ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕКУПЕРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Receipt date: 
15.05.2019
Bibliographic description of the article: 

Алексеева Т. Л. Повышение эффективности рекуперации электрической энергии в электрические сети переменного тока / Т. Л. Алексеева, Н. Л. Рябченок, Л. А. Астраханцев, В. А. Тихомиров, М. Е. Алексеев // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2019. – Т. 62, № 2. – С. 86–97. — DOI: 10.26731/1813-9108.2019.2(62). 86–97

Year: 
2019
Journal number: 
УДК: 
621.311
DOI: 

10.26731/1813-9108.2019.2(62).86–97

Article File: 
Pages: 
86
97
Abstract: 

Эффективное напряжение в сети переменного тока снижается из-за генерирования и смещения по фазе уравнительного тока прямоугольной формы относительно напряжения в сети, а форма кривой напряжения в электрической сети переменного тока искажается. Для выявления и устранения причины неудовлетворительной работы рекуператоров электрической энергии использованы новые энергетические характеристики на основе уточненного закона сохранения энергии в электромагнитном поле, математическое моделирование и спектральный анализ несинусоидального напряжения, тока на выходе рекуператоров электрической энергии. В процессе исследования учитывалось снижение напряжения на выходе рекуператоров электрической энергии во время коммутации тока в силовых полупроводниковых приборах инвертора и сокращение продолжительности передачи энергии в сеть переменного тока. Проведенный анализ результатов расчета энергетического процесса при работе инверторов, ведомых сетью, показал, что фазовое смещение несинусоидального уравнительного тока на выходе инвертора относительно переменного напряжения в сети сопровождается значительным увеличением его реактивной составляющей. Для повышения напряжения в контактной сети переменного тока предложено с помощью IGBT транзисторов устранять возможность опрокидывания инвертора, поддерживая на минимальном уровне угол фазового опережения тока на выходе инвертора относительно переменного напряжения сети. В работе приводятся примеры регулирования активной мощности рекуператора с повышением эффективного напряжения в контактной сети переменного тока за счет плавного изменения тока в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей и переключения секций вторичных обмоток тягового трансформатора на электроподвижном составе.

List of references: 
  1. Горчаков Е.В., Осипов С.И. Рекуперативное торможение на электроподвижном составе и его эффективность. М., Транспорт, 1965. 204 с.
  2. Черемисин В.Т., Никифоров М.М., Вильгельм А.С. Методика расчета экономической эффективности применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации // Транспорт Урала. 2016. № 3 (50). С. 95–99.
  3. Способ определения коэффициента сцепления колесной пары с рельсами при торможении / Ю.А. Купцов и др. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2018. № 2 (58). С. 112–117.
  4. Никифоров М.М. Вильгельм А.С., Гутников В.И. Влияние параметров и режимов работы системы тягового электроснабжения на эффективность использования энергии рекуперации // Изв. Транссиба. 2017. № 1 (29). C. 74–83.
  5. Незевак В.Л., Шатохин А.П., Гателюк О.В. Оптимизация графика движения поездов по критерию расхода электрической энергии на тягу на участках железных дорог в условиях применения рекуперативного торможения // Изв. Транссиба. 2015. № 1 (21). С. 59–69.
  6. Черемисин В.Т., Никифоров М.М., Вильгельм А.С. Методология оценки энергетической эффективности применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации // Изв. Транссиба. 2016. № 1 (25). С. 60–70.
  7. Незевак В.Л., Саркенов С.С., Черемисин В.Т. Оценка влияния пакетной организации движения на объем электроэнергии на тягу на участках постоянного тока с I-м типом профиля // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2017. № 3 (55). С. 135–144.
  8. Вильгельм А.С., Незевак В.Л., Шатохин А.П. Сравнительная эффективность вариантов использования энергии рекуперации на железных дорогах постоянного тока // Наука и образование транспорту. 2013. Т. 1. С. 243–247.
  9. J.Teigelkotter, D. Sprenger, Moshhnyj preobrazovatel' na IGBT-tranzistorah dlja primenenija na zheleznodorozhnom podvizhnom sostave [Powerful converter on IGBT-transistors for use on railway rolling stock]. Munich : Siemens AG, 2000.
  10. Бурков А.Т. Электроника и преобразовательная техника. М. : УМЦ ЖДТ, 2015. Т.2. 307 с.
  11. Зиновьев Г.С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей. Новосибирск : Изд-во Новосиб. гос. ун-та, 1990. 219 с.
  12. Рябченок Н.Л., Алексеева Т.Л., Якобчук К.П., Астраханцев Л.А. Уточненный закон сохранения энергии // Издательство «Образование и наука» с.р.о. URL: http://www.rusnauka.com/42_PRNT_2015/Tecnic/5_202603.doc.htm. (Дата обращения: 16.04.2018).
  13. Энергетическая эффективность электрической тяги поездов / Н.Л. Рябченок и др. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2019. Т. 61, № 1. С. 144–156.
  14. Пат. 2377631 Рос. Федерация. Способ регулирования мощности и устройство трехфазного инвертора / Т.Л. Алексеева, Л.А. Астраханцев и др. № 2008103616/09 ; заявл. 21.04.2008 ; опубл. 27.12.2009, Бюл. № 36.
  15. Пат. № 2377632 Рос. Федерация. Способ регулирования мощности и устройство однофазного инвертора / Н.Л. Рябченок и др. № 2008103614/09 ; заявл. 10.08.2009; опубл. 27.12.2009, Бюл. № 36.