Комбинированные источники питания тяговых электроприводов

В качестве источника энергии тягового привода подвижного состава могут использоваться несколько видов или типов установок, работающих поочередно либо одновременно, дополняя друг друга. В этом случае источник выступает как комбинированный.

Внешняя характеристика комбинированной энергоустановки (КЭУ) с первым сочетанием источников энергии, когда используют, например, два различных типа ТАБ, обусловлена их свойствами и представляет собой нелинейную функцию нагрузки ТЭД и времени работы привода в режимах тяги и рекуперативного торможения. Поэтому определяющим критерием при оценке подобной энергоустановки остается обеспечение максимального пробега транспортного средства при наиболее рациональном использовании запасенной энергии.

В КЭУ со вторым сочетанием источников, где пусковой источник — ТАБ, а тяговый — теплоэлектрический преобразователь (ТЭПр), аккумуляторная батарея работает непродолжительное время, имеет сравнительно небольшой запас энергии и обеспечивает в основном требуемую динамику разгона подвижного состава, а его общий пробег за транспортный цикл осуществляется за счет энергии ТЭПр, у которого способы пополнения запаса энергии (топлива) и влияние режимов на внешние характеристики нс являются определяющими показателями. Иначе: внешние характеристики КЭУ обусловлены как типом применяемых источников и их режимами в течение транспортного цикла транспортного средства, так и соответствующим сочетанием свойств и характеристик каждого из них.

Внешние характеристики двух указанных типов КЭУ приведены на рис. 5.26 и 5.27 (для упрощения характеристики ТАБ показаны линейными). Внешние характеристики ТАБ и КЭУ показаны для моментов начала и конца цикла t_KOВ рабочем интервале токов /кэушт до Лсэутах характеристики пускового источника определяются положением кривых /4i#i_lia4Di"_a4 и /*i?,_Ko"D_lKo" тягового аккумулятора, а также ^ 2ft начинай и А&ктЛкж" теплоэлектрического преобразователя A2B2D2. При выборе пускового источника следует обеспечивать выполнение условия /_ЭУ| _тах > /кЭУ maxЗапас ПО току /_Эу, _тах — /_ЮУ max ДОЛжен быть таким, чтобы при пуске электромобиля на зажимах КЭУ было необходимое напряжение ?/юу> соответствующее ординатам точек AB_m4D_mH (рис. 5.26 и 5.27). Тогда внешние характеристики КЭУ суть кривые ^1^и"ачС_нач^2"ач, AB_]2H^C_mHD₂ В момент /_нач и кривые АВ^конб-'кон^^кон" AB_2kohC_ko«D2 в момент t_KOH.

На рис. 5.26 и 5.27 приведены также зависимости /Sу (/эу), соответствующие началу и концу транспортного цикла.

Рис. 5.26. Внешняя характеристика КЭУ с двумя ТАБ.

Рис. 5.27. Внешняя характеристика КЭУ сТЛБи ТЭПр.

На транспортном средстве с КЭУ источники энергии могут питать ТЭД одновременно или поочередно. При одновременной работе (рис. 5.28, а) один из источников энергии (здесь ТЭПр) функционирует непрерывно при постоянной мощности генератора Р_г. Требуемая в течение времени Т_п пуска и разгона максимальная мощность Рэу1 max достигается суммированием мощности Р_г и разрядной мощности аккумуляторной батареи Pjаб (0> обеспечивая тяговый привод энергией Л", затрачиваемой на разгон подвижного состава до установившейся скорости v_yCT. По окончании разгона в момент времени t — t ТАБ отключаются, а постоянная скорость движения в течение времени Т_уС1 поддерживается за счет энергии Л_ус7, вырабатываемой генератором. В момент времени t = Ь подвижной состав переводится в режим выбега, в течение которого (в период Т_в) производится подзаряд ТАБ. Далее в интервале времени Г_т идет процесс торможения.

Энергия Л_1ар, которую вырабатывает генератор, расходуется на подзаряд батареи: в период времени Т_усх- за счет мощности Р_{Г ир} = = Р_г — Рг_Уст, а в период времени Т_в + Т_л + Т₀ — за счет мощности Р_г.

Рис. 5.28. Режимы работы КЭУ.

Рис. 5.27. Внешние характеристики КЭУ с ТЛЬ и ТЭПр в трехмерном изображении.

При поочередной работе источников (рис. 5.28, б) в течение периода времени Т" работает только ТАБ и по достижении скорости v_ycT включается второй источник, а батарея отключается. Поддержание заданной скорости подвижного состава, а также подзаряд ТАБ в период времени Г_уст осуществляется за счет энергии генератора, развивающего мощность Р_г устВ период времени Т_ъ + Т_т + Т₀ происходит восполнение запаса энергии батареи.

Для КЭУ с пусковым (ТАБ) и тяговым (ТЭПр) источниками, работающими одновременно (рис. 5.29), предельная внешняя характеристика в трехмерной системе координат (1/_эу, /_эу, /) соответствует поверхности -5начРнач^нач^нач^нач^ко"Г)_КоиСконР|<�ои‘5конЗдвСЬ ОТреЗКИ А начиная «= ^_kohSkoh соответствуют напряжению t/_TABmin;