CC BY
83
рование разработанной системы показали высокую эфективность при различных типов данных с различной интенсивностью.
Список литературы:
1. Yaser Sheikh. Background Subtraction for Freely Moving Cameras. Yaser Sheikh, Omar Javed, Takeo Kanade// Robotics Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA 15213 2 ObjectVideo Inc., Reston, VA 20191. http://www.cs.cmu.edu/~yaser/SheikhJavedKanade_ICCV_2009.pdf.
2. Jeisung Lee and Mignon Park. An Adaptive Background Subtraction Method Based on Kernel Density Estimation // Sensors 2012. pp 12279-12300.
3. R. Jain and H. Nagel. On the analysis of accumulative difference pictures from image sequences of real world scenes. IEEE TPAMI, 1979.
4. D. Koller, J. Weber, T. Huang, J. Malik, G Ogasawara, B. Rao, and S. Russell. Towards robust automatic traffic scene analysis in realtime. ICPR, 1994.
5. Isaac Cohen. Detecting and Tracking Moving Objects for Video Surveillance. Isaac Cohen, G'erard Medioni // IEEE Proc. Computer Vision and Pattern Recognition Jun. 23-25, 1999. Fort Collins CO.
6. Чан, Ван Фу. Обзор архитектур систем поддержки принятия решений, использующих аналитику данных в режиме реального времени / Ван Фу Чан, М.В. Щербаков, Туан Ань Нгуен // Известия ВолгГТУ Сер. Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах. - Волгоград, 2016. - № 3 (182). - C. 95-100.
НОВЫЙ СПОСОБ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ
© Пляскин Н.Н.1
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, г. Томск
Описывает альтернативное устройство зарядное, нового поколения. Выявлены преимущества его использования. Определены перспективы применение в стационарном режиме и в автомобиле. Сформулированы конкурентные преимущества.
Ключевые слова электричество, химические источники тока, аккумуляторы, катушка, импульс, инновация, альтернатива, перспектива, коммерциализация.
Электричество - это слово произошло от др. греческого слова (^Хектрж электрон) - янтарь [1]. Как и янтарь, электричество и всё, что с ним связано завораживало и притягивало человечество с незапамятных времён. Ранние
1 Техник кафедры Управления инновациями.
эксперименты эпохи античности в VII веке до н.э., такие, как опыты Фалеса с янтарными палочками, были фактически первыми попытками изучения вопросов, связанных с производством электрической энергии. Эти эксперименты по праву можно считать отправной вехой в познании всего, что связано с электричеством. Пытливый человеческий разум, расставил ещё немало вех в этом познании в плоть до наших дней, но мы пропустим эти подробности. И остановимся на одной из вех, стоящей в 1800 году, когда итальянец Вольта изобретает первый источник постоянного тока - гальванический элемент [2].
Технический прогресс и инновации не стоят на месте и в настоящее время практически нет такой сферы деятельности человека, где бы не применялись химические источники тока, а устройства, химические процессы в которых являются обратимыми, называются аккумуляторы. Они занимают лидирующие позиции по применению в различных областях деятельности, таких как:
1. Все виды автотранспорта и электротранспорта.
2. Альтернативная энергетика.
3. Медицина.
4. Измерительные приборы.
5. Системы связи.
6. Водоснабжение и отопление.
7. Системы безопасности.
Практически, аккумуляторные батареи (далее по тексту - АКБ) являются основным элементом запуска, накопления и резервирования, в выше указанных областях [3]. Без преувеличения будет сказано, что АКБ стала сердцем многих устройств. И от того как мы производим зарядку АКБ, зависит её ёмкость и срок эксплуатации, а также выполнит ли батарея возложенные на неё обязанности, от этого порой зависит и человеческая жизнь. В наши дни производится и используется до 11 типов АКБ [4]. Так как нашей целью является рассмотрение нового типа зарядного устройства, предпочитаю остановиться на одном из распространённых типов АКБ, а именно свинцовом аккумуляторе.
В настоящее время существует несколько способов зарядки восстановления и профилактики данных АКБ [5].
1. Зарядка при постоянном токе.
2. Контрольно-тренировочный цикл (КТЦ).
3. Зарядка при постоянном напряжении.
4. Зарядка импульсным током.
5. Зарядка ассиметричным током.
Подробное рассмотрение типовых способов зарядки применяемых в широко используемых ЗУ позволило нам сделать некоторые однозначные выводы о их недостатках.
- Установлено что, зарядка чрезмерно большим током приводит к деформации пластин и даже к их разрушению.
- Во время зарядки происходит выделение газов.
- Температура электролита при заряде поднимется выше + 45 °С.
- Необходимо периодически проверять плотность электролита во время зарядки.
- Повторение форсированного заряда и КТЦ, значительно снижает срок службы АКБ.
- Не эффективно устраняется сульфатация пластин АКБ.
- Происходит не полная зарядка АКБ при использовании лишь одного из способов зарядки, отсюда вытекает необходимость чередования этих способов зарядки, что увеличивает время и стоимость обслуживания АКБ.
Схемотехника современных типовых зарядных устройств предусматривает отдачу больших зарядных токов в различных режимах, которые протекая через электролит сообщают системе энергию активации намного превышающую необходимую для запуска процесса электролиза.
Избыточная, электрическая энергия, преобразуется в тепловую, происходит нагрев электролита, часть энергии расходуется на электролиз воды и происходит «выкипание электролита».
Исследовав типовые зарядные устройства, в которых используется схе-магическое решение позволяющее производить зарядку АКБ большими токами, мы пришли к выводу, что такая ситуация сложилась из-за неполной изученности вопроса обратимого электрохимического процесса и как следствие ошибочного представления о том, что если АКБ является источником тока, то и восстанавливать его ёмкость необходимо тоже электрическим током, пусть и на порядок меньшим чем заявленная емкость АКБ.
Такая тенденция сохранилась с 1859 когда Гастон Планте, сотрудник лаборатории Александра Беккереля, сконструировал первый кислотный аккумулятор, и до настоящего времени.
Поэтому, теорию по зарядке свинцового аккумулятора нельзя считать законченной.
В рассматриваемом импульсном зарядном устройстве (ИЗУ), за основу нами были взяты процессы, описанные и разработанные изобретателем Джоном Бедини. Он сконструировал целый ряд схем импульсного генератора, основанных на многониточных дроссельных катушках, описанных в его патентах, US-Патент № 6,545,444 (8 апреля 2003), устройство и метод для использования однополюсного роторного мотора, чтобы создать обратную ЭДС для заряда батареи (Джон Бедини, Bedini Technology, Inc. (Couer d'Alene, ID)) [6].
Рассмотрев работу данных устройств, мы решили отказаться от вращающихся частей, описанных в его патентах и считаем возможным исполь-
зования генератора импульсов, вместо постоянных магнитов, короткие импульсы от генератора подаются на затвор полевого MOSFET транзистора. При открывании транзистора через катушку протекает электрический ток и происходит её насыщение. Когда транзистор быстро закрывается происходит выброс энергии накопленной катушкой. Нами взята за основу, схема, состоящая из быстродействующего транзистора, катушки и диодов (рис. 1).
Рис. 1. Базовая схема
В следствии резкого переключения на выходе ИЗУ получается очень короткий, слаботочный, высоковольтный импульс до 1000 вольт, с крутыми фронтами.
В данном ИЗУ будет предусмотрена возможность изменения частоты, амплитуды и длительности импульса или стробирование пакетов импульсов, а также контроль плотности и температуры электролита, напряжения и ёмкости АКБ в процессе зарядки.
При подаче высоковольтного импульса в аккумулятор, между его пластина возникает электрическое поле высокой напряжённости. Таким образом ионам (заряды) в электролите сообщается энергия активации, для запуска электрохимической реакции электролиза в АКБ (рис. 2).
ИОН
о
Время процесса
Рис. 2. Получение ионами энергии активации
В следствии такого щадящего, но интенсивного воздействия на обратимый химический процесс, происходящий в АКБ, происходит ревитализация батареи, а именно с каждым циклом зарядки, будет увеличиваться ёмкость батареи пока не будет достигнуто определённое значение максимально возможное для данного типа АКБ. И как следствие, увеличится время работы АКБ в режиме источника тока. Преимуществами использования данного ИЗУ являются:
1. Низкое потребление электрического тока.
2. Не происходит нагрев электролита.
3. Не происходит газовыделение.
4. Эффективно устраняется сульфатация пластин.
5. Поддержание ёмкости АКБ весь срок эксплуатации.
6. Предотвращение простоя или выхода из строя дорогостоящего оборудования.
7. Уменьшение затрат на обслуживание и утилизацию АКБ.
В перспективе развития и увеличения количества электротранспорта ближайшие 10-20 лет, да и эксплуатируемого в настоящее время и как следствие, увеличения объемов выпуска аккумуляторных батарей, данный вид ИЗУ имеет высокий коммерческий и экономический потенциал применения.
Одно из направлений настоящего проекта - вариант применения ИЗУ с установкой непосредственно в автомобиле, что приведет к многолетней работе АКБ автомобиля без специального периодического обслуживания.
Большие возможности использования данного ИЗУ, просматриваются в альтернативной энергетике, а именно в таких направлениях как ветроэнергетика и солнечная энергетика. В каждом из этих способов производства электрической энергии, основным элементом установки является АКБ, являющийся накопителем и основным источником ЭДС для потребителя в данных установках. При отсутствии прямых солнечных лучей (пасмурная погода) или во время дебета движения воздушных масс, вышеуказанные установки вырабатывают недостаточное количества электрического тока, что не обеспечивает полный цикл зарядки АКБ и как следствие, сокращается время отдачи ЭДС от АКБ потребителю, по причине недобора емкости АКБ [7]. А так как данное ИЗУ потребляет минимальное количества электрического тока, использование его несомненно перспективно и целесообразно.
Достоинства данного типа ИЗУ определяют его конкурентные преимущества на разнообразных рынках электроники не только для зарядки батарей рассмотренного типа, но и других АКБ. Вследствие этого данный инновационный проект «Новый способ зарядки аккумуляторов» имеет высокий коммерческий и экономический потенциал и хорошие перспективы коммерциализации.
Список литературы:
1. Толковый словарь [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://tolk-slovar.ru/ie944.html (дата обращения: 01.03.2016).
2. Википедия [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipe-dia.OIg/wiki/Гальванический_элемент (дата обращения: 01.03.2016).
3. Дистрибьютер «Энергон» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.yuasa.ru/sfery-primeneniya/ (дата обращения: 01.03.2016).
4. Универсальная техническая библиотека [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://libbib.org/batarejki-i-akkumulyatory-spravochnik-lavrus-v-s/ (дата обращения: 01.03.16).
5. Автомобильный портал [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ufacars.ru/index.php?id=4733&option=com_content&task=view (дата обращения: 01.03.16).
6. Патент оригинал [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.free-energy.ws/pdf/bedini6545444.pdf (дата обращения: 01.03.16).
7. иМБОЬЕХ: плюсы и минусы солнечной энергии и энергетики [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://unisolex.com/info/articles/solar-ener-gy-pros-and-cons/ (дата обращения: 01.03.16).
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ ВАГОНОВ МЕЖДУ СТРАНАМИ С РАЗЛИЧНОЙ ШИРИНОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ КОЛЕИ
© Пушкарёва Л.И.1
Сибирский государственный университет путей сообщения, г. Новосибирск
В статье рассмотрены способы и виды технических устройств для передачи грузовых вагонов через границу стран с разной шириной железнодорожной колеи, проведен анализ особенностей технологии передачи вагонов, перегрузки грузов, даны рекомендации по определению полезной длины перегрузочных фронтов.
Ключевые слова пограничная перегрузочная станция, ширина колеи, пути перегрузки, пункты перестановки вагонов, полезная длина пути, длина погрузочно-выгрузочного фронта.
Отличительной особенностью перегрузочных пограничных станций является разная ширина колеи путей по обеим сторонам государственной границы. В зависимости от годовых объемов передачи вагонов через границу станции оснащаются специальным оборудованием. На перегрузочных пограничных станциях со значительным и стабильным объемом передаваемых на другую колею вагонов, помимо или вместо перегрузочных пунктов могут устраиваться пункты перестановки тележек колесных пар вагонов ППВ
1 Старший преподаватель кафедры «Железнодорожные станции и узлы».
