Метод визначення оптимальних параметрів елементів комбінованих систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів. Особливість алгоритму керування деталями, що дозволяють досягти максимальної енергоефективності та екологічності таких порядків.
Аннотация к работе
Однак, відомі дослідження, існуючі методи та засоби підвищення ефективності КСЕЖ АЕЗ здебільшого стосуються окремих компонентів таких систем і не завжди забезпечують підвищення ефективності систем в цілому, що стримує розвиток автономного електротранспорту. З цього випливає необхідність подальшого розвитку наукових досліджень енергетичних показників систем енергоживлення на основі системного аналізу транспортних електроприводів, розвитку методології раціональної побудови КСЕЖ АЕЗ, методів та засобів управління елементами таких систем, що забезпечить зменшення питомих енерговитрат та шкідливих викидів в атмосферу, збільшення корисного пробігу між зарядами тягового джерела (для ЕМ), покращення експлуатаційних, надійнісних та ергономічних показників автономного електротранспорту. Під час виконання перерахованих робіт автором були обґрунтовані задачі дослідження та розроблена методологія оптимальної побудови систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів. Досягнення зазначеної мети вимагає вирішення таких задач: · розробки методу визначення оптимальних, з точки зору енергоефективності, параметрів елементів комбінованих систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів; Розроблено новий метод визначення параметрів елементів комбінованих систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів, при якому, виходячи з повних витрат енергії КСЕЖ АЕЗ для необхідного циклу руху, з урахуванням питомих показників джерела живлення та його розрядних характеристик, а також стратегії керування визначаються раціональні, з точки зору енергоефективності, параметри основних елементів таких систем.Система енергоживлення АЕЗ являє собою електротехнічний комплекс (рис.1), базовими складовими якого є джерело живлення (ДЖ) (воно може бути як однокомпонентним - АБ у ЕМ, так і багатокомпонентним - КТЗ на базі ДВЗ або електрохімічного генератора (ЕХГ)), блок силових перетворювачів (СП) (у загальному випадку це перетворювачі тягового електроприводу (ТЕП), зарядних пристроїв (ЗП), вторинних джерел живлення (ВДЖ) тощо), система управління (СУ) та тяговий електродвигун (ТЕД). Управління цією системою виконується опосередковано - діями на блок перетворювачів, які, в свою чергу, забезпечують енергообмін між джерелом живлення та активним, тобто таким, що споживає та генерує енергію, компонентом навантаження - тяговим електродвигуном. Були отримані залежності ККД окремих елементів та СЕЖ в цілому від параметрів керування та навантаження, та були визначені рекомендації щодо оптимального, з точки зору загального ККД СЕЖ, управління такими системами. В роботі проаналізовані існуючі методи визначення параметрів схеми заміщення АБ і зроблено висновок, що існуючі модифікації імпульсного методу не забезпечують точного визначення необхідних параметрів хімічних джерел струму високої енергоємності, а методи змінного струму не дають можливості визначити залежність поляризаційного опору від струму і є досить трудомісткими в реалізації на практиці. Вираз для визначення величини енергії, що відбирається від АБ при розгоні та прямолінійному русі ЕМ за стандартним циклом SAE j227С має вигляд: WЦ=((0,5 m?AV MGFVC1 KB FЛ VC13)ta (MGFV KB FЛ V3) tcr) / ?М ?Пр , (16) де m = MEK MB МАБ; МЕК - сумарна маса екіпажної частини ЕМ; МВ-вантажопідйомність ЕМ; МАБ - маса АБ; ? - коефіцієнт, що враховує інерцію частин, що обертаються; а - прискорення на ділянці розгону діаграми руху; V - максимальна швидкість руху на цій же діаграмі; g - прискорення вільного падіння; f - коефіцієнт тертя кочення (залежить від якості шляхового покриття та швидкості руху ЕМ); VC - середня швидкість на відповідній ділянці руху; KB - коефіцієнт, що визначає аеродинамічні властивості обєкту (Нс2/м4); FЛ - площалобової поверхні ЕМ; VC1 - середня швидкість руху на ділянці розгону;??М та ?Пр - ККД механічної трансмісії та електропривода ЕМ відповідно.Отримані результати в сукупності забезпечують розвязання важливої науково-прикладної проблеми - підвищення енергетичної ефективності комбінованих систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів і полягають в наступному. Показано, що зменшення енергоспоживання, покращення надійнісних та ергономічних показників АЕЗ можна досягти при комплексному вирішенні наступних задач: раціональному виборі елементів системи; застосуванню ефективних методів та засобів управління такими системами та забезпеченню умов раціонального енергообміну в них. Запропоновано метод визначення параметрів схеми заміщення акумуляторної батареї автономного електротранспортного засобу, який дає змогу адекватно оцінити величину реактивних компонентів схеми заміщення АБ при її навантаженні на імпульсний силовий перетворювач, що має місце у будь-якій комбінованій системі енергоживлення АЕЗ. Проаналізовано енергетичні показники системи тягового приводу ЕМ постійного струму з урахуванням нелінійності внутрішнього опору АБ та індуктивності тягового двигуна, що дозволило визначити оптимальні, з точки зору максимального ККД системи, параметри упр