Оценка показателей бортовой аккумуляторной системы накопления энергии железной дороги на основе двухзвенного преобразователя постоянного напряжения с разделенной коммутацией

Abstract

В статье предложена реализация бортовой аккумуляторной системы накопления энергии железной дороги постоянного тока – усиливающего пункта, обеспечивающего регламентируемые параметры качества электрической энергии в контактной сети. Показана целесообразность применения согласующего преобразователя, обеспечивающего принцип разделенной коммутации с целью минимизации потерь переключения силовых ключей преобразователя. Обосновано размещение усиливающего пункта в непосредственной близости от потребителя – непосредственно на подвижном составе – на локомотиве либо в специальном прицепном вагоне. Дана оценка энергетических и массогабаритных параметров системы. Выполнены расчеты, позволяющие произвести выбор конкретных силовых ключей преобразователя. Определена оптимальная частота переключения силовых ключей преобразователя, обеспечивающая компромисс между габаритными свойствами магнитных элементов и потерями в магнитном материале. Дана оценка необходимой величины индуктивности рассеяния трансформатора, массы магнитных элементов и аккумуляторных батарей.

The article proposes the implementation of the on-board battery system of energy accumulation of the DC rail - a rein-forcing point that provides regulated parameters for the quality of electrical energy in the contact network. The expediency of using a matching converter, which provides the principle of separate commutation, in order to minimize the loss of switching of the power keys of the converter, is shown. The location of the reinforcement point in the immediate vicinity of the consumer - directly on the rolling stock - on a locomotive or in a special trailer car is substantiated. The energy and mass parameters of the system are estimated. The calculations are made to make the choice of specific power keys of the converter. The optimal frequency of switching of the power keys of the converter is determined, which provides a compromise between the overall properties of the magnetic elements and the losses in the magnetic material. The necessary value of transformer scattering inductance, mass of magnetic elements and batteries is estimated.