Розробка структури тягової системи маневрового тепловозу з гібридною схемою живлення
DOI:
https://doi.org/10.32703/2617-9059-2024-43-8Ключові слова:
гібридне живлення, суперконденсатор, літій-іонний акумулятор, маневровий тепловоз, тягова системаАнотація
В цій роботі запропоновано структуру тягової системи маневрового тепловозу з гібридним живленням, що виконує як маневрову роботу на станції, так і вивізну роботу. Для розробки структури тягової системи, що буде ефективно працювати в обох режимах роботи маневрового тепловозу проведено аналіз структур тягових систем тепловозів з гібридним живленням, що випускаються провідними світовими компаніями. З метою вибору оптимального типу накопичувача проведено аналіз переваг та недоліків суперконденсаторних батарей та літій-іонних акумуляторів. На основі проведеного аналізу структур тягових систем тепловозів з гібридним живленням провідних компаній та переваг і недоліків суперконденсаторних батарей та літій-іонних акумуляторів, розроблено структуру тягової системи маневрового тепловозу з гібридним живленням, що виконує як маневрову роботу на станції, так і вивізну роботу. В запропонованій структурі тягової системи кожен тяговий двигун отримує живлення від окремого тягового перетворювача. Потужність для живлення тягових двигунів при виконанні маневрової роботи передається від суперконденсаторних батарей, при виконанні вивізної роботи – від літій-іонних акумуляторів. Дане дослідження може бути використане при проектування тягової системи нового та при модернізації існуючого маневрового тепловозу.
Посилання
Belashov, E. V. (2023). Modernizatsiia zaliznychnoi infrastruktury yak chynnyk pidtrymky natsionalnoi ekonomikyv umovakh viiny na vysnazhennia [Modernization of railway infrastructure as a factor of support of the national economy in the conditions of a war of attrition]. Retrieved from https://niss.gov.ua/sites/default/files/2022-07/belashov.pdf [in Ukrainian].
Masliev, V.G. (2014). Suchasni konstruktsii ta dynamika rukhomoho skladu zaliznyts. Navchalnyi posibnyk [Modern designs and dynamics of railway rolling stock. Tutorial.]. Kharkiv: "Textbook of NTU "KhPI"", 106 p. [in Ukrainian].
Kara, S., Petrenko, V., Prokopenko, P. & Gordienko, T. (2019, March). Doslidzhennia nesuchykh konstruktsii teplovoziv serii ChME-3 ta vyznachennia mozhlyvosti prodovzhennia terminu yikh ekspluatatsii (Study of load-bearing structures of diesel locomotives of the ChME-3 series and determination of the possibility of extending their service life). Railway transport of Ukraine, 3. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/ZTU_2019_3_4. [in Ukrainian].
Goolak, S., Kostenko, I., Keršys, R., Riabov, I., & Demydov, O. (2023). Analysis of operation modes of shunting diesel locomotives when performing shunting work. Transport systems and technologies, 41, 8-23. https://doi.org/10.32703/2617-9059-2023-41-1.
Buriakovskyi, S. G., Maslii, A. S., Panchenko, V. V., Pomazan, D. P., & Denis, I. V. (2018). Doslidzhennia rezhymiv roboty teplovoza chme3 na imitatsiinii modeli [The research of the operation modes of the diesel locomotive CHME3 on the imitation model]. Electrical Engineering & Electromechanics, 2, 59–62. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2018.2.10.
Y. Lysenko, Y. Chernyshenko, D. Iakunin, O. Demydov, & Ie. Riabov. (2023) Analysis of multi-diesel shunting locomotives’ traction systems. Proceedings of 27th International Scientific Conference Transport Means 2023. Part 1. https://doi.org/10.5755/e01.2351-7034.2023.P1.
Pei, H., Diao, L., Jin, Z., Xu, C., Zhang, Y., & Fan, Y. (2023). A multi-objective optimal sizing scheme for hybrid traction power supply systems onboard shunting locomotive. Alexandria Engineering Journal, 72, 399-414. https://doi.org/10.1016/j.aej.2023.04.023.
da Silva Moraes, C. G., Brockveld, S. L., Heldwein, M. L., Franca, A. S., Vaccari, A. S., & Waltrich, G. (2020). Power conversion technologies for a hybrid energy storage system in diesel-electric locomotives. IEEE transactions on industrial electronics, 68(10), 9081-9091. https://doi.org/10.1109/TIE.2020.3021643.
Spiryagin, M., Wu, Q., Polach, O., Thorburn, J., Chua, W., Spiryagin, V., ... & McSweeney, T. (2022). Problems, assumptions and solutions in locomotive design, traction and operational studies. Railway Engineering Science, 30(3), 265-288. https://doi.org/10.1007/s40534-021-00263-w.
Polater, N., & Tricoli, P. (2022). Technical review of traction drive systems for light railways. Energies, 15(9), 3187. https://doi.org/10.3390/en15093187.
Kostenko, I., Bilokon, I., Lysenko, Y., Chernyshenko, Y., & Riabov, I. (2023). Analysis of shunting locomotive operating modes when performing traction tasks. Transport systems and technologies, 42, 18-33. https://doi.org/10.32703/2617-9059-2023-42-2.
Yamashita, M., & Soeda, T. (2015, September). Anti-slip re-adhesion control method for increasing the tractive force of locomotives through the early detection of wheel slip convergence. In 2015 17th European conference on power electronics and applications (EPE'15 ECCE-Europe) (pp. 1-10). IEEE. https://doi.org/10.1109/EPE.2015.7311756.
Fischer, T., Reinold, S., Lichtenberg, M., & Sahba, M. A. (2024). Farewell diesel: On the way to climate neutrality using alternative drives and fuels in rail passenger service and rail transport. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 09544097231174487. https://doi.org/10.1177/09544097231174487.
Stechert, C. (2023). Integrated Approach of Model-Based Systems Engineering and Augmented Reality for the Development of Rail Vehicles with Alternative Drives. Procedia CIRP, 119, 913-918. https://doi.org/10.1016/j.procir.2023.02.170.
Goolak, S., Kondratieva, L., Riabov, I., Lukoševičius, V., Keršys, A., & Makaras, R. (2023). Research and optimization of hybrid on-board energy storage system of an electric locomotive for quarry rail transport. Energies, 16(7), 3293. https://doi.org/10.3390/en16073293.
Fedele, E., Iannuzzi, D., & Del Pizzo, A. (2021). Onboard energy storage in rail transport: Review of real applications and techno‐economic assessments. IET electrical systems in transportation, 11(4), 279-309. https://doi.org/10.1049/els2.12026.
Battery Locomotives [Electronic resource]. Retrieved from: https://lz1866.com/batterylocomotives.
Ultracapacitors and batteries: differences and synergies [Electronic resource]. Retrieved from: https://fhi.nl/app/uploads/sites/74/2020/02/Nijkerk-Electronics-Skeleton.pdf/.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ліцензійні умови: Це стаття з відкритим доступом, поширювана за умовами Ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє необмежено використовувати, розповсюджувати та відтворювати на будь-якому носії за умови представлення автора та джерела оригіналу.
