CC BY
40
6. Волков А.Н. Устройство и ремонт электровоза 2ЭС6 «Синара»: Учебное пособие. Москва: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2020. 680 с.
7. Брексон В.В., Никифорова Н.Б., Струннов А.А. Электровоз 2ЭС6 «Синара». Верхняя Пышма: ООО «Уральские локомотивы», 2015. 326 с.
Калякулин Алексей Николаевич, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения,
Анахова Марина Вениаминовна, доцент, amv-63@mail. ru, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения
DIAGNOSTICS OF A LOCOMOTIVE REMOTE DISCONNECTOR IN SERVICE CONDITIONS LOCOMOTIVE DEPOT
A.N. Kalyakulin, M.V. Anakhova
The article proposes a functional diagram of a stand for checking the disconnection of a locomotive, which allows you to automate the operations of measuring the thickness of power contacts using a digital caliper, as well as to determine the compression force of power contacts using the contact opening indicator. The built-in interface of the stand allows for automatic testing of the disconnector at reduced compressed air pressure and for hermeticity.
Key words: remote locomotive disconnector (earthing device), electric locomotive 2ES6, check, measurement, functional scheme of the stand, pneumatic scheme of the stand, test.
Kalyakulin Alexey Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Samara, Samara State University of Railway Transport,
Anakhova Marina Veniaminovna, docent, [email protected], Russia, Samara, Samara State University of Railway Transport
УДК 621.31
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-8-539-540
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕННОСТИ БОРТОВОГО ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
У.В. Брачунова, В.Н. Козловский, М.В. Шакурский, С.А. Васин
В статье представлены результаты разработки и реализации методики оценки энергообеспеченности бортового электротехнического комплекса легковых автомобилей при различных уровнях номинального напряжения.
Ключевые слова: автотранспортное средство, бортовой электротехнический комплекс, энергообеспеченность.
В основу методики оценки энергообеспеченности бортового электротехнического комплекса автомобилей при различных уровнях питающего напряжения положен комплексный анализ работы бортовой сети. В основе существующих методик лежит оценка энергообеспеченности на основе усреднённых параметров работы электрооборудования. Причём усреднение принимается и по отношению к дорожным испытаниям.
539
Так, принято считать, что большую часть времени движения по городу обороты двигателя находятся в относительно статическом состоянии, что позволяет с некоторой погрешностью провести оценку энергообеспеченности. Использование предлагаемой методики позволяет построить модель анализа энергообеспеченности с учётом как изменения мощности потребителей, так и с учётом изменяющейся токоотдачи генератора, определяемой мгновенной величиной оборотов вала генератора.
Стоит отметить важную особенность предлагаемой методики - возможность учёта и вариации любых параметров модели автотранспортного средства.
К варьируемым параметрам можно отнести такие ключевые параметры потребителей как:
- количество и суммарный ток потребителей (мгновенное значение);
- нелинейность потребляемого тока;
- уровень напряжения бортовой сети автомобиля.
К варьируемым параметрам генерации энергии стоит отнести такие как:
- мгновенное значение оборотов генератора;
- токоскоростная характеристика генератора;
- соотношение скорости вращения вала двигателя и вала генератора;
- различные модели движения автомобиля, учитывающие режим переключения коробки передач с учётом:
- количества передач и передаточных чисел коробки переключения передач;
- радиуса колеса и передаточного значения редуктора;
Иными словами, данная методика легко адаптируется под любой тип автотранспортного средства и используемого электрооборудования.
Методика оценки энергообеспеченности генератора в реальном режиме эксплуатации.
Рассмотрим программную имитацию работы генератора во временной шкале. Для этого требуется осуществить привязку оборотов двигателя к скорости автомобиля и режимам переключения коробки передач. Рассмотрим модель на примере автомобиля Lada Granta.
Связь между оборотами вала двигателя и скоростью автомобиля определяется коэффициентом передачи редуктора и текущим режимом работы коробки переключения передач. Построим модель, связывающую эти параметры. Зададимся штатными параметрами радиуса колеса, передаточными числами коробки переключения передач 21810-1700014-00 (рис. 1). Передаточное число редуктора примем равным 3,9.
Рис. 1. Коробка переключения передач с тросовым приводом
На рис. 2 представлены полученные зависимости числа оборотов двигателя от скорости движения автотранспортного средства при разных режимах работы коробки переключения передач.
V-1000•kT •kр
n(V,kT)=.....
60 • I П\
колеса (1)
где п - чило оборотов; V - скорость движения АТС; кт - передаточное число коробки переключения передач; кред - передаточное число редуктора; 1колеса - длина окружности колеса.
V, км/ч
Рис. 2. Зависимости оборотов двигателя от скорости движения автомобиля при различных режимах коробки переключения передач
Далее построим имитационную модель, однозначно связывающую скорость с текущим режимом работы КПП.
fn(V,kT) при n(V,kT)< Nmax
\n(V,kT) при максимальном kT (2)
Примем, что водитель осуществляет переключение передачи, когда число оборотов на тахометре достигает значения 3000 мин-1. Полученная в результате моделирования зависимость числа оборотов двигателя от скорости движения автотранспортного средства приведена на рис. 3. Очевидно, что такое соотношение носит достаточно усреднённый характер, так как не учитывает дорожную обстановку. Значение числа оборотов двигателя, при котором водитель повышает передачу, определяет стиль вождения и задаётся в программе. Более детальное моделирование поведения водителя за рулём выходит за пределы исследования данной диссертационной работы [2, 3].
Получим зависимость генерируемого тока от скорости движения автотранспортного средства с помощью функции ICharge.
, v V-1000•kT •k д
n(V, kT ) =-
V T' 60•l
колеса
n(V) = HV' kT ) ПРи n^V' kT )> Nmax
\n(V,kT ) при максимальном kT
1ен (V) = I^m{n{V)) (3)
541
Полная модель:
Iген {V ) = Iг
V -1000 • кТ • кред { ! ) А
-—-р- при п{, кт )> Nm¡¡x
60 • I
колеса
V -1000 • кт • кред к
-— при максимальном кт
60 • !„
Зависимость приведена на рис. 4.
(4)
5000
3000
2000
го
«
60
80 V, км/ч
100
120
110
Рис. 3. Зависимость частоты оборотов двигателя от скорости движения автомобиля при переключении передач
130 120
/
20 40 60 80 100 120 140
Рис. 4. Зависимость генерируемого тока от скорости движения автотранспортного средства
542
Построим поверхности тока заряда аккумуляторной батареи (АКБ) в виде функции скорости и мощности потребителей на основе модели переключения передач, приведённой на рис. 3.
Iа V, Рпотр ) = Iен № )■ Кен )-ЦТ^
борт (5)
Поверхности для бортовой системы на основе питающих напряжений 12 В и 24 В приведены на рис. 5.
' зао» А
V, КМ/Ч
I згоз А
а б
Рис. 5. Зависимость зарядного тока АКБ от скорости автотранспортного средства и тока потребления бортовой сети: а — для модели генератора 14 В;
б — для модели генератора 28 В
Построенные поверхности показывают, что эффективность заряда АКБ достаточно высока на всех скоростях движения автомобиля. Однако стоит заметить, что полученный результат позволяет вести оценку только в статике, когда двигатель находится под нагрузкой и машина едет в пределах одной передачи. Многочисленные наблюдения и анализ поведения водителей за рулём в городской среде показал, что большую часть времени имеет место движение без нагрузки (движение с выжатым сцеплением или на нейтральной передаче), простой (пробки, светофоры, перестроение в плотном потоке), и переключение передач (при разгоне и при торможении). Данные процессы являются неотъемлемой частью движения в городской среде и должны учитываться при оценке энергообеспеченности. Для этого проведём моделирование типовых действий водителя в динамике [4, 5].
Действие №1. Стоянка с заведённым двигателем (с минимальным энергопотреблением): данный режим используется для подзаряда АКБ в мороз или при долгом простое. Как правило, автовладельцы максимально отключают потребителей. Обороты двигателя минимальны, ток потребления минимален.
Действие №2. Стоянка с заведённым двигателем и интенсивным обогревом (кондиционированием). Такой режим используется перед непосредственной поездкой. Обороты минимальны, ток потребления значительный. Эта модель также применима при движении автомобиля по инерции (докат до светофора, движение с горы, ожидание светофора, простой в пробке и проч.).
Действие №3. Процесс переключения передачи с повышением. Данный режим характеризуется выжиманием сцепления с отпусканием педали газа (быстрым падением оборотов до минимального значения), переключением передачи и последующим повышением оборотов до синхронизации оборотов и скорости автомобиля [6, 7].
Действие №4. Переключение передачи с понижением. Данный режим носит такой же характер, как и переключение с повышением передачи, но, зачастую, время на
минимальных оборотах несколько дольше, так как включает в себя время торможения.
Данные действия имеют общие элементы, и могут быть сведены к достаточно простой модели, состоящей из трёх этапов разной продолжительности:
- этап 1: падение оборотов с текущего значения до минимального;
- этап 2: минимальные обороты сохраняют своё значение;
- этап 3: повышение оборотов до момента синхронизации.
Так как падение оборотов на первом этапе и повышение на третьем происходят достаточно быстро (порядка секунды), а значения оборотов являются величиной изменяющейся, определяющейся текущей ситуацией, здесь допустимо усреднение. Примем, что первый и второй этап в сумме имеют длительность одну секунду, а средние обороты на этом промежутке времени равны числу N определяющемуся при моделировании.
Таким образом, функция генерации формируется в виде системы:
п^) при t е (?0, t1)
n2 () при t е (t2)
nk (t) при t e(tktk )
(6)
Функция потребления энергии определится суммарным током потребления:
i1(t) при t е (t0, t1)
¡2(t) при t е(tl, t2) (7)
ik (t) при t e(tk -1, tk )
Важно заметить, что значения t находясь в пределах одной поездки имеют не зависящие диапазоны, как и количество диапазонов k не связанные значения, определяющиеся ходом поездки.
Цифровая модель дорожных испытаний при реализации инструмента оценки энергообеспеченности при различных режимах эксплуатации на основе натурных испытаний
Для демонстрации работы данной методики построим типовой маршрут с учетом параметров городского ездового цикла, согласно ГОСТ Р 41.83-2004 (Правила ЕЭК ООН № 83) [1], проведём натурные испытания и построим модель [8, 9].
Сформируем модель движения и простоя. Для этого сформируем функцию, определяющую по заданной скорости автотранспортного средства текущие обороты двигателя:
#Модель движения в динамике
def Drive(S,T): d=0.583
k=3.9 #4.1 4.3 4.44 - другие возможные передаточные числа редуктора l=np.pi*d
TN=np.array([3.636,1.95,1.357,0.941, 0.784, 3.53]) NS=S*1000*TN[T]*k/(60*l) if S*1000*TN[T]*k/(60*l)>850 else 850 return NS
Заметим, что режим простоя почти всегда включает два этапа, поэтому, в дальнейшем, ограничимся указанием только режима простоя. Исключения будут указываться дополнительно.
Сформируем модель на основе экспериментальной поездки с видеофиксацией показания тахометра (рис. 6). Маршрут поездки соответствует дневной поездке по городу и состоит из 3-х этапов:
- проезд от исходной точки до первого пункта назначения;
- проезд от первого пункта до второго пункта назначения;
- проезд от второго пункта назначения до исходной точки.
Рис. 6. Видеофиксация показаний тахометра
Первый и второй этапы проходили в первой половине дня во время повышенной плотности движения (без пробок). Третий этап проходил во второй половине дня до наступления часа пик. Данная модель носит целью продемонстрировать принцип ввода экспериментальных данных в модель оценки энергообеспеченности. В данной работе приведены результаты исследования первых двух этапов. Данные третьего этапа испытаний показали справедливость выводов, полученных при исследовании первых двух этапов [10].
Дорожные испытания этап первый. Маршрут первого этапа приведён на рис. 7. В табл. 1 сведены данные по режимам движения автомобиля на первом участке поездки (показана часть данных в качестве примера).
Для внесения экспериментальных данных в программу воспользуемся алгоритмом представленным в выражении (6) через значения текущей скорости движения автотранспортного средства. При внесении данных можно сократить количество операций за счёт наличия типовых значений. Всего при заполнении используются три блока кода. В первом блоке все элементы матрицы заполняются минимальным значением числа оборотов. Затем вносятся участки с постоянным значением оборотов. На последнем этапе вносятся участки ускорений.
N I % _ л </<! чГЯ -
Рис. 7. Маршрут движения №1
Таблица 1
Экспериментальные данные о поездке №1 _
№ п/п Характер движения Параметры Диапазон времени Диапазон времени в сек.
1 n (2 этап) простой 0:00-0:19 0-19
2 R (задний ход) N=1200 0:20-0:58 20-58
3 n докат 0:59-1:27 59-87
4 1 0-10 км/ч 1:28-1:33 88-93
5 1 10 км/ч 1:34-1:39 94-99
6 1 10-20 км/ч 1:40-1:41 100-101
7 1-2 Переключение без простоя 1:42-1:44 102-104
8 n докат 1:45-1:50 105-110
9 2 20 км/ч 1:51-2:09 111-130
10 2-1 Переключение без простоя 2:10-2:12 131-132
Введём экспериментальные данные в программу и построим зависимость оборотов двигателя от времени. При формировании описания поездки строится зависимость оборотов двигателя от времени в виде матрицы, где 1 элемент соответствует 1 секунде поездки. Сразу стоит указать, что точность построения модели может быть увеличена произвольно.
Внесение данных осуществляется в три этапа:
- первый этап заключается в заполнении всей матрицы константами, определяющими минимальные значения оборотов. Пример заполнения первого этапа:
Trip1[i]=850
- второй этап заключается в записи постоянных значений оборотов на заданных участках. Пример заполнения второго этапа:
if i>=111 and i<=130: Trip1[i]=Drive(20,1)
- третий этап заключается в записи линейно изменяющихся значениях оборотов на заданных промежутках времени. Примерзаполнениятретьегоэтапа:
t1=88; t2=93; s1=0; s2=10; tran=1
for i in range(t1,t2+1):
Trip1[i]=Drive(s1+(s2-s1)*(i-t1+1)/(t2+1-t1),tran-1)
На рис. 8 приведена зависимость значения оборотов двигателя от времени.
3500
3000 2500 20 00 1500
1Пл
100
200 t, сек
300
«О
Рис. 8. Зависимость значения оборотов двигателя от времени
Теперь, когда матрица зависимости оборотов от секунд движения построена, проведём её численный анализ. Построим поверхности, иллюстрирующие зависимость тока заряда АКБ от времени и мощности потребителей для двух потенциальных генераторов, рассмотренных во второй главе.
hap {Рпотр , *) " 1 ген ) ' kген V
Ро
U
борт
На рис. 9 приведены построенные зависимости.
546
(8)
400 600 800 л 1000 ■Л 1200
3400 1600 1800
I А
80
400 £00 800 л1000 •л 1200
1400 1600 1800
I ЭЯР1 А
80
60
а б
Рис. 9. Зависимость зарядного тока АКБ от времени и мощности потребителей: а — для модели генератора 14 В; б — для модели генератора 28 В
По построенным поверхностям возможно определить, что имеет место значительное количество провалов в токе заряда АКБ. Особенно это явно выражено на первом графике для генератора на 14 В. Построим линии пересечения поверхностями плоскости нуля.
Рген (() = !ген (п(())иборт (9)
На рис. 10 приведены полученные зависимости. Таким образом, предлагаемая модель обеспечивает проведение исследований, как на основе экспериментальных данных, так и на основе типовых данных ходовых испытаний. Полученные зависимости показывают, что значительная часть времени поездки состоит из периодов простоя, характеризующихся минимальными оборотами генератора. Стоит заметить, что первая поездка проходила в городских условиях при невысокой загруженности дороги. Основные паузы движения были вызваны светофорами. В случае пробки ситуация значительно усугубиться.
Рис. 10. Линии пересечения поверхностями плоскости нуля для генераторов на 14 В (синяя линия) и для генератора на 28 В (оранжевая линия)
В показанном примере время на котором обороты двигателя минимальны составляет порядка 40%, в то время как обороты свыше 2000 мин-1, при которых наиболее эффективно обеспечивается дозаряд АКБ, наблюдались лишь в течение 14% времени. Результаты получены простым анализом поездки:
547
mi=ej av=0jma=0 for i in range(414):
if Tripl[i]==859: mi=ffli+l if Tripl[i]>850 and Tripl[i]<2006: av=av+l if Tripl[i]>2009: ma=ma+l print ('Мин. об. = \тП00/414, 'Cp. o6. =' j av*100/414, ,Выс.об. = ',пла*100/414) -/ 0.3s
Мин. o6.= 44.44444444444444 Cp.o6.= 41.78743961352657 Быс.об.= 13.768115942028986
Таким образом, можно вести речь о необходимости более точного моделирования ходовых испытаний, для обеспечения корректной оценки энергообеспеченности автотранспортного средства.
Дорожные испытания - этап второй. Маршрут первого этапа приведён на рис. 11. В табл. 2 сведены данные по режимам движения автомобиля на первом участке поездки (показано часть данных в качестве примера).
Для внесения экспериментальных данных в программу воспользуемся алгоритмом представленным в выражении (6) через значения текущей скорости движения автотранспортного средства. При внесении данных можно сократить количество операций за счёт наличия типовых значений. Всего при заполнении используются три блока кода. В первом блоке все элементы матрицы заполняются минимальным значением оборотов. Затем вносятся участки с постоянным значением оборотов. На последнем этапе вносятся участки ускорений.
о
Таблица 2
Экспериментальные данные о поездке №2 _
№ п/п Характер движения Параметры Диапазон времени Диапазон времени в сек.
1 n Докат-простой 0:00-0:30 0-30
2 1 0-5 0:31-0:35 31-35
3 1 5 0:36-1:01 36-61
4 1 5-20 1:02-1:08 62-68
5 1-2 Переключение передачи 1:09-1:10 69-70
6 2 20-25 1:11-1:19 71-79
7 n Докат-простой 1:20-1:28 80-88
8 2 15-20 1:29-1:45 89-105
9 n Докат-простой 1:46-1:55 106-115
10 1 0-20 1:56-2:00 116-120
11 1-2 Переключение передачи 2:01-2:02 121-122
Введём экспериментальные данные в программу и построим зависимость оборотов двигателя от времени (рис. 12).
3500
3000
2500
2000
1500
1000
Рис. 12. Зависимость значения оборотов двигателя от времени
Проанализируем данную поездку с точки зрения количества времени, при котором наблюдались минимальные обороты двигателя:
nti=0i;av=0i;ma=0 for i in range(818):
if Trip2[i]==850: mi=mi+l if Trip2[i]>850 and Trip2[i]<2000: av=av+l if Trip2[i]>2000: rria=ma+l print ('мин. o6. = ,Jmi*iee/8i0J 1 ср.об. = ',av*100/810, 'вые. об. = '.,113*100/810) ■У 0.3s
Мин. об.= 49.25925925925926 Ср.об.= 22.898765432098766 Выс.об.= 28.641975338641975
Видно, что время, при котором обороты минимальны выросло и составило почти 50% времени. Даже если учесть, что время, при котором обороты были свыше 2000 выросло в процентном отношении, энергосистема в данных условиях будет испытывать значительную нагрузку. То есть, при интенсивном использовании бортовых электроприборов, дозаряд АКБ будет осложнён. Стоит заметить, что движение на данном участке также как и в первой поездке проходило при умеренной загруженности.
Построим поверхность зарядного тока АКБ от времени и мощности потребителей для двух рассмотренных генераторов на 14 В и 28 В (рис. 13) и линии пересечения данных плоскостей с нулевой поверхностью (рис. 14).
I з
- зар (рпотр , t) 1 ген ((() ' k ген )
Ро,
U
борт
Рген ( )= Iее» (()) • U,
борт
— ~ Г. W, «О 500 0 ИИ Я» 500
(10) (11)
а б
Рис. 13. Зависимость зарядного тока АКБ от времени и мощности потребителей: а — для модели генератора 14 В; б — для модели генератора 28 В
549
Применение методики оценки для двух БЭК с питающим напряжением 12 и 24 В, показало, что положительный зарядный баланс достигается на минимальных оборотах двигателя: при питающем напряжении 12 В - если уровень мощности потребления менее 800 Вт, а при напряжении 24 В соответственно при мощности потребления менее 1500 Вт. Таким образом, что при переходе на питающее напряжение 24 В энергообеспеченность автомобиля достигается на всем интервале времени поездки.
3000
Рис. 14. Линии пересечения поверхностями плоскости нуля для генераторов на 14 В (синяя линия) и для генератора на 28 В (оранжевая линия)
Влияние уровня напряжения бортовой сети автотранспортного средства на режим заряда аккумуляторной батареи в динамике. По рис. 13 можно сделать вывод, что повышение уровня напряжения бортовой сети автотранспортного средства позволяет обеспечить эффективный заряд аккумуляторной батареи во всех режимах эксплуатации. Однако особенности работы АКБ накладывают свои ограничения на этот процесс. Рассмотрим различные алгоритмы решения задачи повышения энергообеспеченности бортовой сети автотранспортного средства. Так как ключевым параметром положительного зарядного баланса является соотношение мощностей генератора и потребителей, решение задачи повышения энергообеспеченности может быть достигнуто либо повышением максимального вырабатываемого генератором тока, либо изменением уровня напряжения бортовой сети. Рассмотрим два решения с точки зрения эффективности заряда АКБ.
Повышение уровня вырабатываемого генератором тока. Данное решение выглядит привлекательным исходя из простоты реализации. Для повышения энергообеспеченности можно поставить на автомобиль генератор с большим максимально вырабатываемым током. В этом случае поверхность тока заряда сместиться вверх и эффективный заряд будет обеспечиваться на большей «территории» режимов эксплуатации. Однако это приведёт к тому, что в других режимах эксплуатации максимальный ток будет высоким. С одной стороны это потребует ограничение тока зарядки АКБ, с другой повысятся требования к силовым проводам генераторной установки. На сегодняшний день именно такое решение применяется, и оно, как было указано выше, уже достигает допустимых пределов по токовой нагрузке.
Повышение уровня напряжения. Повышение уровня напряжения бортовой сети автомобиля решает проблему зарядного баланса более «бережно». Так как при сохранении максимального вырабатываемого генератором тока, ток потребителей значительно снижается. При этом поверхность тока заряда АКБ меняет угол наклона в меньшую сторону. Важно заметить, что для АКБ крайне важен ток заряда - чем он ни-
же, тем качественнее заряд. То есть гораздо эффективнее заряжать аккумуляторную батарею малым током долгое время, нежели большим током малое время. При повышении уровня напряжения бортовой сети автотранспортного средства ток заряда становится более постоянным во всех режимах эксплуатации. Получим зависимости тока заряда элементов АКБ для двух рассмотренных генераторов.
Список литературы
1. ГОСТ Р 41.83-2004 (Правила ЕЭК ООН № 83). Единообразные предписания, касающиеся сертификации транспортных средств в отношении выбросов вредных веществ в зависимости от топлива, необходимого для двигателей. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. 36 с.
2. Строганов В.И., Козловский В.Н. Моделирование систем электромобилей и автомобилей с комбинированной силовой установкой в процессах проектирования и производства: Монография. Москва, 2014.
3. Козловский В.Н. Комплекс электронных систем управления движением легкового автомобиля с комбинированной силовой установкой. Часть 2. / В.Н. Козловский, В.И. Строганов, В.В. Дебелов, М.А. Пьянов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2014. Т. 10. № 2. С. 19-28.
4. Козловский В.Н. Моделирование электрооборудования автомобилей в процессах проектирования и производства: Монография. Тольятти, 2009.
5. Козловский В.Н. Обеспечение качества и надежности системы электрооборудования автомобилей // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Моск. гос. автомобил.-дорож. ин-т (техн. ун-т). Тольятти, 2010.
6. Козловский В.Н. Имитационная модель зарядного баланса автомобильного электрооборудования / В.Н. Козловский, Д.И. Гурьянов, А.Д. Немцев // Автотракторное электрооборудование. 2002. № 5-6. С. 12.
7. Козловский В.Н. Математическая имимтационная модель оценки зарядного баланса автомобиля / В.Н. Козловский, У.В. Брачунова, А.В. Крицкий, А.С. Саксонов // Грузовик. 2021. № 7. С. 17-26.
8. Дебелов В.В., Козловский В.Н. Вопросы моделирования и реализации системы управления зарядным балансом в автомобилях с комбинированной энергоустановкой. Самара, 2020.
9. Дебелов В.В. Управление зарядным балансом аккумулятора в низковольтной бортовой сети в условиях низких температур и при глубоком разряде аккумуляторной батареи / В.В. Дебелов, А.Н. Малышев, О.А. Чехранова, О.А. Джоджуа, В.Н. Козловский // Форум инновационных транспортных технологий. Наземные интеллектуальные транспортные средства и системы. Объединённый международный онлайн форум. 2020. С. 1364-1383.
10. Козловский В.Н. Имитационное математическое моделирование при решении задач по оценке зарядного баланса автомобильной техники / В.Н. Козловский, А.П. Новикова, Р.М. Самерханов // Электроника и электрооборудование транспорта. 2019. № 2. С. 30-34.
Брачунова Ульяна Викторовна, аспирант, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Козловский Владимир Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Шакурский Максим Викторович, д-р техн. наук, профессор, vigorsilentium@,mail.ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Васин Сергей Александрович, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
METHODOLOGY FOR ASSESSING THE ENERGY SUPPLY OF THE ON-BOARD ELECTRICAL COMPLEX OF PASSENGER CARS AT DIFFERENT LEVELS OF RATED
VOLTAGE
U.V. Brachunova, V.N. Kozlovsky, M.V. Shakursky, S.A. Vasin
The article presents the results of the development and implementation of a methodology for assessing the energy supply of the on-board electrical complex of passenger cars at various levels of nominal voltage.
Key words: motor vehicle, on-board electrical complex, energy supply.
Brachunova Uliana Viktorovna, postgraduate, [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical University,
Kozlovsky Vladimir Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical University,
Shakursky Maxim Viktorovich, doctor of technical sciences, professor, vigorsilenti-um@,mail.ru, Russia, Samara, Samara State Technical University,
Vasin Sergey Alexandrovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.31
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-8-552-553
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ДУГОВЫХ
СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
А.В. Вынгра, М.В. Кучерюкова, Д.В. Пелепаченко
Дуговые сталеплавильные печи (ДСП) широко используются в сталелитейной промышленности. Такие нагрузки вызывают пульсации напряжения и гармонические составляющие в сети, которые уменьшают эффективность энергосистемы предприятия и снижают коэффициент мощности. В статье рассмотрено построение модели для изучения влияния дуговой печи на энергосистему. Производен анализ показателей качества электроэнергии при работе ДСП на основе имитационной модели, реализованной в Matlab/Simulink. Модель дуги ДСП основана на частичной линеаризации вольт-амперной характеристики дуги. Так же, в исследуемой модели параллельно с ДСП добавлен статический компенсатор реактивной мощности (СКРМ) на основе активного фильтра. Произведено сравнение показателей качества электроэнергии при работе ДСП напрямую от источника и с добавлением СКРМ. Моделирование показало, что СКРМ позволяет снизить суммарный коэффициент гармонических составляющих более чем на 2,5 %.
Ключевые слова: дуговая сталеплавильная печь, моделирование, качество электроэнергии, активный фильтр.
С начала двадцатого века электродуговые печи широко использовались в промышленности для производства стали. Они используют тепло электрической дуги для достижения температуры, достаточной для расплавления металла. Благодаря своей гибкости электродуговая печь позволяет упростить процесс производства стали. Кроме
552
