Energy of starting up to speed of DC train
DOI:
https://doi.org/10.15802/etr.v0i9.51730Keywords:
energy, resistance movement, recovery, starting up, speed, train, supercapacitor, on-board storage system, the kinetic energyAbstract
In the last 20 ... 25 years the volume of recuperated electric energy is less than 2% of the consumed by traction, while it is possible to return about 10 ... 15%. The main reason is unsatisfactory and inefficient usage of recuperated and transmitted energy to the power supply system. The paper proposes to solve this problem and induce the efficiency and the degree of recuperated energy of DC multiple unit trains by the usage of on-board supercapacitive storage system. The methods of the electric traction theory and the theory of pulse electrical engineering are used for the problem solving. The developed methodology allows to calculate the energy, which is required to starting up the multiple unit train EPL2T to some speed 10 ... 80 km/h after its stopping. Furthermore, the capacity of the on-board storage is calculated in two cases of storing recuperated energy. The novelty of the paper is the new method for estimating energy, which is required to starting up (after the stopping) the train to a certain speed. The analytical expression of the capacity of the on-board storage system was achieved and calculated for the previously estimated energy. For the first time it was found that the energy, which was saved by the on-board supercapacitive storage system, is sufficient to start up the train to some speed and reach the characteristic of full field of the traction motors. The proposed autonomous mode of recuperative braking allows, at first, to increase significantly the efficiency of energy recovery, and secondly, to reduce the weight and size parameters of on-board storage supercapacitors.References
Костин, Н. А. Автономность рекуперативного торможения – основа надежной и энергоеффективной рекуперации на электроподвижном составе постоянного тока / Н. А. Костин, А. В. Никитенко // Залізничний транспорт України. – 2014. – №3(106) – С. 15-23.
Нікітенко, А. В. Збільшення об’єму рекуперованої електроенергії на електропоїздах постійного струму / А. В. Нікітенко, М. О. Костін // Залізничний транспорт України. – 2015. – №2(110).
Правила тяговых расчетов для поездной работы. – М. : Транспорт, 1985. – 287 с.
Гетьман, Г. K. Теория электрической тяги: монография / Г. K. Гетьман. – Дн-вск : Изд-во Маковецкий, 2011. Т. 1. – 456 с.
Розенфельд, В. Е. Теория электрической тяги / В. Е. Розенфельд, И. П. Исаев, Н. Н. Сидоров. – М. : Транспорт, 1983. – 328 с.
Астахов, Ю. Н. Функциональные возможности накопителей электрической энергии в энергосистемах / Ю. Н. Астахов, В. A. Веников, А. М. Иванов и др. // Электричество. – 1983. – №4. – С. 1-6.
Басов, Г. Г. Розвиток електричного моторвагонного рухомого складу: частина 2 / Г. Г. Басов, С. І. Яцько. – Харків : “Апекс+”, 2005. – 248 с.
Розенфельд, В. Е. Электропоезда постоянного тока с импульсными преобразователями / под. ред. В. Е. Розенфельда. – М. : “Транспорт”, 1976. – 280 с.
Штанг, А. А. Повышение эффективности электротранспортных систем на основе использования накопителей энергии: дис. … к-та техн. наук : 05.09.03 / Штанг Александр Александрович ; Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет». – Новосибирск, 2006. – 233 с.
Бирзниекс, Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока / Л. В. Бирзниекс. – М: Энергия, 1974. – 256 с.
REFERENCES
Kostin, Mykola Avtonomnost rekuperativnogo tormozheniya – osnova nadezhnoy i energoeffektivnoy rekuperatsii na elek-tropodvizhnom sostave postoyannogo toka [Recuperative braking autonomy is a basis of reliable and efficient energy recuperation in DC electric rolling stock] / Kostin Mykola, Nikitenko Anatolii // Zaliznychnyi transport Ukrainy [Railway Transport of Ukraine]. – 2014. – №3(106) – P. 15-23.
Nikitenko, Anatolii Zbilshennia obiemu rekuperovanoi elektroenerhii na elektropoizdakh postiinoho strumu [Raising of the recuperated electric energy amount in DC electric multiple-unit trains] / Anatolii Nikitenko, Mykola Kostin // Zaliznychnyi transport Ukrainy [Railway Transport of Ukraine]. – 2015. – №2(110).
Pravila tyagovykh raschetov dlya poezdnoy raboty [Rules of traction calculations for train operation]. – Moskow : Transport, 1985. – 287 p.
Getman, G. K. Teoriya elektricheskoy tyagi: monografiya [Electric Traction Theory: monograph] / G. K. Getman. – Dnipropetrovsk: Makovetskii Publishing, 2011. Volume 1. – 456 p.
Rozenfeld, V. E. Teoriya elektricheskoy tyagi: monografiya [Electric Traction Theory: monograph] / V. E. Rozenfeld, I. P. Isaev, N. N. Sidorov. – Moscow: Transport, 1983. – 328 p.
Astakhov, Y. N. Funktsionalnye vozmozhnosti nakopiteley elektricheskoy energii v energosistemakh [Functional Capabilities of Electric Energy Storage Elements in Power Systems] / Y. N. Astakhov, V. A. Venikov, A. M. Ivanov and others // Electricity. – 1983. – №4. – P. 1-6.
Basov, H. H. Rozvytok elektrychnoho motorvahonnoho rukhomoho skladu: chastyna 2 [Progress of Electric Multiple Unit Rolling Stock. Part 2] / H. H. Basov, S. I. Yatsko. – Kharkiv: “Apeks+”, 2005. – 248 p.
Rozenfeld, V. E. Elektropoezda postoyannogo toka s impulsnymi preobrazovatelyami [DC Multiple Unit Trains with Pulse Converters] / Edited by V. E. Rozenfeld. – Moscow : “Transport”, 1976. – 280 p.
Shtang, A. A. Povyshenie effektivnosti elektrotransportnykh sistem na osnove ispolzovaniya nakopiteley energii [Improving the Efficiency of Electric Transport Systems Using the Energy Storage Elements] : dissertation of the candidate of technical sciences : 05.09.03 / Shtang Alexander A. ; Novosibirsk State Technical University. – Novosibirsk, 2006. – 233 p.
Birznieks, L. V. Impulsnye preobrazovateli postoyannogo toka [DC pulse converter] / L. V. Birznieks. – M: Energiya, 1974. – 256 s.
Downloads
Published
Issue
Section
License
При направленні статті в редакцію, автор гарантує, що стаття надається для публікації уперше і раніше не була опублікована в інших виданнях повністю або частково.
Підписанням ліцензійного договору автор(и) підтверджує(ють), що має(ють) виняткове авторське право на статтю і передає(ють) невиняткові права на свою статтю видавництву журналу «Електрифікація транспорту» для публікації в черговому номері журналу. Автор(и) так само дає(ють) згоду на передачу і розміщення електронної версії своєї статті на сайтах баз даних, створюваних і поширюваних через Інтернет.