Повышение энергетической эффективности электрического подвижного состава тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, доктор наук Евстафьев Андрей Михайлович

• Евстафьев Андрей Михайлович
• доктор наук
• 2018

Оглавление диссертации доктор наук Евстафьев Андрей Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

1 ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

1.1 Основные направления повышения энергоэффективности и функциональности электрического подвижного состава

1.2 Совершенствование пуско-регулирующих систем электрического подвижного состава постоянного тока

1.2.1 Совершенствование систем пуска электрического подвижного состава постоянного тока

1.2.2 Возможности снижения потерь энергии при переходе от ступенчатого реостатного к плавному реостатному пуску и регулированию возбуждения тяговых двигателей

1.3 Средства повышения качества потребления и преобразования электроэнергии электрического подвижного состава переменного тока

1.3.1 Повышение качества потребления и преобразования электроэнергии электрического подвижного состава переменного тока с выпрямительно-инверторными преобразователями

1.4 Совершенствование вспомогательного привода

1.5 Совершенствование систем защиты тяговых электродвигателей при возникновении боксования-юза

1.6 Совершенствование систем автоматизированного управления

1.7 Совершенствование систем тягового привода

с помощью накопителей энергии

1.7.1 Современные емкостные накопители энергии

1.7.2 Накопители энергии на основе аккумуляторных батарей и комбинированные

накопители энергии

1.8 Постановка целей и задач исследования

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

2 КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЯГОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА С ГИБРИДНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ

2.1 Эволюция транспортных средств с гибридными силовыми установками

2.2. Классификация гибридного тягового подвижного состава

2.3 Характеристики гибридного тягового подвижного состава

2.3.1 Универсальность в нормальных условиях эксплуатации

2.3.2 Живучесть в аварийных условиях

2.3.3 Степень экологической чистоты

2.3.4 Энерговооруженность гибридного тягового подвижного состава

2.3.5 Суммарная удельная энерговооруженность

2.3.6 Комплексная сравнительная оценка гибридного тягового подвижного состава

2.4 Основные типы и технические характеристики моторвагонного подвижного состава и локомотивов с гибридными силовыми установками

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ НА ТЯГОВОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ

3.1 Электромеханические накопители энергии

3.1.1 Математические модели электромеханических накопителей энергии

3.1.2 Электромеханические накопители энергии в стационарных и бортовых транспортных энергосистемах

3.2 Индуктивные накопители энергии

3.2.1 Основные соотношения в индуктивных накопителях энергии

3.2.2 Типы индуктивных накопителей энергии

3.3 Емкостные накопители энергии

3.3.1 Основные энергетические соотношения

в емкостных накопителях энергии

3.3.2 Разновидности конденсаторов для емкостных накопителей энергии

3.4 Электрохимические накопители энергии

3.4.1 Простейшие математические модели аккумуляторных батарей

3.4.2 Математическое моделирование аккумуляторной батареи на основе эквивалентных электрических цепей

3.4.3 Особенности работы аккумуляторных батарей транспортных средств

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

4 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ БОРТОВЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

4.1 Оценка энергоемкости бортового накопителя энергии

4.1.1 Характеристика графиков потребления мощности и методология оценки энергоемкости бортового накопителя энергии

4.1.2 Методика оценки энергоемкости бортового накопителя энергии для выравнивания графика потребления

мощности от первичного источника энергии

4.1.3 Методика оценки энергоемкости бортового накопителя энергии для аккумулирования энергии остановочного торможения

4.1.4 Методика оценки энергоемкости бортового накопителя энергии для аккумулирования избыточной энергии рекуперативного торможения

4.2 Анализ энергоэффективности зарядно-разрядных процессов емкостного накопителя энергии в резистивных контурах с источником ЭДС

4.2.1 Заряд емкостного накопителя от источника постоянной ЭДС

4.2.2 Заряд емкостного накопителя от источника линейно изменяющейся ЭДС

4.2.3 Разряд емкостного накопителя в резистивных контурах с источником постоянной и линейно нарастающей ЭДС

4.3. Анализ энергоэффективности зарядно-разрядных процессов емкостного накопителя энергии в контурах с реакторами

4.3.1 Заряд емкостного накопителя в контуре с реактором и источником постоянной ЭДС

4.3.2 Разряд емкостного накопителя в контуре с реактором и источником постоянной ЭДС

4.3.3 Зарядно-разрядные процессы емкостного накопителя в контурах с реакторами при изменяющейся ЭДС источника

4.4. Совместная работа емкостного накопителя энергии

и аккумуляторной батареи

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

5 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В СИЛОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ ГИБРИДНОГО ТЯГОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

5.1 Топология схем силовых энергетических установок гибридного тягового подвижного состава

5.1.1 Параллельная пассивная схема

5.1.2 Параллельная активная схема с батареей в промежуточном звене

5.1.3 Параллельная активная схема с суперконденсаторами в промежуточном звене

5.1.4 Схема с каскадным включением преобразователей электроэнергии

5.1.5 Мультиконверторная схема

5.1.6 Гибридная схема на основе мультиканального DC-DC преобразователя

5.1.7 Гибридный дизель-аккумуляторный локомотив с мультиканальными DC-DC преобразователями и накопителями на основе суперконденсаторов и аккумуляторов

5.1.7 Гибридный контактно-аккумуляторный локомотив с мультиканальными DC-DC преобразователями и накопителями на основе суперконденсаторов и аккумуляторов

5.1.8 Вариант гибридного контактно-аккумуляторного дизель-электровоза постоянного тока с DC-DC преобразователями и накопителями

5.1.9 Вариант гибридного контактно-суперконденсаторного дизель-электровоза переменного тока с DC-DC преобразователями и накопителями

5.1.10 Топология схемы гибридного локомотива (дизель-электровоза с функцией «последней мили») с DC-DC преобразователями и накопителями

5.2 Моделирование силовой энергетической установки с мультиконверторной гибридной топологией

5.2.1 Модель DC-DC преобразователя для питания тяговых двигателей от накопителя электрической энергии

5.2.2 Модель тягового электродвигателя

5.2.3 Модели накопителей энергии

5.2.4 Модель регулятора тока якоря

5.3 Результаты моделирования процессов в силовой энергетической установке с мультиконверторной топологией

5.3.1 Процесс разгона при питании тягового двигателя от суперконденсаторной батареи

5.3.2 Процесс разгона при последовательном питании тягового двигателя от суперконденсаторной батареи и аккумуляторной батареи

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

6 ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ БОРТОВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ И МОЩНОСТЬЮ ГИБРИДНОГО ТЯГОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

6.1 Методы поиска оптимальной стратегии управления энергией и мощностью

6.2 Организация и управление гибридными силовыми установками тягового подвижного состава

6.3 Методологические основы построения бортовых систем управления энергией и мощностью гибридного тягового подвижного состава

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЯГОВОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ

7.1 Оценка технологического эффекта применения накопителей электрической энергии на электрическом подвижном составе

7.1.1 Цена приобретения

7.1.2 Эксплуатационные затраты локомотивов

7.1.3 Расчет технологического эффекта применения накопителей электрической энергии на тяговом подвижном составе

7.2 Определение срока окупаемости тягового подвижного состава с установленными накопителями электрической энергии

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

376

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение энергетической эффективности электрического подвижного состава»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Стратегическим приоритетом программ развития железнодорожного, промышленного и городского транспорта являются разработка и внедрение новых типов энергоэффективного подвижного состава. Особое внимание в области энергосбережения уделяется инновационным технологиям, в их числе использованию альтернативных источников энергии. Кроме этого важным направлением энергосбережения в перевозочном процессе является модернизация эксплуатируемого и приобретение нового подвижного состава с улучшенными энергетическими характеристиками, что особенно актуально в связи с введением норм на показатели качества электроэнергии ГОСТ 32144-2013.

В результате реализации указанной совокупности программ должен образоваться интегральный эффект энергосберегающей деятельности как в натуральных показателях экономии топливно-энергетических ресурсов, так и в экономии материальных средств на их приобретение, позитивно влияющий в целом на общие экономические показатели деятельности всей транспортной системы.

Основную часть расходов на энергоресурсы транспорта составляют расходы на тяговые нужды. На величину расхода энергии прямо влияют параметры электрического подвижного состава, особенно его аэродинамические характеристики. Эффективность тягового привода можно повысить за счет снижения массы тары, совершенствования конструкции узлов и агрегатов или применения новых, более легких материалов, сокращения потребления энергии различными бортовыми системами, установками кондиционирования воздуха, путем оптимального регулирования температуры подаваемого воздуха. Оптимальным решением сокращения расхода электроэнергии является автоматическое управление движением. На линиях, оснащенных системами автоведения, обеспечиваются эффективное управление, благодаря чему достигается значительная экономия энергии и точность движения. Экономия

электроэнергии на тягу может быть существенно увеличена при более полном использовании потенциальных условий сцепления в контакте «колесо-рельс».

Одним из эффективных методов энергосбережения является локальная буферизация электроэнергии на различных стадиях ее доставки до потребителя, в том числе введение в электроэнергетическую систему транспорта накопителей энергии, способных снизить капитальные вложения на основное тяговое электротехническое оборудование и сэкономить до 30% электроэнергии, расходуемой на тягу. Мощным инструментом энергосбережения является рекуперативное торможение, при котором кинетическая и потенциальная энергия преобразуется в электрическую энергию. Однако эффективность рекуперативного торможения ограничивается рядом факторов. Во-первых, скоростным диапазоном, так как ниже определенной скорости электродвижущая сила двигателей, работающих в генераторном режиме, становится меньше напряжения в контактной сети, и рекуперация принципиально невозможна; во-вторых, нестабильностью напряжения в контактной сети, которое может изменяться в широких пределах, что также делает рекуперативное торможение не всегда возможным; в-третьих, возврат энергии в сеть возможен только при наличии потребителя. Указанные ограничения существенно снижают эффективность рекуперативного торможения и делают особенно важной задачу расширения возможности применения рекуперативного торможения, принципиальное решение которой следует искать в применении бортовых накопителей энергии. Бортовые накопители энергии создадут возможность применения рекуперативного торможения в любых условиях, не только на электрическом подвижном составе, но и на других видах тягового подвижного состава. Таким образом, задача повышения энергетической эффективности электрического подвижного состава является актуальной и может быть решена путем разработки и создания гибридного тягового подвижного состава (ГТПС), в состав силовых энергоустановок которого входят как источники, так и бортовые накопители энергии различного физического принципа действия, обеспечивающие наиболее эффективное аккумулирование и использование энергии транспортного средства.

Степень разработанности темы исследования. Проблемами транспортной энергетики занимались многие ученые, среди которых в первую очередь необходимо отметить работы В.Н. Аносова, A.A. Бакланова, С.В. Власьевского, В.Н. Игина, Ю.М. Инькова, К.К. Кима, О.В. Мельниченко, В.Е. Розенфельда, А.Н. Савоськина, Н.Н. Сидоровой, М.А. Слепцова, Б.Н. Тихменева, Л.М. Трахтмана, В.П. Феоктистова, Н.И. Щурова. Оптимизации режимов движения поездов с электрической тягой по критерию минимума энергозатрат посвящены работы М.П. Бадера, Л.А. Баранова, А.Т. Буркова, Я.М. Головичера, Е.В. Ерофеева, А.А. Зарифьяна, Р.Г. Идиятуллина, И.П. Исаева, Л.Д. Капустина, П.Г. Колпахчьяна, А.Б. Косарева, А.С. Космодамианского, В.А. Кручека, Ю.М. Кулинича, А.С. Курбасова, В.А. Кучумова, А.Л. Лисицина, В.Н. Лисунова, В.В. Литовченко, А.С. Мазнева, А.Н. Марикина, Л.А. Мугинштейна, Р.В. Мурзина, Н.С. Назарова, О.Н. Назарова, В.И. Некрасова, Б.Д. Никифорова, Н.Б. Никифоровой, М. Павелчик, А.Д. Петрушина, A.B. Плакса, О.Е. Пудовикова, Н.А. Ротанова, Г.Г. Рябцева, В.Г. Сидоренко, О.А. Сидорова, В.Д. Тулупова, Г.А. Федяевой, Б.И. Хоменко, В.Т. Черемисина, М.В. Шевлюгина, В.Г. Щербакова, В.П. Янова.

Цель и задачи диссертации. Целью диссертации является повышение энергетической эффективности тягового подвижного состава железных дорог, городского и промышленного транспорта путем разработки новых научно обоснованных технических решений по применению накопителей энергии в составе силовых энергетических установок подвижного состава.

Для достижения указанной цели требуется решить следующие задачи.

1. Раскрыть основные направления повышения энергетической эффективности и функциональности тягового подвижного состава, обосновать внедрение силовых энергетических установок с накопителями энергии как приоритетное направление повышения энергоэффективности и функциональности подвижного состава.

2. Уточнить классификационные признаки и разработать системную классификацию гибридного тягового подвижного состава. Разработать систему показателей, характеризующих специфику широкой номенклатуры гибридного

тягового подвижного состава, и методику комплексной оценки его технического уровня, энергетической эффективности и конкурентоспособности.

3. Провести комплексный анализ свойств и характеристик основных накопителей энергии по критериям целесообразности и эффективности их использования в составе силовых энергетических комплексов гибридного тягового подвижного состава.

4. Обобщить методики оценки энергоемкости бортового накопителя энергии на основе критерия функционального назначения накопителя для различных групп подвижного состава.

5. Разработать математические модели и провести теоретическое исследование эффективности энергообменных процессов между структурными элементами гибридных энергосистем тягового подвижного состава.

6. На основе теоретического исследования обосновать наиболее рациональную архитектуру системы управления гибридной силовой установкой перспективного тягового подвижного состава.

7. Разработать основы теории управления потоками энергии и мощности в гибридной силовой энергетической установке.

8. Выполнить предварительное технико-экономическое обоснование внедрения бортовых систем аккумулирования энергии на тяговый подвижной состав.

9. Сформулировать направления дальнейшего развития научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по внедрению гибридных технологий в конструкцию тягового подвижного состава.

Научная новизна. Научная новизна диссертации заключается в следующем.

1. Разработана системная классификация гибридного тягового подвижного состава, характеризующая специфику архитектуры силовых энергоустановок широкой номенклатуры транспортных средств, соответствующих этому понятию.

2. Для количественной характеристики основных свойств гибридного тягового подвижного состава разработана система показателей и методика

сравнительной оценки его технического уровня, энергетической эффективности и конкурентоспособности.

3. Разработаны математические модели силовых энергетических установок гибридного тягового подвижного состава, на основе которых выполнен анализ энергетической эффективности зарядно-разрядных процессов бортовых накопителей энергии применительно к емкостному накопителю и совместной работе емкостного накопителя и аккумуляторной батареи. Получены соотношения для расчета эффективности энергообменных процессов в резистивных зарядно-разрядных контурах и контурах с реакторами.

4. Разработана многофункциональная компьютерная модель на базе мультиконверторной гибридной топологии, включающая силовую часть и систему управления, которая позволяет исследовать переходные процессы в различных режимах работы гибридного тягового подвижного состава.

5. На основе экспериментального исследования разработана методика определения уточненных параметров тяговых двигателей постоянного тока, учитывающая влияние вихревых токов на изменение магнитного потока возбуждения, и разработана уточненная модель тягового двигателя, которая является структурной частью общей модели гибридной силовой установки.

6. Разработаны основы теории управления энергией и мощностью в гибридной силовой энергетической установке перспективного тягового подвижного состава на базе системного подхода и иерархической структуры управления.

7. Выполнено предварительное технико-экономическое обоснование внедрения гибридных технологий на тяговый подвижной состав железных дорог применительно к маневрово-вывозным локомотивам, показаны источники сокращения эксплуатационных затрат.

Практическая значимость. Практическая значимость работы заключается в следующем.

1. Разработанная система показателей, характеризующих технический уровень, энергетическую эффективность и конкурентоспособность гибридного

тягового подвижного состава, и методика позволяет давать комплексную рейтинговую оценку существующим и вновь разрабатываемым видам подвижного состава, что может применяться при принятии решений на этапах проектирования и закупки подвижного состава.

2. Разработанные математические модели могут найти применение при модернизации эксплуатируемого и разработке нового гибридного тягового подвижного состава для анализа режимов работы силовых энергоустановок, определения проектных параметров их структурных элементов и поиска наиболее рациональных технических решений.

3. Разработанные основы теории управления энергией и мощностью гибридной силовой энергоустановки закладывают методологические основы построения многоуровневых систем управления перспективным энергоэффективным тяговым подвижным составом.

Методология и методы исследования. Объектом исследований является силовая установка перспективного тягового подвижного состава с накопителями электрической энергии. Предметом исследований являются характеристики процессов энергообмена, модели и критерии оценки показателей работы гибридных силовых энергоустановок.

Для решения поставленных задач в работе используются методы теории электрических и магнитных цепей, теории автоматического управления, теории электрической тяги, структурного анализа, имитационного моделирования электромагнитных и электромеханических процессов.

Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения.

1. Классификация гибридного тягового подвижного состава, система показателей и методика оценки его технического уровня, энергетической эффективности и конкурентоспособности.

2. Математические модели энергетических комплексов гибридного тягового подвижного состава, учитывающие особенности функционирования накопителей

энергии в системе тягового электропривода и позволяющие определять энергооптимальные способы управления тяговым электроприводом.

3. Энергосберегающая архитектура, схемные решения, способы и алгоритмы управления энергетическими комплексами гибридного тягового подвижного состава, обеспечивающие сокращение потерь энергии во всех режимах работы.

4. Основы теории управления энергией и мощностью силовой энергетической установки перспективного тягового подвижного состава.

Степень достоверности и апробация результатов работы.

Достоверность основных научных положений и результатов обеспечивается корректностью принятых допущений и математических формулировок задач и подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов теоретического и экспериментального исследования.

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, отраслевых и региональных симпозиумах, конференциях: Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» г. Красноярск, 2005 г.; международная научно-техническая конференция «Наука, инновации и образование: Актуальные проблемы развития транспортного комплекса России», УрГУПС, 2006 г.; пятая международная научная конференция творческой молодежи «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в ХХ1 веке», ДВГУПС, 2007 г.; Всероссийская научно-практическая конференция «Транспорт-2007», РГУПС, 2007 г.; международная научно-практическая конференция ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки «Подвижной состав XXI века», ДВГУПС, 2008 г.; научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых Электромеханического факультета ИрГУПС «Проблемы, решения, инновации транспорта Российской Федерации», ИрГУПС, 2010 г.; Всероссийская научно-практическая конференция «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования», ДВГУПС, 2010 г.; Всероссийская научно-практической конференция «Транспорт-

2010», РГУПС, 2010 г.; Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов», ОмГУПС, 2012 г.; IV, V Международной научно-практической конференции «Интеллектуальные системы на транспорте», ПГУПС, 2014, 2015 гг.; 3-й, 4-й, 5-й, 6-й, 7-й, 8-й, 9-й международный симпозиум «БИгаш», ПГУПС, 2005, 2007, 2009, 2011, 2013, 2015, 2017 гг.

Диссертационное исследование выполнено по гранту ОАО «РЖД» на развитие научно-педагогических школ в области железнодорожного транспорта.

1 ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА 1.1 Основные направления повышения энергоэффективности и функциональности электрического подвижного состава

Железнодорожный транспорт является одним из крупнейших потребителей энергоресурсов: ежегодный объем потребления электроэнергии составляет 5% производимой в России электроэнергии, 14% эксплуатационных расходов ОАО "РЖД" составляют расходы на энергоресурсы. Мероприятия, предусмотренные "Энергетической стратегией компании на период до 2010 года и на перспективу до 2020 года" позволили снизить удельный расход энергоресурсов на тяговые нужды на 3,1%, однако энергоемкость перевозочного процесса в России в настоящее время еще остается сравнительно высокой. По этой причине проблема повышения энергетической эффективности перевозочного процесса является чрезвычайно актуальной.

Основными направлениями повышения энергетических и эксплуатационных показателей, а также эффективности функционирования ЭПС являются следующие:

Переход от релейно-контакторных систем управления (РКСУ) тяговым электроприводом ЭПС постоянного тока, построенных на аналоговых компонентах, к системам управления, выполненным на базе компонентов силовой и цифровой информационной электроники, которые позволяют осуществлять плавное реостатное или безреостатное управление режимами тяги, включая ослабление возбуждения, и торможения.

Повышение коэффициента мощности ЭПС переменного тока путем снижения потребления реактивной мощности и улучшения гармонического состава потребляемого тока. Это направление предполагает применение пассивных устройств компенсации реактивной мощности, пассивных и/или активных фильтров на ЭПС переменного тока с тяговыми двигателями постоянного тока, а также четырехквадрантных преобразователей на ЭПС переменного тока.

Совершенствование систем питания и управления электроприводом вспомогательных механизмов ЭПС, на которые приходится до 18% энергии, потребляемой на тягу.

Совершенствование систем защиты тяговых двигателей ЭПС от боксования и юза, при которых теряется сцепление колес с рельсами и снижается эффективность использования мощности тяговых двигателей.

Совершенствование систем управления ЭПС: переход от микропроцессорных систем управления ЭПС к системам автоведения поездов, в том числе адаптивным, интегрированным в интеллектуальные транспортные системы управления (ITS) более высокого уровня, и развитие и дальнейшее внедрение нейросетевых технологий в системы управления ЭПС.

Применение накопителей энергии (НЭ), в том числе НЭ различного типа, на ЭПС и в системах тягового электроснабжения. Данное направление позволяет более эффективно использовать энергию, генерируемую тяговыми двигателями ЭПС при электрическом торможении, путем аккумулирования ее в НЭ и дальнейшего использования в режиме тяги.

1.2 Совершенствование пуско-регулирующих систем электрического подвижного состава постоянного тока 1.2.1 Совершенствование систем пуска электрического подвижного состава

постоянного тока

Значительная доля локомотивов эксплуатируемого в настоящее время парка построена на основе контакторно-реостатного способа управления тяговым электроприводом, разработанного около ста лет назад, и по своим техническим и экономическим показателям не удовлетворяет современным требованиям. Главным недостатком этого класса электроподвижного состава является большой расход электроэнергии в пусковых реостатах, а также в катушках электрических аппаратов различного назначения, и большие массогабаритные параметры силового электрооборудования.

Существенного сокращения расхода электроэнергии, снижения массы и габаритов, обеспечения высоких динамических характеристик силового электрооборудования и тягового электропривода в целом можно добиться путем использования достижений энергетической электроники и микропроцессорной техники для построения силовой части и систем управления устройств регулирования тяговых двигателей электроподвижного состава. Кроме этого, системы управления тяговым электроприводом на базе полупроводниковых преобразователей позволяют применять более гибкие и энергоэффективные алгоритмы управления подвижным составом в тяговом и тормозном режимах и более совершенные алгоритмы защиты от аварийных режимов [25, 152].

В настоящее время для разработчиков и производителей тягового подвижного состава доступны силовые интеллектуальные модули на базе биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), рассчитанные на рабочие напряжения до 6,5 кВ. На их основе главное энергопреобразующее звено тягового привода электроподвижного состава постоянного тока может быть выполнено в виде DC-DC импульсного преобразователя (конвертора) [186].

Один из вариантов выполнения силовой части такого тягового электропривода представлен на рисунке 1.1. Схема силовой части содержит четыре IGBT-модуля, включенных последовательно. Каждый модуль выполнен по схеме повышающего и понижающего импульсных преобразователей и обеспечивает двунаправленное преобразование энергии. Преимуществом схемы является возможность стабилизации напряжения на тяговых двигателях при работе их в двигательном режиме и стабилизации тока при работе тяговых машин в генераторном режиме при колебании напряжения контактной сети. Защита преобразователей от импульсных перенапряжений обеспечивается элементами L, R1-R4, C1-C4 [25, 73].

■ икс

\

БВ

С1

/

R1

Q1

Rt1

DC/DC

I

л

1_

и

1_

и

1_

ТД 1

ТД 2

ТД 3

ТД 4

Рисунок 1.1 - Структурная схема тягового привода постоянного тока с последовательным включением двунаправленных импульсных преобразователей

повышающе-понижающего типа

L

1

3

4

Схема ячейки двунаправленного DC-DC преобразователя представлена на рисунке 1.2. Приведенные схемы силовых цепей обеспечивают передачу большой мощности при относительно малом числе полупроводниковых приборов. Рассмотренный вариант построения силовой схемы, полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к современным преобразователям тягового привода [25, 37].

От драйвера управления

От драйвера управления

VD1

VD3

VT3

L У —^— управления

VD2 VD4 \VT4

ZX

управления

Рисунок 1.2 - Схема двунаправленного силового DC-DC преобразователя

Кроме совершенствования систем регулирования напряжения тяговых двигателей постоянного тока сокращения расхода энергии на тяговые нужды можно добиться также путем внедрения полупроводниковой техники в системы регулирования возбуждения. Ослабление возбуждения тяговых двигателей постоянного тока путем ступенчатого включения реостатов параллельно обмотке возбуждения применяется для расширения диапазона регулирования скорости электроподвижного состава.

Как при ступенчатом, так и при плавном регулировании возбуждения предельная реализуемая сила тяги ограничена сцеплением колеса с рельсом, а ускорение согласно уравнению движения поезда определяется разностью между реализуемой силой тяги и силой сопротивления движению [43].

При этом потери скорости при ступенчатом регулировании

AF

AV = —

тп

где тп - масса поезда; ЛF - приращение силы тяги;

т - время выдержки на ступени регулирования возбуждения; Тп - постояннпая времени разгона поезда.

Очевидно, что потери скорости при регулировании возбуждения можно свести к нулю только при условии т ^ 0, что реализуемо при бесконечно большом числе ступеней регулирования, т.е. при плавном регулировании возбуждения ТЭД.

Традиционно использовавшаяся система ослабления возбуждения тяговых двигателей с помощью реостатов, коммутируемых электромеханическими контакторами, имеет ограниченное число ступеней регулирования и не позволяет реализовать предельную силу тяги. Системы плавного регулирования возбуждения с помощью полупроводниковых шунтов обеспечивают практически неограниченное число ступеней регулирования и позволяют отказаться от громоздких и дорогостоящих индуктивных шунтов, и электромеханических коммутационных аппаратов.

Для нестационарного режима, в схеме ослабления возбуждения без индуктивного шунта должны выполняться следующие условия:

dL

j • d + / —g = j • D

bg íig I в ш 11Ш'

dL

Решая это уравнение относительно Яш получим:

= (Т^) е*) = *ш\1- £). (1.1)

Из уравнения (1.1) видно, что при переходных процессах сопротивление электронного шунта должно изменяться по экспоненциальному закону аналогично закону изменения тока в согласованном индуктивном шунте.

Функциональная схема электронного шунта, реализующего закон непрерывного регулирования ослабления возбуждения тягового двигателя, приведена на рисунке 1.3 [78].

С

я

Рисунок 1.3 - Функциональная схема электронного шунта

Величины сопротивлений резисторов Я] - Я4 должны быть выбраны такой величины, чтобы суммарный ток в цепи электронного шунта был равен

а общее сопротивление электронного шунта:

я =

Кэш (1 - ру

Для выбранной схемы ЦАП, оно соответствует величине:

Кэш = К1 '

1

2п • гп + 2п-1 • гп-1 + - + 21 • г1 + 20 • г0'

где Я\ - сопротивление в цепи силового ключа младшего разряда. Соответственно сопротивления в старших разрядах ЦАП:

Я1 Я1 Я1

Время, в течении которого состояние ЦАП изменится от минимального = 0 до максимального гтах = гп + гп-1 + —+ г1 + г°, должно

значения г

тт

соответствовать времени переходного процесса в индуктивном шунте согласованном с тяговым двигателем

3 • р • Ьв

так как величина г изменяется от минимального до максимального значения за 2п тактов, то период импульсов управления:

„ ТЦАП

^ имп.ур. 2П '

с учетом (1.6)

Т

* тл

импур.

При выбранном п = 4 величина г изменит свое значение в диапазоне 0 < г < 15.

При увеличении тока тягового двигателя больше допустимой величины 1я > 1тах или уменьшении коэффициента ослабления возбуждения до пороговой величины

Р„»роГ<^ (1.3)

блок управления ЦАП должен ограничить ток в цепи шунтирования обмотки возбуждения, выключив силовые ключи УТ1-УТ4, при этом весь ток тягового двигателя пойдет через обмотку возбуждения. Такой режим не опасен для тягового двигателя, так как при этом двигатель работает на полном возбуждении, а ослабление возбуждения произойдет постепенно при последующих циклах изменения состояния ЦАП от гт1П до гтах. В формуле (1.3) к - коэффициент запаса [43].

1.2.2 Возможности снижения потерь энергии при переходе от ступенчатого реостатного к плавному реостатному пуску и регулированию возбуждения

тяговых двигателей

Значительную долю расхода электроэнергии составляют потери при реостатном

пуске:

А = Р Г

1 пуск1-пуск

где Рпуск - электрическая мощность, потребляемая при пуске

р = р + р

1 пуск 1 д^ ^ 1 реост

Рдв - электрическая мощность, потребляемая тяговыми двигателями; Рреост - электрическая мощность, теряемая в пусковых резисторах; £пуск - время разгона при пуске.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Евстафьев Андрей Михайлович, 2018 год

- - - -

N N N

Асинхронный тяговый привод, верхний токосъем Токосъем с помощью токоприемников-башмаков

[71,214] [32, 63,71] [71] [71]

2.1.1 2. Гибриды второго рода 2.1 Двух- и многосистемные моторвагонные электропоезда 1.2.7 1.2.6 1.2.5

Cityjet Desiro ML (Siemens) Еет 923 Hybrid (Stadler) СС3600 (САГ) Class 38

Австрия Швейцария Испания ЮАР

1435 1435 1668 или 1435 1067

101 30 9 50

2М-П Л л Л

D ID 1 Tl <-)! 1) 'I? ' DO Do — Z Z — Do Do Во Со' Со' Во' Во'

PaT НсчТ MPT СоТ СоТ СоТ

2013-1017 2011-2012 2007 1992/1994

Контактная сеть с питанием 3 видов Контактная сеть/дизель Контактная сеть/дизель Контактная сеть/дизель

ЗкВ DC 15кВ 162/зГц 25 кВ 50 Гц 15 кВ 162/3 Гц либо 25кВ 50Гц Дизель 360 кВт 3 кВ пост, ток 2 дизеля 3 кВ пост, ток Дизель Caterpillar DITA 3508

1880/2600 1500 (контактная сеть) 360 (дизель) 4450 (контактная сеть) 2x1800 (дизеля) 1500 (контактная сеть) 780 (дизель)

1,0 0,24 0,81 0,52

250 150 440 260 (при трогании с места) 180 (продолжительная)

146 45 130 74,7

17 22,5 21,7 18,7

12,9 33,3 (8) 34,2 27,7 20,1/10,4

160 100 120 100

1,12 0,3 (Среднее для маневровой работы) 0,42 (с составом 900 т) 0,13 (с составом 2000 т)

Пасс, пригородный Маневровый Пасс/грузовой Грузовой

- - - -

N N N

Асинхронные 6-полюсные двигатели

[142] [290] [71] [71]

ж р

я та

го to ft Й

го «

Е

os «

Р5

О

я

W (Я

о

to

ft №

Я

го

го to о о H PS ce

ft H

я Е

2.1.3 2.1.2

Desiro City Class 700 (Siemens) Ласточка ЭС1 Desiro Rus (Siemens)

Великобритания Россия

1435 1520

115 54

4М-4П или 6М-6П 2М-ЗП

Во'Во' — 2' 2' — Во'Во'2'2'-2' 2' Во'Во' — 2' 2' — Во 'Во- или Во'Во' — 2' 2' — Во'Во -В0'В0-'2'2'-'2'2'-'2'2'-2' 2' Во'Во'- Во'Во'- 2' 2' - Во 'Во D ID i О' О' О'О' О' О'ТЗ 'Г) » DO Do — Z Z — Z Z "Z Z Do Do

РаТ НсчТ РаТ НсчТ

2015-2018 2009

Воздушная контактная сеть и контактный рельс Контактная сеть с питанием 2 видов

750В DC 25 кВ 50 Гц ЗкВ DC 25 кВ 50 Гц

3300 (8 вагонов) или 5000 (12 вагонов) 2560

1,0 1,0

«280 (8 вагонов) «420" (12 вагонов) 255

278 (8 вагонов) или 410 (12 вагонов) 267

«13 20

11,8 (8 вагонов) или 12,1 (12 вагонов) 9,5

160 160

«1,02 0,64

Пасс., городской или пригородный Пасс, пригородный, междугородний

- -

N

Асинхронный либо PMSM1" Асинхронные ТЭД

[81, 305] [140]

2.1.6 2.1.5 2.1.4

Coradia Meridian ETR324/ETR425 (Alstom) Coradia Duplex (TER2N NG) (Alstom) Coradia Polyvalent (Двухсистемный электропоезд)11 Alstom

Италия Франция, Люксембург Франция

1435 1435 1435

100 233 195

2М+ЗП либо 2M +2П 2-5 ВМТ 3, 4 или 6 ВМТ

(по одной моторной тележке на вагон)

Во'2'2'2'2'Во' либо Во'2'2'2'Во' Во'2'+2'Во'+2'Во либо Во'2'+Во'2'+2'Во'+2'Во'+2'Во' ßo'+2'+2'+Bo' (3 вагона) Во'+2'+2'+2'+Во' (4 вагона) Во'+2'+2'+2'-Во'+2'+2'+Во' (6 вагонов.;

РаТ СчТ ВМТ РаТ НсчТ РаТ СчТ

С 2014 2004-2010 С 2011

Конт. сеть пост, тока на 2 напряжения Контактная сеть на 2 рода тока Контактная сеть с питанием 2 видов

1500В DC ЗкВ DC 1500 DC, 1500 DC, 25 кВ 50 Гц

25 кВ 50 Гц либо

15 кВ 162/3 Гц

2000 (контактная сеть 1,5 кВ) 2052 (контактная сеть 3 кВ) 2550 (3- вагонный поезд) 4250 (5-вагонный поезд) 1700 (3- и 4- вагонный, 4 двигателя PMSM) 2600 (6-вагонный, 6 двигателей PMSM)

0,96 1,0 1,0

204 (ETR 324) 289 (ETR425) 140 188 (4- вагонный) 300 (6- вагонный)

240 (4-вагонный поезд) 288 (5 вагонный поезд) 190 (3-вашнный поезд) 310 (5-вагон-ный поезд) 200 (4- вагонный) «320 (6- вагонный)

20-24 22,5 20

8,55 (четырех-вагонный) 7,12 (5-ва-гонный) 13,4 (3 -вагонный поезд) 13,7 (5 -вагонный поезд) 8,5

160 160 160

0,815 (на участках с напряжением 1,5 кВ) 0,846 (на участках с напряжением 3 кВ) 0,95/ 1,15 0,94

Пасс., per., пригородный Пасс., per., пригородный Пассажирский, региональный

- - -

N, Р

Двигатели PMSM

Трехсистемный моторвагонный поезд

[209] [191,251,252] [197, 205,306]

2.1.9 2.1.8 2.1.7

VIRM Class 94-95 Bombardier Regio 2N Z55500 Bombardier Spacium 3.06 (Z50000) Bombardier

Нидерланды Франция Франция

1435 1435 1435

178 124 137

M -П- П-М либо М-П-М-П-М 6-10 вмт 7 либо 8 ВМТ (моторные тележки по концам и в середине состава)

2'Во' + 2'2" + 2'2" + Во'2' либо 2"Во" + 2"2" + 2"Во" + 2"2" + 2"2" + Во"2" Во'+2'+2'+Во'+2'+2'+Во' Во'+2'+Во'+Во'+2'+2'+Во'+2'+Во'

РаТ НсчТ РаТ СчТ ВМТ РаТ СчТ ВМТ

1994-2009 С 2011 С 2009

Конт. сеть перем. тока, 2 вида систем эл.снаб Контактная сеть на 2 рода тока Контактная сеть на 2 рода тока

15 кВ 162/3Гц, 25 кВ 50 Гц 1500 DC, 25 кВ 50 Гц 1500 DC, 25 кВ 50 Гц

1608 (4-вагонный состав) 2388 (6-вагонный состав) 2400 2650 (контактная сеть 1,5кВ) 2950 (контактная сеть 25 кВ)

1,0 1,0 0,9

«230 «210

235,7 (4-вагонный) 349 (6-вагон-ный) «266 240

«16 19-20 21,5

6,8 9,02 11,04

140 (160) 160 (200) 140

0,79 1,0 (7-вагонный поезд) либо 0,87 (8-вагонный поезд)/1,05

Пассажирский пригородный, региональный Пассажирский региональный Пассажирский городской, пригородный

- - -

N

[111] [111, 182, 289] [284, 111]

ft to ft

H «

о

PS

3

Я

u>

to

os «

«

E

§

«

H OS

Я О

to о

о ^

«

OS

о а> н №

2.1.11 2.1.10

Х31К Bombardier Electrostar Class 378/2 Bombardier

Швеция, Дания Великобритания

1435 1435

104 57

2М+1П 4M 1П

Во'Во'+2'2'+Во'Во' Во'Во" + Во'Во + 2'2' + Во'Во'+ Во'Во'

РаТ НсчТ РаТ НсчТ

1999-2012 2003-2016

Конт сеть переменного тока, 2 вида систем эл. снабжения 2 вида контактной сети: воздушная и контактный рельс

15кВ 162/3 Гц, 25 кВ 50 Гц DC 750В, 25 кВ 50 Гц (часть серии)

2300 1800 (на участке 750В) 2400 (на участке 25 кВ)

1,0 0,75

180

156 212

«15 11

14,7 8,5/11,2

180 121

0,87 1Д

Пассажирский пригородный Пассажирский городской, пригородный

- -

N N

109,8 - 130,212

[111] [111,224, 278]

U) On о

2.2.2 2.2.1 2.2. Двух- и многосистемные электровозы

Vectron (Siemens) ВЛ82 НЭВЗ (СССР)

Германия СССР

1435 1520

450 91

Л Л

Bo'Bo' Во'Во'+Во'В о'

СоТ СоТ

С 2011 1966-1979

Контактная сеть на 2, 3 или 4 системы эл. снаб. Контактная сеть на 2 рода тока постоянный и переменный

1,5 кВ Гц 3 кВ DC 25 кВ 50 Гц 15кВ 162/3Гц 3 кВОС 25 кВ 50 Гц

3000 (контактная сеть 1,5 кВ) 6000 (контактная сеть ЗкВ) 6400 (конт.сеть25 кВ 50Гц и 15 кВ 162/3Гц) 5600

2/0,94 1,0

300 640

87 180 (200)

21,75 25

73,5/68,9/34,5 28

140 110

Грузовой, грузопассажирский Грузовой

- -

N N

Электровоз двойного питания с реостатным пуском

[46, 128,218] [133]

2.2.5 2.2.4 2.2.3

ЭП 20 Тгахх F140 MS (Bombardier) Prima II (Alstom)

Россия Канада Франция

1520 1435 1435

61 230 300

Л Л Л

Во'Во'Во' Во'Во' Во'Во'

СоТ СоТ СоТ

2012- 2014- 2011-

Конт. сеть на 2 рода тока пост, и перем. Конт. сеть на 2, 3 или 4 системы эл. снаб. Контактная сеть на 2, 3 или 4 системы эл. снаб.

3 кВ ВС 25 кВ 50 Гц 1,5 кВ Гц 3 кВ DC 25 кВ 50 Гц 15кВ 162/з Гц 1,5 кВ 3 кВ DC 25 кВ 50 Гц 15кВ 162/з Гц

7200 4000 (контактная сеть 1,5 кВ) 5600 (остальные системы эл. снабжения) 4000 (контактная сеть 1,5 кВ) 6400

1,0 0,71 0,63

331 300 320-350

129 86,5 87-90

21,5 21,6 21,5-22,5

57,1 64,7 71,7/44,4

200 (160) 140 (200) 140 (200)

Пассажирский Грузовой, грузопассажирский Грузовой, грузопассажирский

-

N N N

Скоростной пассажирский двухсистемный электровоз

[181] [298, 302] [190, 287]

u>

On IO

3.1.3 3.1.2 3.1.1 3. Гибриды 3 рода 3.1 Контактно-аккумуляторные электропоезда

Несйте^г Оая5379 (8Шпь1сс1 Ехргааз) ЭР2-А6 СрзА6М

Великобритания СССР СССР

1435 1520 1520

1 (опытный) 1 (опытный) 8

4М 2Пг ЗМ 1П п+м+п

2' Во' 2' 2' Во' 2' Во' 2' 2'2'+Во'Во+2'2'+Во'Во + Во'Во+2'2' 2'2'+Во'Во'+2'2'

РаТ НсчТ РаТ РаТ

2014- 1972 1966-1982

Контактная сеть/аккум. батарея Контактная сеть, аккумуляторная батарея Контактная сеть, аккум. батарея

25кВ 50 Гц / АБ 500 кВт-ч ЗкВ БС Аккум. батарея 2016 ТНЖТ 400 (2,2 кВ) ЗкВ БС Аккумуляторная батарея 1920 ТНЖ 400 (2,1 кВ)

н/д 2400 (6-вагонный поезд, питание от к.с) 1800 (питание от батареи) 1440 (6-вагонный поезд, питание от к.с) 770 (питание от батареи)

«0,6 0,7 0,54

241/201 166,8/104,7

402 417

16,8 17,4

5,97/4,47 3,45

120 130 (120) 85

1,0 0,5/0,6 0,4/0,25

Пасс, пригородный Пассажирский пригородный Пассажирский пригородный

До 2x50 До 170 100

N N N

Асинхронный тяговый привод Заряд батареи через тиристорный преобразователь Заряд батареи через реостат

До 400 300-350

Контактно-аккумуляторный электропоезд переменного тока Контактно-аккумуляторный электропоезд постоянного, тока Контактно-аккумуляторный электропоезд постоянного, тока

[254] [66] [66]

3.1.6 3.1.5 3.1.4

ВЕС819 «Dencfaa» (Hitachi) Talent 3 (Bombcwdier) EV-E301 (Japan Transport Engineering Company J-TREC)

Япония Германия Япония

1067 1435 1067

7 Разработка 8 (мелко-серийный)

1М 1П ВМТ 2M ВМТ

Во'Во+2'2' 2'Во'+Во'2'

РаТ НсчТ РаТ НсчТ РаТ НсчТ

С 2016 С 2019 С 2014

Контактная сеть переменного тока/аккум. бат. Контактная сеть/батарея Контактная сеть/аккум. батарея

20 кВ 60Гц, Li-ion аккумуляторная батарея 1600 В 1,5 кВ 16 2/3 Гц Li-ion батарея 1,5 кВ DC Li-ion батарея 95x2 кВтч 630 В

380 (контактная сеть) «221,7 (аккумуляторная батарея) 3300 кВт 380

0,58 1,0

52 140 39

72,1 «77,9

9,15 10

5,3 4,87

120 100 (65)

0,72 (при питании от контактной сети) 0,42 (при питании от батареи) 0,5/1

Пасс, пригородный Пасс, пригородный, региональный Пасс, пригородный

2x100 км 2x20 км

N

Асинхронный привод, Тяговый привод переменного тока Асинхронный тяговый привод

один из немногих контактно-аккумуляторных поездов переменного тока

[292] [270] [282]

u>

On

3.1.9 3.1.8 3.1.7

CRRC Hybrid (CRRC, Китай) CAF AM class EV-E801 (Hitachi)

Китай Испания, Новая Зеландия Япония

1435 1435 1067

Опытный Концепт 1

ЗМ ЗП 1М 1П

Во'Во+2'2'

РаТ НсчТ РаТ НсчТ

С 2017 С 2019 С 2017

Конт.сеть перем. тока/аккум.батарея (дизель) Контактная сеть переменного тока/аккум.бат.

25 кВ 50Гц, Li-ion аккумуляторная батарея Более 600 кВтч 20 кВ 50Гц, Li-ion аккум. батарея 1600 В

Более 3000 380 (контактная сеть) «212 (аккумуляторная батарея)

«0,8 0,56

«200 «42

75,9

9,6

5,0

200 (контактная сеть) 160 (батарея) 110 (контактная сеть) 85 (батарея)

1,0 (при питании от контактной сети) 0,56 (при питании от батареи)

Скоростной Пассажирский городской, пригородный

Более 100 Более 100

Асинхронный привод

[215] [192, 203] [247]

3.2.3 3.2.2 3.2.1 3.2 Контактно-аккумуляторные электровозы

МТБбООВЕ (Б'МквгШНН) 81-581/582 (ОЭВРЗ) ВЛ26(ВЛ26М) (ЦЭВЗ)

Германия Россия (в метрополитенах) СССР

1435 1520 1520

6 15 10

Л Л Л

Во'Во' Во'Во' Со' Со'

СоТ НсчТ СоТ НсчТ СоТ НсчТ

2016- 1992-2017 1967

Контактная сеть пост, тока/аккум. батарея Контактная сеть пост, тока/аккум. батарея Контактная сеть пост, тока/аккум. батарея

750В БС Аккум. батарея 540 Ач 450 В 750В БС Аккум. батарея ТПЖН550 400В ЗкВБС Аккум. батарея 2016 ТНЖТ 400 (2,2 кВ)

520 680 (асинхронные ТЭД при питании от к.с.) 456 (при питании от батареи) 1370 (питание от контактной сети) 10 /440 (питание от аккумуляторной батарее в знаменателе- для электровоза ВЛ26М)

1,0 0,67 0,16/0,32

115 235 (при питании от контактной сети) 106 (при питании от батареи)

36 54-55 126

9 13,5 21

12,6 11,3 (контактная сеть) 1,73 (батарея)

50 90 80

1,2 (питание от контактной сети) 0,5 (питание от батареи)

Маневровый/ служебный Маневровый Маневровый

До 100

Асинхронный тяговый привод Асинхронный тяговый привод Электровоз ВЛ26М оборудован импульсным преобразователем

Электровоз для метро, городской ж.д. и трамвайных линий

[266] [151] [58, 66]

и)

4.1.3 4.1.2 4.1.1 4. Гибриды 4 рода (с накопителями энергии иного вида по сравнению с основным источником) 4.1. Дизельпоезда с накопителями на основе аккумуляторов электроэнергии 3.2.3

Науа-Виэа ымт КНаЕ200 НВЕ210 CAF

Великобритания Япония Япония Франция

1435 1067 1067 1435

1 (опытный) 3 16 Концепт, проект, заказ 12ед.

1М-2П 1М-1П 1М-1П л

Во'Во'+2'2' 2'Во + Во'2' Во'Во'+2'2' Во'Во'

СоТ НсчТ РаТ НсчТ ВМТ РаТ НсчТ

2007 2007 С 2015 С 2019

Дизель/аккумуляторная батарея Дизель/аккум. батарея Дизель/аккумуляторная батарея Контактная сеть /аккум. батарея

Дизель, Литий-ионная батарея 15,2 кВт-ч Дизель 95*2 кВт Литий-ионная батарея 15 кВтч Подвагонный дизель ВМИ5ШВ-0 Никель-кадмиевая батарея

1680/1000 331/190 331/380 1000

0,59 0,57 1,14

120 110

80 78

10 9,9

4,75

200 100 100

0,64 0,5 (при пуске от батареи) 0,64 (при подключении дизеля)

Скоростной Пригородный Пригородный

10/пуск 10/пуск Более 100

Р S 8Р

Асинхронный Асинхронный Асинхронный тяговый привод,

Дизель подключается при пуске и при движении на подъем

[240] [208] [22, 195, 315] [188]

u>

On О

H

о я

а я

Cd PS

Я

ps

Л ps

0 та

SS.

01

о

H Е

4.2.2 4.2.1

GG20B (Green Goat) Rail Power Technologies Prima НЗ (Alstom)

США Франция/Германия

1435 1435

55 19 (включая двухдизельные)

Л

Bo'-Bo' или Co' Co' Ао -Ао -Ао

СоТ НсчТ СоТ

С 2004 С 2013 Ьо

Дизель/аккумуляторная батарея Дизель/ аккумуляторная батарея H ft я

Дизель Cater-pillar С9 Leroy Somer 200кВт, кислотная батарея AGM VRLA 640 В 400 Ач либо 1200 Ач Масса 23 т Дизель от 350 до 100 кВт, никель-кадмиевая батарея Вых. мощность 350 кВт о Cd О ы Е о Я Я о я п ft и to g я я р о о я о Cd ft Р я я v: S v: и to H о •в о Cd (J и ft

224/1266 1000 (с одним дизелем) 700 350x2 (двухдизельный) 700 (с 1 дизелем 350 кВт) 600 (Аккумуляторный)

5,6 0,35 0,5 1 -

395 «220 (240 при трогании) «220 (240 при трогании) «220 (240 при трогании) «200 (240 при трогании)

130 67,5 о (jj я ft •в я я я о v: я ft •в я о я tl ft я

32,5 22,5

1,72/9,73 14,8 10,4 10,4 8,96

100 100 о •в о Cd

Маневровый Маневрово-вывозной

80