Energy Efficiency Determination of Loading-Back System of Electric Traction Machines
Loading...
Files
Date
2014
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
EN: Purpose. Acceptance post-repair tests of electric traction machines are conducted on loading-back stands that reduce the overall power costs for the tests. Currently a number of possible circuit designs of loading-back systems of electric machines are known, but there is no method of determining their energy efficiency. This in turn makes difficult the choice of rational options. The purpose of the article is the development of the corresponding methodology
to make easier this process. Methodology. Expressions for determining the energy efficiency of a stand for testing of electric traction machines were obtained using the generalized scheme analysis of energy transformations in the loading-back systems of universal structure. Findings. The technique was offered and the analytical expressions for determining the energy efficiency of loading-back systems of electric traction machines were obtained.
Energy efficiency coefficient of loading-back system is proposed to consider as the ratio of the total action energy of
the mechanical and electromotive forces, providing anchors rotation and flow of currents in electric machines, which are being tested, to the total energy, consumed during the test from the external network. Originality. The concept was introduced and the analytical determination method of the energy efficiency of loading-back system in
electric traction machines was offered. It differs by efficiency availability of power sources and converters, as well as energy efficiency factors of indirect methods of loss compensation. Practical value. The proposed technique of energy efficiency estimation of a loading-back system can be used in solving the problem of rational options choice of schematics stands decisions for electric traction machines acceptance tests of main line and industrial transport.
RU: Цель. Приёмо-сдаточные послеремонтные испытания тяговых электромашин проводятся на стендах взаимной нагрузки, которые позволяют снизить общие затраты электроэнергии на испытания. В настоящее время известен целый ряд возможных схемных решений систем взаимного нагружения электромашин, однако отсутствует методика определения их энергетической эффективности. Это, в свою очередь, затрудняет выбор рациональных вариантов. Целью работы является разработка подходящей методики, которая упростит соответствующий процесс. Методика. Выражения для определения энергетической эффективности стенда для испытания тяговых электромашин получены путем анализа обобщенной схемы энергетических преобразований в системе взаимного нагружения универсальной структуры. Результаты. Предложена методика и получены аналитические выражения для определения энергетической эффективности системы взаимного нагружения тяговых электромашин. Коэффициент энергетической эффективности системы взаимного нагружения предложено рассматривать как отношение общей энергии действия механических и электродвижущих сил, обеспечивающих вращение якорей и протекание токов в испытуемых электромашинах, к суммарной энергии, потребленной за время испытания из внешней сети. Научная новизна. Введено понятие и предложен метод аналитического определения энергетической эффективности системы взаимного нагружения тяговых электрических машин, отличающийся учётом в нем к. п. д. источников и преобразователей мощности, а также коэффициентов энергетической эффективности косвенных методов компенсации потерь. Практическая значимость. Предложенная методика оценки энергетической эффективности системы взаимного нагружения может быть использована при решении задачи выбора рациональных вариантов схемных решений стендов для проведения приёмо-сдаточных испытаний тяговых электромашин магистрального и промышленного транспорта.
UK: Мета. Приймально-здавальні післяремонтні випробування тягових електромашин проводяться на стендах взаємного навантаження, які дозволяють знизити загальні витрати електроенергії на випробування. Сьогодні відомий цілий ряд можливих схемних рішень систем взаємного навантаження електромашин, проте відсутня методика визначення їх енергетичної ефективності. Це, в свою чергу, ускладнює вибір раціональних варіантів. Метою роботи є розробка підходящої методики, яка спростить відповідний процес. Методика. Вирази для визначення енергетичної ефективності стенда для випробування тягових електромашин отримано шляхом аналізу узагальненої схеми енергетичних перетворень у системі взаємного навантаження універсальної структури. Результати. Запропоновано методику й отримано аналітичні вирази для визначення енергетичної ефективності системи взаємного навантаження тягових електромашин. Коефіцієнт енергетичної ефективності системи взаємного навантаження рекомендовано розглядати як відношення загальної енергії дії механічних та електрорушійних сил, що забезпечують обертання якорів і протікання струмів у випробовуваних електромашинах, до сумарної енергії, спожитої за час випробування із зовнішньої мережі. Наукова новизна. Введено поняття й запропоновано метод аналітичного визначення енергетичної ефективності системи взаємного навантаження тягових електричних машин, який відрізняється урахуванням у ньому к. к. д. джерел і перетворювачів потужності, а також коефіцієнтів енергетичної ефективності непрямих методів компенсації втрат. Практична значимість. Запропонована методика оцінки енергетичної ефективності системи взаємного навантаження може бути використана при вирішенні задачі вибору раціональних варіантів схемних рішень стендів для проведення приймально-здавальних випробувань тягових електромашин магістрального й промислового транспорту.
RU: Цель. Приёмо-сдаточные послеремонтные испытания тяговых электромашин проводятся на стендах взаимной нагрузки, которые позволяют снизить общие затраты электроэнергии на испытания. В настоящее время известен целый ряд возможных схемных решений систем взаимного нагружения электромашин, однако отсутствует методика определения их энергетической эффективности. Это, в свою очередь, затрудняет выбор рациональных вариантов. Целью работы является разработка подходящей методики, которая упростит соответствующий процесс. Методика. Выражения для определения энергетической эффективности стенда для испытания тяговых электромашин получены путем анализа обобщенной схемы энергетических преобразований в системе взаимного нагружения универсальной структуры. Результаты. Предложена методика и получены аналитические выражения для определения энергетической эффективности системы взаимного нагружения тяговых электромашин. Коэффициент энергетической эффективности системы взаимного нагружения предложено рассматривать как отношение общей энергии действия механических и электродвижущих сил, обеспечивающих вращение якорей и протекание токов в испытуемых электромашинах, к суммарной энергии, потребленной за время испытания из внешней сети. Научная новизна. Введено понятие и предложен метод аналитического определения энергетической эффективности системы взаимного нагружения тяговых электрических машин, отличающийся учётом в нем к. п. д. источников и преобразователей мощности, а также коэффициентов энергетической эффективности косвенных методов компенсации потерь. Практическая значимость. Предложенная методика оценки энергетической эффективности системы взаимного нагружения может быть использована при решении задачи выбора рациональных вариантов схемных решений стендов для проведения приёмо-сдаточных испытаний тяговых электромашин магистрального и промышленного транспорта.
UK: Мета. Приймально-здавальні післяремонтні випробування тягових електромашин проводяться на стендах взаємного навантаження, які дозволяють знизити загальні витрати електроенергії на випробування. Сьогодні відомий цілий ряд можливих схемних рішень систем взаємного навантаження електромашин, проте відсутня методика визначення їх енергетичної ефективності. Це, в свою чергу, ускладнює вибір раціональних варіантів. Метою роботи є розробка підходящої методики, яка спростить відповідний процес. Методика. Вирази для визначення енергетичної ефективності стенда для випробування тягових електромашин отримано шляхом аналізу узагальненої схеми енергетичних перетворень у системі взаємного навантаження універсальної структури. Результати. Запропоновано методику й отримано аналітичні вирази для визначення енергетичної ефективності системи взаємного навантаження тягових електромашин. Коефіцієнт енергетичної ефективності системи взаємного навантаження рекомендовано розглядати як відношення загальної енергії дії механічних та електрорушійних сил, що забезпечують обертання якорів і протікання струмів у випробовуваних електромашинах, до сумарної енергії, спожитої за час випробування із зовнішньої мережі. Наукова новизна. Введено поняття й запропоновано метод аналітичного визначення енергетичної ефективності системи взаємного навантаження тягових електричних машин, який відрізняється урахуванням у ньому к. к. д. джерел і перетворювачів потужності, а також коефіцієнтів енергетичної ефективності непрямих методів компенсації втрат. Практична значимість. Запропонована методика оцінки енергетичної ефективності системи взаємного навантаження може бути використана при вирішенні задачі вибору раціональних варіантів схемних рішень стендів для проведення приймально-здавальних випробувань тягових електромашин магістрального й промислового транспорту.
Description
A. Afanasov: ORCID 0000-0003-4609-2361, S. Arpul: ORCID 0000-0003-3698-2627, A. Drubetskiy: ORCID 0000-0001-5691-0925
Keywords
electric traction machines, tests, loading-back, power losses, energy efficiency, тяговые электромашины, испытания, взаимная нагрузка, потери мощности, энергетическая эффективность, тягові електромашини, випробування, взаємне навантаження, втрати потужності, енергетична ефективність, КЕРС
Citation
Energy Efficiency Determination of Loading-Back System of Electric Traction Machines / A. M. Afanasov, A. Ye. Drubetskiy, S. V. Arpul, А. P. Khvorostyankina // Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – 2014. – № 2 (50). – C. 67–73. – doi: 10.15802/stp2014/23747.