Исследование тормозных режимов работы подземного электровоза

Расчет и моделирование схемы питания на суперконденсаторх для асинхронного двигателя установленного на подземном электровозе.

Сокращения, обозначения ……………………………………. 10
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………….. 11
1.Торможение электродвигателей ……………………………….. 12
1.1. Механическое торможение ……………………………….. 12
1.2. Электрическое торможение ………………………………. 13
2. Управление двигателями …………………………………… 20
3. Электровоз ……………………………………………. 21
4.Оценка потребности ………………………………………. 24
5. Суперконденсаторы ………………………………………. 25
6. Разработка схемы ……………………………………….. 29
6.1. Схема питания асинхронного электродвигателя ………………….. 29
6.2. DC-DC преобразователь …………………………………. 30
6.3 Выбор электродвигателя …………………………………. 36
6.4 Выбор батареи аккумуляторов ……………………………… 38
6.5 Расчет аккумулятора ……………………………………. 39
6.6. Расчёт суперконденсатора ……………………………….. 41
6.7 Расчёт инвертора ……………………………………… 42
6.8 Расчет фильтра на выходе инвертора напряжения …………………. 43
7. Имитационное моделирование питание асинхронного электродвигателя ……… 45
8. Финансовый менеджмент ресурсоэфекттивность и ресурсосбережение ………. 48
8.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования ……………. 48
8.1.2. Анализ конкурентных технических решений …………………… 50
8.1.3 FAST-анализ ……………………………………….. 52
8.1.4 Диаграмма Исикава …………………………………… 57
8.1.5. SWOT-анализ ………………………………………. 57
8.2 Инициация проекта ……………………………………. 60
8.3. Планирование научно-исследовательских работ ………………….. 62
8.4. Бюджет научного исследования ……………………………. 65
8.5 Определение ресурсной и экономической эффективности исследования …… 71
9. Социальная ответственность ………………………………… 73
Заключение …………………………………………….. 88
Список публикаций студента ………………………………….. 89
Список использованных источников ……………………………… 89
Приложение А …………………………………………… 92
Сокращения, обозначения
АИН – Автономный инвертор напряжения
АЭД – Асинхронный электродвигатель
ДПТ – Двигатель постоянного тока
КПД – Коэффициент полезного действия
ПЧ – Преобразователь частоты
ТЭД – Тяговый электродвигатель
ШИМ – Широтно-импульсная модуляция
IGBT – Биполярный транзистор с изолированным затвором

В данной работе была спроектирована схема питания для асинхронного
электродвигателя с аккумуляторными батареями и блоком
суперконденсаторов. Использование блоков суперконденсатора позволяет
использовать энергию рекуперации в полной мере.За счет того что
суперконденсаторы могут принять большие токи, а аккумуляторные батареи
нет. Это помогоет продлить срок службы аккумуляторных батарей на
электровозе.
Определены параметры для компонентов схемы таких как: автономный
инвертор напряжения,DC-DC преобразователь, электродвигатель, батарея и
суперконденсатор.
Компьютерная модель собранная в Simulink позволяет увидеть как
конденсатор работает в разных режимах и как на это реагирует двигатель.
Список публикаций студента

Поморцев Александр Иванович. Емкостной накопитель энергии на
суперконденсаторах для электротранспорта [Электронный ресурс] / А. И.
Горшенина, А. И. Поморцев; науч. рук. А. Г. Юдинцев, С. Н. Кладиев //
Энергетика и энергосбережение: теория и практика сборник материалов III
всероссийской научно-практической конференции, 13-15 декабря 2017 г.,
Кемерово: / Кузбасский государственный технический университет (КузГТУ)
. — Кемерово : Изд-во КузГТУ , 2017 . — [4 с.] . — Заглавие с экрана. —
[Библиогр.: 2 назв.]. — Свободный доступ из сети Интернет.

1. Степаненко В.П., Сорин Л.Н. Энергоэффективность подземной
локомотивной откатки с гибридными накопителями энергии — 2015. — № 6.
— С. 135-140.
2.СтепаненкоВ.П.,СоринЛ.Н.Актуальностьресурсо-и
энергосбережения подземных рудничных локомотивов с комбинированными
накопителями энергии — 2015. — № 5. — С. 323—328.
3. Степаненко В.П., Белозеров В.И. Применение комбинированных
энергосиловых установок горнотранспортных машин — 2015. — № 2. — С.
174-181.
4. Степаненко В.П. Применение комбинированных энергосиловых
установок в горной промышленности— 2014. — № 11. — С. 322—328.
5. Степаненко В.П., Белозеров В.И., Сорин Л.Н. Перспективы
применениякомбинированныхнакопителейэнергиинакарьерном
железнодорожном транспорте — 2015. — № 5. — С. 317—322.
6. Степаненко В.П. Электровозная откатка на урановых рудниках
Советско-германского акционерного общества «Висмут». 1980—1987 гг.—
2015. — № 6. — С. 141-150.
7. Степаненко В. П. Исследование зависимости коэффициента
сцепления рудничных электровозов от абразивности горных пород— 2015.
— № 2. — С. 168-173.
8. Белозеров В.И., Степаненко В.П. Потребность создания карьерных
локомотивов с накоплением энергии -2014. – № 5. – С. 76.
9. Шевлюгин М.В. Ресурсо- и энергосберегающие технологии на
железнодорожномтранспортеивметрополитенах,реализуемыес
использованиемнакопителейэнергии.Авторефератдиссертациина
соискание ученой степени д.т.н. — М.: МГУПС (МНИТ), 2009. — С. 51.
10. Денщиков К.К. Комбинированные энергетические установки на
основе суперконденсаторов Москва, 22—26 марта 2008 г. — М., 2008
11. Варакин И.Н.. Менухов В.В., Самитин В. В. Перспективы
применения электрохимических конденсаторов в составе комбинированных
энергосиловых установок
12. Степаненко В.П., Иващенко В.В., Чуприн В.П., Ремизов И.П.
Патент SU 1700646 A1 H 01 M 10/42 от 29.09.1989. Полезная модель. Способ
подготовки разряженной шахтной аккумуляторной батареи к работе.