Электромагнитные процессы в универсальном полупроводниковом преобразователе для транспортных бортовых систем хранения электрической энергии

Авторы

  • Борис Николаевич Лобов Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова
  • Станислав Алексеевич Теличенко Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
  • Виктор Валерьевич Никитин Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
  • Павел Григорьевич Колпахчьян Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
  • Андрей Михайлович Евстафьев Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2023-4-118-127

Ключевые слова:

полупроводниковый преобразователь постоянного напряжения, бортовые накопители энергии, гибридные тяговые энергетические установки

Аннотация

Применение бортовых накопителей энергии в составе тяговых электрических передач подвижного состава позволяет существенно повысить энергетическую эффективность транспортных средств. Важным элементом транспортной энергосистемы, совмещающим работу систем хранения энергии и потребителей, обеспечивающих тяговые и вспомогательные нужды, являются полупроводниковые преобразователи. Проанализированы электромагнитные процессы и выведены основные расчетные соотношения универсального двунаправленного полупроводникового DC-DC преобразователя, предназначенного для применения в составе гибридных тяговых энергетических установок подвижного состава. При анализе электромагнитных процессов в двунаправленном преобразователе использованы методы теории электрических цепей. Выполнен анализ электромагнитных процессов в универсальном двунаправленном преобразователе, работающем в повышающем, понижающем и повышающе-понижающем режимах. Получены расчетные соотношения, позволяющие определить параметры всех основных элементов силовой схемы преобразователя.

Биографии авторов

Борис Николаевич Лобов, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

д-р техн. наук, профессор кафедры «Электромеханика и электрические аппараты», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

Станислав Алексеевич Теличенко, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

заведующий лабораториями кафедры «Электрическая тяга», Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Виктор Валерьевич Никитин , Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

д-р техн. наук, профессор кафедры «Электротехника и теплоэнергетика», Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Павел Григорьевич Колпахчьян, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

д-р техн. наук, профессор кафедры «Электрическая тяга», Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Андрей Михайлович Евстафьев, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

д-р техн. наук, заведующий кафедрой «Электрическая тяга», Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Библиографические ссылки

Совершенствование тягового подвижного состава на основе современных технологий энергосбережения / А.М. Евста-фьев, Д.Е. Кирюшин, В.В. Никитин, О.Е. Пудовиков // Электротехника. 2021. № 2. С. 2 – 6.

Cтруктурные и схемные решения для транспортных гибридных силовых электроэнергетических установок / О.С. Ва-линский, А.М. Евстафьев, В.В. Никитин, С.А. Теличенко // Электроника и электрооборудование транспорта. 2019. № 5. С. 7 – 10.

Ogawa K., Yoneyama T., Sudo T., Kashiwagi T. Yamamoto T. Performance Improvement of Fuel Cell Hybrid Powered Test Railway Vehicle. QR of RTRI. Vol. 62, No 1, Feb. 2021. Pp. 16-21.

Перспективы развития тягового подвижного состава. Часть 1 / Т.С. Титова, А.М. Евстафьев, М.Ю. Изварин, А.Н. Сы-чугов // Транспорт Российской Федерации. 2018. № 6 (79). С. 40 – 44.

Перспективы развития тягового подвижного состава. Часть 2 / Т.С. Титова, А.М. Евстафьев, М.Ю. Изварин, А.Н. Сы-чугов // Транспорт Российской Федерации. 2019. № 2 (81). С. 52 – 55.

Titova T.S., Evstafev A.M., Pugachev A.A. Improving the energy efficiency of electric drives for auxiliary units of traction roll-ing stock. Journal of Physics: Conference Series. 2021. С. 042085.

Евстафьев А.М., Никитин В.В., Теличенко С.А. Преобразователи энергии для тяговых гибридных силовых установок электрического транспорта // Электротехника. 2020. № 2. С. 2 – 7.

Евстафьев А.М., Титова Т.С. Энергосберегающие технологии на тяговом подвижном составе: монография. СПб: ПГУПС, 2018. 165 с.

Теоретические основы математического моделирования процессов преобразования мощности в совмещенных энергети-ческих устройствах / С.Н. Иванов, К.К. Ким, О.В. Приходченко, А.А. Просолович // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре гос. техн. ун-та. 2020. Т. 1. № 1 (41). С. 37 – 44.

Хасиев В., Кулаков А. Расчет и схемотехника повышающих DC/DC преобразователей высокой мощности // Силовая электроника. 2008. № 4. С. 36 – 40.

Gregor, Raul & Toledo Gallardo, Sergio & Maqueda, Edgar & Pacher, Julio. (2023). Part I. Power Converters. Design based on SiC-MOSFETs Power Semiconductor Devices. www.researchgate.net. DOI: 10.20944/preprints202307.0423.v1.

Li, Xiang & Li, Daohui & Chang, Guiqin & Gong, Wei & Packwood, Matthew & Pottage, Daniel & Wang, Yangang & Luo, Haihui & Liu, Guoyou. (2022). High-Voltage Hybrid IGBT Power Modules for Miniaturization of Rolling Stock Traction Inverters. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 69. 1266-1275. DOI: 10.1109/TIE.2021.3059544.

Valinsky O.S., Titova T.S., Nikitin V.V., Evstaf’ev A.M. Modeling onboard energy storage systems for hybrid traction drives. Russian Electrical Engineering. 2020. Т. 91. № 10. С. 604 – 608.

Опубликован

28.12.2023

Как цитировать

(1)
Лобов, Б. Н.; Теличенко, С. А.; Никитин , В. В.; Колпахчьян, П. Г.; Евстафьев, А. М. Электромагнитные процессы в универсальном полупроводниковом преобразователе для транспортных бортовых систем хранения электрической энергии. electromeh 2023, 66, 118-127.

Выпуск

Раздел

Статьи