speed of Dc Train
Loading...
Files
Date
2015
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
ENG: In the last 20 ... 25 years the volume of recuperated electric energy is less than 2% of the consumed by
traction, while it is possible to return about 10 ... 15%. The main reason is unsatisfactory and inefficient usage of recuperated and transmitted energy to the power supply system. The paper proposes to solve this problem and induce the efficiency and the degree of recuperated energy of DC multiple unit trains by the usage of onboard supercapacitive storage system. The methods of the electric traction theory and the theory of pulse electrical engineering are used for the problem solving. The developed methodology allows to calculate the energy, which is required to starting up the multiple unit train EPL2T to some speed 10 ... 80 km/h after its stopping.Furthermore, the capacity of the on-board storage is calculated in two cases of storing recuperated energy. The novelty of the paper is the new method for estimating energy, which is required to starting up (after the stopping) the train to a certain speed. The analytical expression of the capacity of the on-board storage system was achieved and calculated for the previously estimated energy. For the first time it was found that the energy, which was saved by the on-board supercapacitive storage system, is sufficient to start up the train to some speed and reach the characteristic of full field of the traction motors. The proposed autonomous mode of recuperative braking allows, at first, to increase significantly the efficiency of energy recovery, and secondly, to reduce the weight and size parameters of on-board storage supercapacitors.
UKR: В останні 20…25 років об’єм енергії рекуперації електропоїздів не перевищує 2% від затраченої на тягу, в той час як можливо повертати до 10…15%. Однією із причин такого стану є незадовільне неефективне використання електроенергії, що рекуперується і передається в тягову мережу. В статті пропонується підвищити енергетичну ефективність і ступінь використання електроенергії рекуперації приміських електропоїздів постійного струму за допомогою бортового ємнісного накопичувача. Для розв’язання поставленої задачі використано методи теорії електричної тяги та імпульсної електротехніки, а також методики Правил тягових розрахунків. Викладено методику і чисельні розрахунки електроенергії, потрібної для розгону електропоїзда ЕПЛ2Т після зупинки до швидкостей 10…80 км/год. Більш того, виконано оцінку ємності бортового накопичувача для двох випадків накопичення енергії рекуперації. Наукова новизна статті полягає в тому, що запропоновано новий метод оцінки енергії, потрібної для розгону (після зупинки) електропоїзда до певної швидкості. Одержано аналітичний вираз ємності бортового накопичувача електроенергії, необхідної для пуску електропоїзда після зупинки. Встановлено, що заощадженої в бортовому накопичувачі енергії достатньо для розгону електропоїзда до швидкості виходу на характеристику повного збудження. Запропонований автономний фазовий режим рекуперативного гальмування дозволяє, по-перше, суттєво підвищити ефективність використання енергії рекуперації, по-друге, знизити масогабаритні показники бо- ртового ємнісного накопичувача.
RU: За последние 20…25 лет объем энергии рекуперации электропоездов не превышает 2% от использованной на тягу, в то же время как возможно возвращать до 10…15%. Одной из причин такого состояния есть неудовлетворительное неэффективное использование электроэнергии, которая рекуперируется и передается в тяговую сеть. В статье предлагается повысить энергетическую эффективность и степень использования электроэнергии рекуперации пригородных электропоездов постоянного тока с помощью бортового емкостного накопителя. Для решения поставленной задачи использованы методы теории электрической тяги и импульсной электротехники, а также методики Правил тяговых расчетов. Изложена методика и численные расчеты электроэнергии, необходимой для разгона электропоезда ЕПЛ2Т после остановки до скоростей 10…80 км/час. Более того, выполнено оценку емкости бортового накопителя для двух случаев накопления энергии рекуперации. Научная новизна статьи заключается в том, что предложен и использован новый метод оценки энергии, необходимой для разгона (после остановки) электропоезда до некоторой скорости. Получено аналитическое выражение емкости бортового накопителя электроэнергии, необходимой для пуска электропоезда после остановки. Установлено, что накопленной в бортовом накопителе энергии достаточно для разгона электропоезда до скорости выхода на характеристику полного возбуждения. Предложенный автономный фазовый режим рекуперативного торможения позволяет, во-первых, значительно повысить эффективность использования энергии рекуперации, во-вторых, снизить массогабаритные показатели бортового емкостного накопителя.
UKR: В останні 20…25 років об’єм енергії рекуперації електропоїздів не перевищує 2% від затраченої на тягу, в той час як можливо повертати до 10…15%. Однією із причин такого стану є незадовільне неефективне використання електроенергії, що рекуперується і передається в тягову мережу. В статті пропонується підвищити енергетичну ефективність і ступінь використання електроенергії рекуперації приміських електропоїздів постійного струму за допомогою бортового ємнісного накопичувача. Для розв’язання поставленої задачі використано методи теорії електричної тяги та імпульсної електротехніки, а також методики Правил тягових розрахунків. Викладено методику і чисельні розрахунки електроенергії, потрібної для розгону електропоїзда ЕПЛ2Т після зупинки до швидкостей 10…80 км/год. Більш того, виконано оцінку ємності бортового накопичувача для двох випадків накопичення енергії рекуперації. Наукова новизна статті полягає в тому, що запропоновано новий метод оцінки енергії, потрібної для розгону (після зупинки) електропоїзда до певної швидкості. Одержано аналітичний вираз ємності бортового накопичувача електроенергії, необхідної для пуску електропоїзда після зупинки. Встановлено, що заощадженої в бортовому накопичувачі енергії достатньо для розгону електропоїзда до швидкості виходу на характеристику повного збудження. Запропонований автономний фазовий режим рекуперативного гальмування дозволяє, по-перше, суттєво підвищити ефективність використання енергії рекуперації, по-друге, знизити масогабаритні показники бо- ртового ємнісного накопичувача.
RU: За последние 20…25 лет объем энергии рекуперации электропоездов не превышает 2% от использованной на тягу, в то же время как возможно возвращать до 10…15%. Одной из причин такого состояния есть неудовлетворительное неэффективное использование электроэнергии, которая рекуперируется и передается в тяговую сеть. В статье предлагается повысить энергетическую эффективность и степень использования электроэнергии рекуперации пригородных электропоездов постоянного тока с помощью бортового емкостного накопителя. Для решения поставленной задачи использованы методы теории электрической тяги и импульсной электротехники, а также методики Правил тяговых расчетов. Изложена методика и численные расчеты электроэнергии, необходимой для разгона электропоезда ЕПЛ2Т после остановки до скоростей 10…80 км/час. Более того, выполнено оценку емкости бортового накопителя для двух случаев накопления энергии рекуперации. Научная новизна статьи заключается в том, что предложен и использован новый метод оценки энергии, необходимой для разгона (после остановки) электропоезда до некоторой скорости. Получено аналитическое выражение емкости бортового накопителя электроэнергии, необходимой для пуска электропоезда после остановки. Установлено, что накопленной в бортовом накопителе энергии достаточно для разгона электропоезда до скорости выхода на характеристику полного возбуждения. Предложенный автономный фазовый режим рекуперативного торможения позволяет, во-первых, значительно повысить эффективность использования энергии рекуперации, во-вторых, снизить массогабаритные показатели бортового емкостного накопителя.
Description
М. Kostin: ORCID 0000-0002-0856-6397; А. Nikitenko: ORCID 0000-0002-6426-5097
Keywords
energy, resistance movement, recovery, starting up, speed, train, supercapacitor, on-board storage system, the kinetic energy, енергія, опір руху, рекуперація, розгін, швидкість, електропоїзд, суперконденсатор, бортовий накопичувач, кінетична енергія, энергия, сопротивление движению, рекуперация, разгон, скорость, электропоезд, суперконденсатор, бортовой накопитель, кинетическая энергия, КЕЕ
Citation
Kostin M. O., Nikitenko A. V. Energy of Starting up to Speed of Dc Train. Електрифікація транспорту. 2015. № 9. С. 81–86. DOI: 10.15802/etr.v0i9.51730.