Registration Number
0826U001112, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
10-06-2026
popup.evolution
o
Title
Improving the energy conversion efficiency in the electromechanical system of passenger electric transport rolling stock
Author
Heorhii V. Veshchykov,
popup.head Mykola Y. Ostroverkhov
popup.opponent Leonid I. Mazurenko
popup.opponent Valerii B. Budnychenko
popup.review Mykhailo A. Kovalenko
popup.review Vladyslav V. Mykhailenko
popup.rada
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Description
Сучасні електромеханічні системи рухомого складу пасажирського електротранспорту працюють в умовах змінних навантажень, пікових струмів і нестабільного електропостачання, що знижує ефективність перетворення енергії. Перспективним напрямом підвищення енергоефективності є використання автономних джерел живлення на основі акумуляторів і суперконденсаторів, а також застосування магнітних редукторів для зменшення динамічних навантажень.
Поєднання автономного живлення та магнітних редукторів у системах електротранспорту потребує дослідження з метою визначення раціональних параметрів і режимів роботи для підвищення ефективності перетворення енергії.
Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності перетворення енергії в електромеханічній системі рухомого складу пасажирського електротранспорту основі аналізу енергетичних процесів системи за рахунок удосконалення режимів роботи, застосування магнітного редуктора в умовах автономного електроживлення та високодинамічного навантаження.
Наукова новизна одержаних результатів:
1. Вперше встановлено залежність ефективності перетворення енергії в електромеханічної системи рухомого складу метрополітену в режимі рекуперації від швидкісного режиму гальмування при автономному живленні від батареї суперконденсаторів, що дозволяє визначити параметри швидкісного діапазону рекуперації для підвищення ефективності перетворення енергії за робочий цикл.
2. Вперше отримано залежності показників реакції на динамічні збурення електромеханічної системи рухомого складу пасажирського електротранспорту від параметрів магнітного редуктора, що дозволяє визначити раціональні значення коефіцієнту жорсткості та демпфування магнітної передачі та дає змогу підвищити ефективність перетворення енергії.
3. Вперше отримано аналітичні залежності між параметрами жорсткості та демпфування магнітної передачі електромеханічної системи рухомого складу пасажирського електротранспорту, які визначають тип перехідного процесу та характер реакції на керуючі та збурюючі впливи, що дозволяє цілеспрямовано формувати характер зміни моменту тягового електропривода, зменшити вплив збурень моменту навантаження та покращити кількісні показники якості керування електромеханічною системою.
4. Отримала подальший розвиток методологія аналізу енергоефективності електромеханічної системи рухомого складу пасажирського електротранспорту в частині урахування впливу стратегій керування тяговим електроприводом з доповненою магнітною передачею, що дозволяє визначити показники споживання електроенергії і ККД та зменшити споживання електроенергії за інших однакових умов.
Результати роботи можуть бути використані при проектуванні та модернізації електромеханічних систем рухомого складу електротранспорту для підвищення енергоефективності та надійності.
Встановлена кількісна залежність ефективності перетворення енергії від швидкісного режиму рекуперативного гальмування дозволяє визначити раціональний швидкісний діапазон рекуперації для конкретного типу рухомого складу та умов експлуатації. Це забезпечує можливість формування алгоритмів керування, спрямованих на максимізацію повернення енергії до батареї суперконденсаторів у межах робочого циклу руху та зменшення втрат енергії при автономному живленні.
Отримані залежності показників реакції електромеханічної системи на динамічні збурення від параметрів магнітного редуктора створюють підґрунтя для інженерного вибору раціональних значень коефіцієнтів жорсткості та демпфування магнітної передачі. Практична реалізація цих рекомендацій дозволяє зменшити амплітуду коливань моменту, обмежити пікові навантаження в тяговому електроприводі та знизити втрати енергії в перехідних режимах.
Аналітичні залежності між параметрами жорсткості та демпфування магнітної передачі, що визначають тип перехідного процесу, можуть бути використані при створенні систем тягового електроприводу для цілеспрямованого формування аперіодичного перехідного процесу зміни моменту. Це забезпечує підвищення якості керування, зменшення впливу збурень моменту високодинамічного навантаження, зниження перевантажень і, як наслідок, підвищення надійності та ресурсу обладнання рухомого складу.
Розвиток методології аналізу енергоефективності з урахуванням впливу стратегій керування та інтеграції магнітного редуктора дозволяє комплексно оцінювати показники споживання електроенергії, ККД електромеханічної системи та ефективність рекуперації в межах заданого робочого циклу. Запропонований підхід може бути використаний при розробці нових, більш енергоефективних методів керування.
Registration Date
2026-04-20
popup.nrat_date
2026-04-20 / 2026-07-02
