Дослідження енергоефективності автономної роботи електротранспорту

Abstract

В роботі розглянуто актуальне питання автономного руху електротранспорту в умовах недостатнього живлення електроенергії мережею або при її аварійному відключенні. Метою роботи є дослідження енергоефективності автономної роботи електротранспорту на основі використання батарей суперконденсаторів для живлення потужного тягового електроприводу. Дослідження здійснено шляхом моделювання на прикладі електропривода вагону метро. В роботі представлена математична модель суперконденсатора та асинхронного електродвигуна. Тяговий електропривод має типову систему векторного керування моментом двигуна. Для узгодження рівня напруги батареї суперконденсаторів та електродвигуна використовується DC-DC перетворювач. Отримано графіки швидкості, моменту, складових напруги та механічної енергії двигуна, а також енергії суперконденсатора та ККД всієї системи при розгоні електропривода. Результати моделювання показали ефективність роботи автономного електропривода вагону метро при живленні тільки від батареї суперконденсаторів.

The work examines the topical issue of autonomous movement of electric vehicles in conditions of insufficient electricity generation or during its emergency shutdown. The article deals with the energy efficiency of autonomous operation of electric vehicles based on the use of a battery of supercapacitors to power a powerful traction electric drive. The study was carried out by modeling using the example of an electric drive of a subway car. The paper presents a mathematical model of a supercapacitor and an asynchronous motor. The traction electric drive has a typical vector torque control system. A DC-DC converter is used to match the voltage level of the supercapacitor battery and the electric motor. Graphs of speed, torque, current components and mechanical energy of the motor, as well as the energy of the supercapacitor and the efficiency of the entire system during acceleration of the electric drive were obtained. The simulation results showed the efficiency of the autonomous electric drive of the metro when powered only by a battery of supercapacitors.