Efektywność energetyczna pojazdu szynowego w różnych warunkach obciążenia

• Autorzy: Jakubowski A. , Jarzębowicz L. , Karwowski K. , Wilk A.

Warianty tytułu

EN

Energy efficiency of rail vehicle under different load conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analizy dotyczącej wpływu ob-ciążenia na efektywność energetyczną miejskiego pojazdu szyno-wego. Obciążenie zależy od liczby pasażerów i od profilu prędko-ści – wyższa masa, prędkość i przyspieszenie wymagają większej siły pociągowej, a w konsekwencji wzrostu momentu obrotowego na wale silnika. Ponieważ liczba pasażerów zależy od pory dnia, a prędkość zależy od sytuacji online, uwzględniono odpowiednie warunki. Obliczenie biegu pojazdu przeprowadzono za pomocą modelu wbudowanego w Matlab/Simulink. Aby zbadać sprawność napędu, obliczono mapę wydajności silnika i straty falownika trak-cyjnego jako współczynnik zmiennej sprawności. Obliczenia prze-prowadzono dla różnych profili prędkości i warunków obciążenia, dostarczając informacji o zużyciu energii. Przedstawione wyniki i wnioski są podstawą do dalszych badań.

EN

This paper analyses how different traction drive load influences energy efficiency of urban rail vehicle. Load depends on the number of passengers and on the speed profile – heavier mass, higher speed and acceleration demand higher tractive effort, which means higher torque on motor shaft. Since number of passengers depends on time of the day, and velocity is influenced by situation on line, adequate conditions were taken into account. Calculation of train run was done using model built in Matlab/Simulink. To provide look into drive efficiency, motor efficiency map and traction inverter losses were calculated and implemented as variable efficiency factor. Calculations were carried out for different speed profiles and load conditions, providing information about energy consumption. Presented results and conclusions are basis for further research.

Słowa kluczowe

PL

efektywność energetyczna; pojazd szynowy

EN

energy efficiency; rail vehicle

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "TTS" Sp. z o.o
• Czasopismo: TTS Technika Transportu Szynowego
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 25, nr 12
• Strony: 44--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Jakubowski A.

• Politechnika Gdańska

autor

Jarzębowicz L.

• Politechnika Gdańska

autor

Karwowski K.

• Politechnika Gdańska

autor

Wilk A.

• Politechnika Gdańska

Bibliografia

• 1. Abad G., Power Electronics and Electric Drives for Traction Applications, Wiley, Chichester 2017.
• 2. Bartłomiejczyk M., Mirchevski S., Jarzębowicz L., Karwowski K., How to choose drive’s rated power in electrified urban transport?, EPE’17 ECCE Europe, Warszawa 2017.
• 3. Douglas H., Roberts C., Hillmansen S., Schmid F., An assessment of available measures to reduce traction energy use in railway networks, „Energy Conversion and Management” 2015, nr 106, s. 1149–1165.
• 4. Durzyński Z., Podstawy metody wyznaczania parametrów energooszczędnej jazdy pojazdów trakcyjnych na obszarach aglomeracyjnych, „Pojazdy Szynowe” 2011, nr 3.
• 5. Jarzębowicz L., Judek S., Karwowski K., Lipiński L., Miszewski M., Kompleksowa analiza symulacyjna układu napędowego zespołu trakcyjnego, „Czasopismo Techniczne” 2011, Vol. R. 108., nr 13.
• 6. Karwowski K. (red.), Energetyka transportu zelektryfikowanego. Poradnik inżyniera, Wyd. Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2018.
• 7. Kozierkiewicz M., Wpływ rodzaju układu napędowego na zużycie energii lokomotywy uniwersalnej zasilanej z systemu 3 kV prądu stałego, Rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, 2004.
• 8. Lipiński L., Praktyczne metody regulacji trakcyjnych silników indukcyjnych optymalne pod względem energetycznym, Zeszyty Problemowe – „Maszyny Elektryczne” 2007, nr 78.
• 9. Lu S., Weston P., Hillmansen S., Gooi H. B., Roberts C., Increasing the Regenerative Braking Energy for Railway Vehicles, „IEEE Transactions on intelligent transportation systems” 2014, vol. 15, No. 6.
• 10. Łukaszewicz P., Andersson E., Green Train energy consumption, Gröna Tåget research and development program, publication 0901, KTH Railway Group, Stockholm 2009.
• 11. Matsuoka K., Kondo M., Energy Saving Technologies for Railway
• Traction Motors, „IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering” 2010, nr 5, s. 278–284.
• 12. Nomura K., Miyatake M., Scheduling Method for Minimum Energy Consumption Considering Constraints of Time Intervals between Local and Express Trains., IEEE 2016.
• 13. Pellegrino G., Armando E., Mahmoudi A., Soong W. L., Efficiency Maps of Electrical Machines, „IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)”, Montreal 2015.
• 14. Poprawa efektywności energetycznej transportu w Polsce – analiza dostępnych środków i propozycje działań (pr. zb.), Ekspertyza na zlecenie Ministerstwa Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej, ECORYS, Warszawa 2012.
• 15. Rawicki S., Energooszczędne przejazdy tramwajów ze sterowanymi wektorowo silnikami indukcyjnymi w dynamicznym ruchu miejskim, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 2013.
• 16. Ronanki D., Singh S. A., Williamson S. S., Comprehensive Topological Overview of Rolling Stock Architectures and Recent Trends in Electric Railway Traction Systems, „IEEE Transactions on transportation Electrification”, Vol. 3, No. 3, September 2017.
• 17. Scheepmaker G. M., Goverde R. M. P., Kroon L. G., Review of energy-efficient train control and timetabling, „European Journal of Operational Research” 2017, nr 257, s. 355–376.
• 18. Steimel A., Electric Traction – Motive Power and Energy Supply, Oldenbourg Industrieverlag, München 2008.
• 19. Su-Gil L. and others, A study of regenerative braking energy on electric multiple unit train. 10th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence, Jeju 2013.
• 20. Szeląg A., Maciołek T., Rozwiązania techniczne w układach zasilania poprawiające efektywność energetyczną transportu szynowego, „Pojazdy Szynowe” 2015, nr 3, Warszawa.
• 21. Rozkład jazdy PKP SKM Trójmiasto: https://www.skm.pkp.pl/ (dostęp 05.07.2018 r.).