АНАЛІЗ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРСПЕКТИВНИХ ЕЛЕКТРОПОЇЗДІВ З БОРТОВИМИ НАКОПИЧУВАЧАМИ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Анотація

Мета. Метою наукового дослідження є проведення загального енергетичного аналізу електричної тяги автономного електропоїзда з бортовим накопичувачем електроенергії, який рухається по ділянці зі складним профілем та планом колії. Для автономних електропоїздів з бортовими накопичувачами нормування витрат електроенергії на тягу та оптимізація режимів руху є особливо актуальними. На даний час відомий цілий ряд наукових робіт, в яких зазвичай розглядаються методи нормування витрат електроенергії на тягу на основі результатів тягових розрахунків.  Таки методи передбачають наявність кривих руху електропоїзда на дільниці. Задачею даного дослідження була розробка методики нормування витрат електроенергії на тягу без побудови таких кривих, а тільки за параметрами профілю та плану дільниці експлуатації. Дослідження, спрямовані на визначення енергетичних показників експлуатації автономних електропоїздів є актуальними. Методи. Методологічною основою наукового дослідження є загальні теоретичні положення теорії електричної тяги. Аналіз енергетичних характеристик електропоїзду проведено на основі відомих методів визначення питомих опорів руху та питомих витрат електроенергії на тягу. Обґрунтування методики визначення питомих витрат електроенергії на тягу виконано з використанням відомих методів математичного аналізу. Для визначення ступеню коректності запропонованої методики проведено розрахунки витрат електроенергії на тягу для умовної дільниці колії з загальними параметрами профілю та плану колії, що відповідають загальним параметрам реальної дільниці Львів – Мукачеве. Результати. В результаті проведеного аналізу показано, що питомі витрати електроенергії на тягу електропоїздів можуть бути представлені у вигляді функції від питомих опорів руху та приведених до пробігу витрат електроенергії на власні потреби. При цьому повні витрати електроенергії на тягу можуть бути оцінені з достатньою точністю без проведення самих тягових розрахунків, тільки за результатами аналізу профілю і плану колії ділянки. В науковій роботі отримані теоретичні залежності, за допомогою яких може бути проведено оцінка впливу на загальні витрати електроенергії частоти зупинок електропоїзда на дільниці. Зазначено, що обмеження використання рекуперативного гальмування при високих швидкостях руху автономних електропоїздів можуть бути істотними при наявності відповідних обмежень потужності заряду накопичувача електроенергії. Наукова новизна. Вперше запропоновано методику нормування витрат електроенергії на тягу електропоїзда, використання якої потребує наявність лише загальних параметрів профіля та плану колії дільниці експлуатації. Отримані характеристики, використання яких дозволяє визначити додаткові витрати електроенергії, обумовлені використанням механічного гальмування на проміжних зупинках електропоїзду. Практична значимість. Запропонована методика нормування витрат електроенергії на тягу електропоїздів може бути використана при проектуванні автономних електропоїздів з бортовими накопичувачами електроенергії, зокрема – для визначення параметрів самих накопичувачів та перетворювачів енергії.