Визначення параметрів гібридної тягової системи для приміського електропоїзду

Abstract

Розглянуто застосування накопичувачів енергії на моторвагонному електрорухомому складі. На основі проведеного аналізу обгрунтовано доцільність використання гібридних тягових систем для вітчизняних електропоїздів, які використовуються у приміському сполученні. Обґрунтовано спосіб визначення параметрів тягового електроприводу, який враховує середнє прискорення електропроїзду при розгоні. Розглянуто способи утворення моторвагонного електрорухомого складу з моторних та причепних вагонів. Визначено, що пріоритетним є використання моторних вагонів з підвищеною потужністю. Обчислено тягові параметри моторного вагону, потужність електроприводу якого повитнна становити 1500 кВт при максимальній силі тяги при рушанні, рівній 200 кН. Запропоновано застосування бортового накопичувача енергії для акумулювання енергії у режимі електродинамічного гальмування при зупинці. Проведено розрахунки параметрів бортового накопичувача для такого режиму використання та встановлено, що на один моторний вагон необхідний накопичувач робочою ємністю, рівною 10 кВт∙год та потужністю, рівною 1700 кВт. Показано, що для стоврення бортового накопичувача енергії з такими параметрами доцільно викорситовувати суперконденсатори. Виконано обчислення масогабаритних парамтерів бортового накопичувача енергії, за результами якого загальна маса елементів становмть 2,5 т, а об’єм, який потрібний для розміщення елементів – 2,5 м³ . The use of energy storage devices in motor-car electric rolling stock is considered. Based on the analysis, the feasibility of using hybrid traction systems for domestic electric trains used in suburban traffic is justified. A method for determining the parameters of a traction electric drive that takes into account the average acceleration of an electric train during acceleration is substantiated. Methods for forming motor-car electric rolling stock from motor and trailer cars are considered. It is determined that the use of motor cars with increased power is a priority. The traction parameters of a motor car are calculated, the power of whose electric drive should be 1500 kW at a maximum traction force during start-up equal to 200 kN. The use of an on-board energy storage device for accumulating energy in the mode of electrodynamic braking during stopping is proposed. The parameters of the on-board accumulator for this mode of use were calculated, and it was established that one motor car requires an accumulator with a working capacity of 10 kW∙h and a power of 1700 kW. It has been shown that it is advisable to use supercapacitors to create an on-board energy storage device with such parameters. The mass and dimensional parameters of the on-board energy storage device were calculated, and the results showed that the total mass of the elements is 2.5 tonnes, and the volume required to accommodate the elements is 2.5 m³ .