Повышение энергетических характеристик тяговых электромобилей в решении проблемы электрического торможения

Эффективность системы электрического торможения во многом зависит от того, каким способом оно осуществляется, приемлемы ли для данного транспортного средства тормозные характеристики, которые она формирует, насколько просты и надежны технические решения, заложенные в систему, и куда используется энергия торможения. При электрическом торможении можно не только гасить электрическую энергию на тормозном резисторе, но и отдавать обратно на накопитель и снова использовать в тяговом режиме. В статье проанализированы наиболее распространенные способы электрического торможения, применяемые в системах электрического торможения тяговых электроприводов, которые находятся в эксплуатации на транспортных средствах. В качестве основного критерия при оценке способа электрического торможения выбраны его энергетические показатели. Рассмотрены результаты научных исследований предложенного нового способа электрического торможения, обеспечивающего лучшие энергетические показатели, и новые технические решения его реализации. В случае применения указанного способа электродвигатели постоянного тока работают генераторами последовательного  возбуждения. Ток в обмотках возбуждения регулируется с помощью преобразователя постоянного тока. Энергия в силовой цепи накапливается в накопителях и используется в тяговом режиме. При заполнении накопителей энергия в силовой цепи гасится  на тормозном резисторе, а  энергия с выхода  преобразователя постоянного тока используется  для  собственных нужд. При этом формируются тормозные характеристики, как у генераторов независимого возбуждения. Для повышения эффективности торможения в области низких скоростей необходимо плавно регулировать сопротивление тормозных резисторов путем шунтирования их транзисторными ключами.

 

транспорт, тяговый электропривод, электрическое торможение, электродвигатель, преобразователь постоянного тока, тормозной резистор

1. Veg L., Laksar J., Pechanek R. (2017) Overview of Different Concepts of Traction Drives with Regard to High-Speed PMSM. 18th Interna-tional Scientific Conference on Electric Power Engineering (EPE), 1–5. 10.1109/EPE.2017.7967236

2. Felea I., Csuzi I., Barla E. (2013) Modelling and Assessing Energy Performance of an Urban Transport System with Electric Drives. Prom-et – Traffic & Transportation, 25 (5), 495–506. https://doi.org/10.7307/ptt.v25i5.1207

3. Cerny M., Kachimov V. (2009) Introduction of Energy-Efficient Equipment and Technologies on the Rolling Stock of Urban Electric Transport of Ukraine. Kommunal'noe kho-zyaistvo gorodov [Communal Services of Cit-ies], 88, 263–268 (in Russian).

4. Cerny M., Kachimov V. (2009) Introduction of Energy-Efficient Equipment and Technologies on the Rolling Stock of Urban Electric Vehi-cles of Ukraine. Stalii rozvitok mіst. Elektrich-nii transport – perspektivi rozvitku ta kadrove zabezpechennya [Staliy Rozvitok Mіst. Elec-tric Transport – Prospects for Development and Personnel Security: Materials of the Inter-national Science-Practical Conference]. Kharkiv, KHNAMG, 58–59 (in Russian).

5. Kazachenko V. V. (2017) Energy Optimization of Traction Electric Drives. Issledovaniya i razrabotki v oblasti mashinostroeniya, ener-getiki i upravleniya : materialy XVII Mezhdu-nar. nauch.-tekhn. konf. studentov, aspirantov i molodykh uchenykh, Gomel', 27–28 apr. 2017 g. [Research and development in the field of mechanical engineering, energy and management: materials of the XVII Intern. sci-entific and technical conf. students, graduate students and young scientists, Gomel, April 27-28. 2017]. Gomel, Sukhoi State Technical University of Gomel, 308–311 (in Russian).

6. Kramarenko R. M. (2008) Stan and the Main Lines of Convenience to the Robots of Moscow Electric Transport in the Minds of Today. [International Conference and Technical Exhibition: “Moscow Electric Transport. Protec-tion of the Steel Function and Development”]. Zbіrka Dopovіday. Yalta, 8–18 (in Russian).

7. Electrical Equipment of the T6V5 Tram Car – (T3M). Prague, CKD Publ., 1982. 310.

8. Tulupov V. D. (1976) Automatic Control of Traction and Braking Forces of Electric Rolling Stock. Moscow, Transport Publ., 136–138 (in Russian).

9. Tikhmenev B. N., Trakhtman L. M. (1980) Rolling Stock of Electrified Railways. Theory of Electrical Equipment. Elec-tric Circuits and Devices. Moscow, Transport Publ., 147–151 (in Russian).

10. Gerasimenko V.A., Shpika M. I. (2018) The method of automatic control of traction motors of series excitation in the mode of electric braking. Patent of Ukraine no.126978 (in Ukrainian).

11. Shpika N. I., Andreichenko V. P., Besarab A. I. (2015) Improving the Technical Efficiency and Energy Performance of the Traction Elec-tric System of a Tram Car. Zbіrnik naukovikh prats'' Ukraїns''kogo derzhavnogo unіversite-tu zalіznichnogo transportu = Collection of Scientific WORKS of Ukrainian State Univer-sity of Railway Transport, 153, 90–98 (in Ukrainian).

12. Besarab A. I., Shpika M. I., Andriychenko V. P., Khvorost M. V. (2015) Control device for traction electric motors of sequential excitation of electric rolling stock. Patent of Ukraine no. 101885 (in Ukrainian).

13. Shpika N. I., Andreichenko V. P., Gerasi-menko V. A. (2015) Improving the Methods for Controlling the Speed of Traction DC Mo-tors of Sequential Excitation. Zbіrnik nau-kovikh prats'' Ukraїns''kogo derzhavnogo unіversitetu zalіznichnogo transportu = Col-lection of Scientific WORKS of Ukrainian State University of Railway Transport, 153, 84–90 (in Ukrainian).