Energy management system design for hybrid and intelligent light train

• Autorzy: Pamuji Feby Agung , Dhiaulhaq Muhammad Zufar , Wibowo Rony Seto , Faurahmansyah Mohamad Angga , Iskandar Eka , Suwito , Effendi Mohammad Khoirul , Sudarmanta Bambang , Syafi’i Brilliant Alfan , Arumsari Nurvita , Fauzun

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.08.13

Warianty tytułu

PL

Projekt systemu zarządzania energią dla hybrydowego i inteligentnego pociągu lekkiego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Electric trains are mass transportation that is developing very rapidly along with technological developments and in line with the need for mobility from modern society. Currently, electric energy-based vehicles are a solution to reduce emissions to the environment. Electric trains generally use a source of electrical energy coming from the electrical grid which is then channeled along the railroad tracks through a system called a catenary. Limited infrastructure and the electric rail network is a problem in the electric train system in Indonesia. Therefore, it is necessary to have a hybrid traction system coupled with energy storage to accommodate the needs of electric trains on non-electrified railways. The hybrid traction system has the concept of combining more than one source of electrical energy as a source of traction energy from the driving motor on the electric train to be operated. The research will be carried out on the design and simulation of electric trains with a traction system hybrid generator in diesel, fuel cells, and batteries as a source of electrical energy. With the use of several energy sources, there will be differences in the characteristics of each type of electrical energy generation component in the system, this system requires an energy management system (EMS). Based on the results of the analysis, it can be concluded that EMS can regulate power division by making duty cycle changes to the EMS control. By using EMS it can be possible to regulate the output power based on the need for the load borne. EMS control can also regulate the process of charging and delivering power on the battery by controlling the bidirectional converter on the battery source.

PL

Pociągi elektryczne to transport masowy, który rozwija się bardzo szybko wraz z rozwojem technologicznym i zgodnie z potrzebą mobilności ze strony nowoczesnego społeczeństwa. Obecnie pojazdy napędzane energią elektryczną są rozwiązaniem ograniczającym emisje do środowiska. Pociągi elektryczne na ogół wykorzystują źródło energii elektrycznej pochodzącej z sieci elektrycznej, która jest następnie kierowana wzdłuż torów kolejowych przez system zwany siecią trakcyjną. Ograniczona infrastruktura i elektryczna sieć kolejowa stanowią problem w systemie kolei elektrycznych w Indonezji. Dlatego konieczne jest posiadanie hybrydowego systemu trakcyjnego sprzężonego z magazynowaniem energii, aby zaspokoić potrzeby pociągów elektrycznych na niezelektryfikowanych liniach kolejowych. Hybrydowy system trakcji ma koncepcję łączenia więcej niż jednego źródła energii elektrycznej jako źródła energii trakcyjnej z silnika napędowego pociągu elektrycznego, który ma być eksploatowany. Prowadzone będą badania nad projektowaniem i symulacją pociągów elektrycznych z generatorem hybrydowym układu trakcyjnego w oleju napędowym, ogniwami paliwowymi i bateriami jako źródłem energii elektrycznej. Przy zastosowaniu kilku źródeł energii wystąpią różnice w charakterystyce każdego rodzaju elementu wytwarzającego energię elektryczną w systemie, system ten wymaga systemu zarządzania energią (EMS). Na podstawie wyników analizy można stwierdzić, że EMS może regulować rozdział mocy, dokonując zmian w cyklu pracy układu sterowania EMS. Za pomocą EMS można regulować moc wyjściową w oparciu o zapotrzebowanie na przenoszone obciążenie. Sterowanie EMS może również regulować proces ładowania i dostarczania energii do akumulatora poprzez sterowanie dwukierunkową przetwornicą na źródle akumulatora.

Słowa kluczowe

EN

EMS; electric train; hybrid traction

PL

pociąg elektryczny; pociąg hybrydowy; zarządzanie energią

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 8
• Strony: 80--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pamuji Feby Agung

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Dhiaulhaq Muhammad Zufar

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Wibowo Rony Seto

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Faurahmansyah Mohamad Angga

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Iskandar Eka

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Suwito

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Effendi Mohammad Khoirul

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Sudarmanta Bambang

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Syafi’i Brilliant Alfan

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Arumsari Nurvita

• Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya

autor

Fauzun

• Gadjah Mada University

Bibliografia

• [1] A. Mohammad, M. A. Abedin, & M. Z. R. Khan. (2016). Implementation of a three phase inverter for BLDC motor drive.
• [2] C. C, & S. Jeevananthan. (2012). Generalized Procedure for BLDC Motor Design and Substation in MagNet 7.1.1 Software.
• [3] C. L. Xia. (2012). Permanent Magnet Brushless DC Motor Drives and Controls.
• [4] Chen, W., Xia, C., & Xue, M. (2007). A Torque Ripple Suppression Circuit for Brushless DC Motors based on Power DC/DC Converters.
• [5] D. D. Hanselman. (2006). Electrical and Mechanical Relationships.
• [6] Dharmawan, A. (2009). Pengendali Motor DC Brushless dengan Metode PWM Sinusoidal Menggunakan ATMega 16.
• [7] F. Fürst. (2015). Design of a 48 V three-phase inverter For automotive applications.
• [8] F.D. Rumagit. (2012). Perancangan Sistem Switching 16 Lampu Secara Nirkabel Menggunakan Remote Control.
• [9] J. Linggarjati. (2004). PADA PENGENDALI ELEKTRONIKA MOTOR BLDC PEMBAHASAN Karakteristik Mosfet.
• [10] J. Zhao, & Y. Y. July. (2014). Brushless DC Motor Fundamentals Application Note.
• [11] Prokop L., & Chalupa L. (2005). 3-Phase BLDC Motor Control with Sensorless Back EMF Zero Crossing Detection Using 56F80x.
• [12] Y. Chandra Wibowo, & S. Riyadi. (2019). ANALISA PEMBEBANAN PADA MOTOR BRUSHLESS DC (BLDC).
• [13] Y. K. Lee, & J. K. Kim. (2019). Power efficiency analysis of a three-phase inverter for a BLDC motor drive with varying speeds and load torques.
• [14] Y. Lai, S. Member, F. Shyu, & Y. Chang. (2004). Novel Loss Reduction Pulsewidth Modulation Technique for Brushless dc Motor Drives Fed by MOSFET Inverter.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).