Система взаємного навантаження допоміжних електричних машин з покриттям втрат від джерел механічної потужності
Loading...
Date
2023
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Підвищення рівня безпеки, зниження собівартості утримання рухомого складу на сьогодні є актуальною проблемою залізниць України. Наявні стенди з випробування допоміжних машин, як правило, побудовані за схемою з безпосереднім навантаженням випробуваної електричної машини і не відповідають сучасним вимогам щодо якості та енергоефективності проведення випробувань. У зв’язку з цим виникає необхідність проєктування енергоефективних стендів із випробування допоміжних машин електрорухомого складу. Методика. Для досягнення мети використано аналітичний метод дослідження, визначення оптимальної структури стенда. У роботі розглянуто діаграму балансу напруг у системі взаємного навантаження. Окремо наведено розрахунки, на основі яких побудовано розрахункові схеми електричної та механічної час-тини стенда, за допомогою ж розрахункових схем визначено умови покриття всіх втрат у системі взаємного навантаження. Результати. У ході проведених досліджень було отримано рівняння балансу потужностей у системі взаємного навантаження. На основі складених рівнянь побудовано модель системи взаємного на-вантаження з покриттям усіх втрат від одного джерела механічної потужності. Основною перевагою розробленої моделі є те, що вона може бути реалізована як методом числових розрахунків за складеними системамм рівнянь, так і за допомогою об’єктно-орієнтованого програмування у спеціалізованих програмних комплексах. Наукова новизна. Запропоновано раціональну схему випробування допоміжних машин із покриттям втрат від одного джерела механічної потужності. Використання одного джерела потужності дозволяє значно зменшити додаткове споживання електричної енергії за рахунок більш ефективного використання допоміжного обладнання, зокрема джерела механічної потужності. Практична значимість. На основі отриманих результатів можна визначити параметри схеми з випробування допоміжних машин на стадії проєктування стенда. Упровадження результатів дослідження на підприємствах з ремонту допоміжних машин дозволить знизити витрати електроенергії на проведення післяремонтних випробувань за рахунок вищої енергетичної ефективності схеми випробувань.
ENG: Purpose. Increasing the level of safety and reducing the cost of rolling stock maintenance is an urgent problem for Ukrainian railways today. Existing test benches for auxiliary machines are usually built according to the scheme with direct loading of the tested electric machine and do not meet modern requirements for the quality and energy efficiency of testing. In this regard, there is a need to design energy-efficient test benches for testing auxiliary machines of electric rolling stock. Methodology. To achieve this goal, we used an analytical method of research to determine the optimal structure of the test bench. The paper considers the voltage balance diagram in the mutual load system. Separately, the calculations are presented, on the basis of which the design diagrams of the electrical and mechanical parts of the test bench are constructed, and the conditions for covering all losses in the mutual load system are determined using the design diagrams. Findings. In the course of the research, the power balance equation in the mutual load system was obtained. On the basis of the equations, a model of a mutual load system with coverage of all losses from a single source of mechanical power was built. The main advantage of the developed model is that it can be implemented both by numerical calculations using composite systems of equations and by object-oriented programming in specialized software systems. Originality. A rational scheme for testing auxiliary machines with the coverage of losses from a single source of mechanical power is proposed. The use of a single power source can significantly reduce the additional consumption of electrical energy due to the more efficient use of auxiliary equipment, in particular, a mechanical power source. Practical value. Based on the results obtained, it is possible to determine the parameters of the scheme for testing auxiliary machines at the design stage of the test bench. Implementation of the research results at auxiliary machine repair enterprises will reduce electricity consumption for post-repair testing due to the higher energy efficiency of the test scheme.
ENG: Purpose. Increasing the level of safety and reducing the cost of rolling stock maintenance is an urgent problem for Ukrainian railways today. Existing test benches for auxiliary machines are usually built according to the scheme with direct loading of the tested electric machine and do not meet modern requirements for the quality and energy efficiency of testing. In this regard, there is a need to design energy-efficient test benches for testing auxiliary machines of electric rolling stock. Methodology. To achieve this goal, we used an analytical method of research to determine the optimal structure of the test bench. The paper considers the voltage balance diagram in the mutual load system. Separately, the calculations are presented, on the basis of which the design diagrams of the electrical and mechanical parts of the test bench are constructed, and the conditions for covering all losses in the mutual load system are determined using the design diagrams. Findings. In the course of the research, the power balance equation in the mutual load system was obtained. On the basis of the equations, a model of a mutual load system with coverage of all losses from a single source of mechanical power was built. The main advantage of the developed model is that it can be implemented both by numerical calculations using composite systems of equations and by object-oriented programming in specialized software systems. Originality. A rational scheme for testing auxiliary machines with the coverage of losses from a single source of mechanical power is proposed. The use of a single power source can significantly reduce the additional consumption of electrical energy due to the more efficient use of auxiliary equipment, in particular, a mechanical power source. Practical value. Based on the results obtained, it is possible to determine the parameters of the scheme for testing auxiliary machines at the design stage of the test bench. Implementation of the research results at auxiliary machine repair enterprises will reduce electricity consumption for post-repair testing due to the higher energy efficiency of the test scheme.
Description
Keywords
випробування, взаємне навантаження, допоміжні машини, схема заміщення, енергетична ефективність, математична модель, testing, mutual load, auxiliary machines, substitution scheme, energy efficiency, mathematical model, КЕРС
Citation
Шаповалов О. С. Система взаємного навантаження допоміжних електричних машин з покриттям втрат від джерел механічної потужності. Наука та прогрес транспорту. 2023. № 3 (103). С. 24–30. DOI: 10.15802/stp2023/292717.