Способ управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой

Способ управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а более точно - к тяговому подвижному составу железных дорог.

Известен способ управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой путем изменения числа одновременно работающих тяговых двигателей (см., например, статью Пырова А.Е. «Современные системы управления электровозами» в журнале «Железнодорожный транспорт» №2, 2005, с. 64-66).

Данный способ выбран в качестве прототипа. Недостатком прототипа является то, что для управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой изменение числа одновременно работающих тяговых двигателей осуществляется из кабины машиниста вручную.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка в разработанном способе управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой.

Решение данной технической задачи достигается тем, что в предлагаемом способе управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой отключение или подключение тяговых двигателей происходит автоматически в соответствии с закономерностью, представленной в форме функциональной зависимости эксплуатационного коэффициента полезного действия локомотива η от коэффициента использования мощности γ вида , где k₁ и k₂ – коэффициенты, определяемые в ходе тягово-энергетических испытаний локомотива, введенные в программу бортового компьютера локомотива, определяющей минимально достаточное число работающих тяговых двигателей, что обеспечивает увеличение коэффициента использования мощности и тем самым повышение значения коэффициента полезного действия (КПД) локомотива до уровня, близкого к номинальному.

Графическая часть описания изобретения содержит зависимость η=γ/(k₁⋅γ+k₂), представленную на фиг. 1.

Не ограничивая общности, рассмотрим пример практической реализации данного способа управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой.

Число тяговых двигателей локомотива в общем случае обозначим как N_Σ (фиг. 1), в данном конкретном примере для определенности примем N_Σ=8. Номинальную мощность одного тягового двигателя обозначим как P_ТЭД. Тогда полная номинальная мощность локомотива составит Р_Σ=N_Σ⋅P_ТЭД.

Предположим, что в некоторый момент времени мощность, фактически затрачиваемая локомотивом на тягу при работе всех двигателей, составляет Р_Ф=γ_Σ⋅P_Σ, где γ_Σ - коэффициент использования мощности (КИМ) локомотива. В соответствии с фиг. 1 γ_Σ=ОА₁. Этому режиму соответствует эксплуатационный КПД локомотива η_Σ=А₁А.

При использовании заявляемого способа управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой программа бортового компьютера в соответствии с зависимостью η=γ/(k₁⋅γ+k₂) определяет минимально достаточное число работающих тяговых двигателей (фиг. 1), это число равно двум, N_min=2, и отключает остальные тяговые двигатели. В этом случае мощность локомотива составит P_min=N_min⋅P_ТЭД.

Значение КИМ в данном режиме, при работе двух тяговых двигателей, составит γ_min=ОВ₁, а эксплуатационный КПД локомотива будет равен η=В₁В.

При использовании заявленного способа увеличение эксплуатационного КПД локомотива составит (фиг. 1) Δ_η=η-η_Σ=В₁В-А₁А, что принесет значительный экономический эффект.

По сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет адаптивно автоматически управлять энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой. Повышается эксплуатационный КПД локомотива, снижаются затраты энергии на тягу поездов. Автоматический адаптивный режим управления позволяет обеспечить быстроту и точность управления энергетической эффективностью локомотива, что дает значительный экономический эффект и исключает ошибки, возможные при ручном управлении из кабины машиниста.

Способ управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой путем регулирования числа одновременно работающих тяговых двигателей, отличающийся тем, что отключение или подключение тяговых двигателей происходит автоматически, в соответствии с закономерностью, представленной в форме функциональной зависимости эксплуатационного коэффициента полезного действия локомотива от коэффициента использования мощности вида , где и - коэффициенты, определяемые в ходе тягово-энергетических испытаний локомотива, введенные в программу бортового компьютера локомотива, определяющей минимально достаточное число работающих тяговых двигателей, обеспечивающих увеличение коэффициента использования мощности и тем самым повышение значения коэффициента полезного действия локомотива до уровня, близкого к номинальному.