ЗАРЯДНО-РАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО СУПЕРКОНДЕНСАТОРНОГО НАКОПИТЕЛЯ ДЛЯ ГОРОДСКОГО ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА

Техническое решение относится к области электротехники, а именно к устройствам управления и регулирования тяговых электроприводов транспортных средств с частыми циклическими режимами движения и в частности к устройствам использования рекуперативной энергии в режиме торможения.
Известно техническое решение "Система и способ рекуперации энергии торможения для электрического двигателя" (RU патент №2710850 С2 от 28.07.2016, опубл. 14.01.2020. Бюл. №2), в котором описывается система рекуперации энергии торможения ддя электрического двигателя (62), содержащая первый регулятор (52), устройство (54) хранения энергии, второй регулятор (56), датчик (60) и контроллер (58).
Первый регулятор (52) выдает напряжение звена постоянного тока на устройство (54) хранения энергии. Второй регулятор (56) соединен с устройством (54) хранения энергии и выдает сигнал привода двигателя на электрический двигатель (62). Датчик (60) обнаруживает рабочую характеристику электрического двигателя (62). Контроллер (58) выдает на первый регулятор сигнал (74) управления энергией, который содержит переменный во времени сигнал в функции от скорости двигателя и/или обратной э.д.с., определенной посредством обнаруженной характеристики. При этом первый регулятор (52) динамически регулирует напряжение звена постоянного тока, с тем чтобы поддерживать по существу постоянным баланс энергии, который содержит сумму вращательной и/или линейной кинетической энергии электрического двигателя и энергии, хранящейся в устройстве (54) хранения энергии.
Варианты реализации этого технического решения полезны в оборудовании, питаемом как от батареи, которое должно использовать компактные средства рекуперации для обеспечения продолжительности срока службы батарей, так и к любому устройству или реализации системы, питаемой от источника питания. При этом важно, что энергия рекуперации "курсирует" внутри устройства реализации изобретения, не возвращаясь в источник питания.
Варианты реализации могут быть использованы в любом месте, где используется привод ускорения/замедления двигателя, в одном или более конденсаторах которого хранится компактная рекуперированная энергия торможения. В частности они могут быть полезны в применениях двигателя с профилями периодически изменяющейся скорости, таких как транспортное средство с топливным элементом, использующее суперконденсаторы для увеличения потребностей в пиковой мощности.
Однако поскольку накопительный конденсатор подключен к фильтровой емкости тягового преобразователя (к его звену постоянного тока), то выходное напряжение регулятора 52 напряжения всегда равно входному напряжению регулятора 56 двигателя, а следовательно, использование энергии накопителя в режиме разгона двигателя возможно только при условии превышения напряжением накопителя напряжения первичного силового источника энергии. Такое превышение возникает только после приема накопителем энергии рекуперации при торможении двигателя. В результате при разгоне использование энергии накопителя возможно лишь в узком диапазоне его напряжения.
При использовании этого технического решения на транспортном средстве после выравнивания напряжений накопителя и первичного источника питания дальнейший разгон или движение транспортного средства осуществляется с потреблением энергии от первичного источника, что ухудшает его энергетические показатели.
Известно другое техническое решение - "Тяговый преобразователь напряжения с интегрированным зарядным устройством", пол. модель №175680 U1 RU от 26.12.2016, опубл. 14.12.2017, Бюл. №35, принятое за прототип.
"Тяговый преобразователь напряжения с интегрированным зарядным устройством в качестве основных компонентов содержит зарядный преобразователь (1), инвертор (2) коммутационное переключающее устройство (3), блок (4) управления, Зарядный преобразователь (1) состоит из индуктивного (L1) и емкостного (С1) накопителей электрической энергии, полупроводникового ключа (Т7) и диодов (Д7, Д8). Коллектор ключа (Т7) подключен к плюсовой шине постоянного тока инвертора (2). Коммутация полупроводникового ключа (Т7) обеспечивает заданный режим заряда тягового накопителя (5) электроэнергии. Выходная цепь зарядного преобразователя (1) соединена с силовыми шинами инвертора (2). Инвертор (2) обеспечивает управление электрической машиной (6) и выпрямление переменного напряжения при заряде накопителя электроэнергии (5). Силовые фазные выводы (U0, V0, W0) инвертора (2) соединены с коммутационным устройством (3), которое обеспечивает отключение электрической машины от инвертора (2) и подключение внешнего источника (7) электрической энергии для заряда тягового накопителя (5). Управление работой тягового преобразователя осуществляется блоком (4) управления".
Зарядное устройство включено между бортовым тяговым накопителем энергии и тяговым преобразователем и обеспечивает режим заряда тягового накопителя во время стоянки транспортного средства. При этом внешний источник переменного тока подключается через инвертор по определенному алгоритму от блока управления для выпрямления переменного тока. Через открытый транзисторный ключ зарядного устройства и индуктивный накопитель по алгоритму от блока управления энергия поступает в бортовой накопитель. Емкостный и индуктивный накопители обеспечивают фильтрацию постоянного напряжения. По окончании заряда тягового накопителя транзисторный ключ зарядного устройства закрывается, а коммутационное переключающее устройство отключает внешний источник питания и подключает инвертор к двигателю.
В режиме движения тяговый накопитель через обратный диод транзисторного ключа и инвертор беспрепятственно разряжается на подключенный электродвигатель.
В режиме торможения транспортного средства электроэнергия, генерируемая электрической машиной, обеспечивает заряд тягового накопителя через зарядный преобразователь, который может работать в двух режимах: режиме полностью открытого ключа или режиме широтно-импульсного регулирования заряда тягового накопителя. По окончании рекуперативного торможения энергия, накопленная в емкостных элементах зарядного устройства и входной цепи инвертора, рассеивается, разряжаясь на резистор, включенный параллельно фильтровой емкости инвертора.
Техническим результатом является увеличение мощности заряда бортового накопителя электроэнергии транспортного средства при одновременном снижении токовой нагрузки на подключаемый внешний источник электроэнергии.
Основным недостатком прототипа является отсутствие возможности влияния на ток, потребляемый от первичного силового источника электроэнергии тяговым электроприводом и конденсаторным накопителем С1. В результате отсутствует возможность ограничения тока дозаряда конденсаторного накопителя С1 до напряжения первичного силового источника электроэнергии.
Действительно, дозаряд производится в два этапа с амплитудами, определяемыми разностью между напряжением первичного источника и начальным напряжением накопителя С1, а также номинальным значением ограничительного резистора и упомянутой разницей напряжений, при которой происходит шунтирование этого резистора.
Помимо этого, возникает возможность суммирования токов дозаряда конденсатора С1 и тягового электропривода, работающего в ходовом режиме.
Кроме того, при глубоком разряде конденсаторного накопителя С1 в режиме разгона транспортного средства исключен безударный перевод питания тягового электропривода от конденсатора С1 на первичный источник.
Данное техническое решение предполагает использование в качестве первичного источника питания тяговой аккумуляторной батареи, то есть ориентировано на электробусы и электромобили. При применении подобных систем в троллейбусах, в том числе и с протяженным автономным ходом, а также в трамваях, следует учитывать ограничения, накладываемые на потребляемый ток контактной сетью, а именно величин токов и динамичности их изменения.
Кроме того, к недостаткам относится использование контакторной аппаратуры, что ухудшает массогабаритные показатели и повышает эксплуатационные затраты, а это снижает надежность функционирования системы в целом.
Техническая задача заключается в повышении надежности работы зарядного устройства и расширении его функциональных возможностей путем усовершенствования его схемы.
Задача решается тем, что зарядно-разрядное устройство суперконденсаторного накопителя для городского электротранспорта, содержит емкостный накопитель, фильтровый реактор, один силовой диод, один силовой транзисторный ключ с обратным диодом, блок управления, к которому подключен управляющий вход транзисторного ключа. Входные зажимы зарядно-разрядного устройства предназначены для подключения к первичному силовому источнику питания. Минусовая шина зарядно-разрядного устройства образована его минусовым входом, а его выходные зажимы предназначены для подключения к шинам постоянного тока тягового преобразователя. Емкостным накопителем является суперконденсаторный накопитель.
Дополнительно устройство содержит комплект из трех измерительных датчиков тока и четырех датчиков напряжения; второй и третий транзисторные ключи с обратным диодом каждый, соединенные последовательно между собой так, что их общий узел образован эмиттером второго и коллектором третьего транзисторных ключей; один варистор, подключенный параллельно к третьему транзисторному ключу; второй силовой диод, своим катодом образующий общий узел с эмиттером первого транзисторного ключа. Коллектор последнего объединен в общий узел с коллектором второго транзисторного ключа и с катодом первого силового диода, анод которого соединен с одним выводом первого датчика тока. Другой его вывод подключен к плюсовому входу зарядно-разрядного устройства, между минусовой шиной которого и общим узлом первого силового диода и первого датчика тока включен первый датчик напряжения. Анод второго силового диода и эмиттер третьего транзисторного ключа соединены с минусовой шиной. К общему узлу второго и третьего транзисторных ключей подключен один вывод фильтрового реактора, другой вывод которого соединен с минусовым зажимом суперконденсаторного накопителя, параллельно к которому подключен второй датчик напряжения. А параллельно ко второму транзисторному ключу подключен третий датчик напряжения. Второй датчик тока включен между плюсовым зажимом суперконденсаторного накопителя и общим узлом первого транзисторного ключа и второго силового диода. К катоду последнего подключен один вывод третьего датчика тока. Между другим выводом этого датчика и минусовой шиной включен четвертый датчик напряжения, оба вывода которого подключены к выходным зажимам зарядно-разрядного устройства.
Кроме того, управляющие входы второго и третьего транзисторных ключей и сигнальные выходы всех датчиков тока и датчиков напряжения подключены к блоку управления. А дополнительные управляющие входы блока управления с сигналами "ход" и "тормоз" предназначены для подключения к внешнему командоаппарату транспортного средства.
Новым по сравнению с прототипом является следующее.
Емкостный накопитель является суперконденсаторным накопителем, который обладает свойствами накопления большого количества электроэнергии, высокой скоростью заряда и разряда, устойчивостью к сотням тысяч циклов «заряд/разряд», что позволяет обеспечивать необходимые параметры движения подвижной единицы.
Зарядно-разрядное устройство содержит два дополнительных транзисторных ключа с обратным диодом каждый, а также дополнительный силовой диод и варистор. Эти элементы схемы совместно с транзисторным ключом прототипа обеспечивают все режимы работы тягового электропривода. При этом снижается потребление энергии на разгон подвижной единицы из первичного силового источника питания за счет использования для разгона всей накопленной полностью электроэнергии торможения.
Кроме того, зарядно-разрядное устройство дополнительно содержит комплект измерительных датчиков тока и датчиков напряжения, которые отслеживают токи и напряжения во входных и выходных цепях устройства, а также в цепи суперконденсаторного накопителя и обеспечивают через блок управления алгоритмы управления открытием и закрытием транзисторных ключей, и соответственно, накопление энергии в суперконденсаторе, разряд его в тяговый электропривод и заряд энергией торможения из тягового электропривода. При этом блок управления имеет два дополнительных входа от внешнего командоаппарата, задающего режим движения или торможения транспортного средства.
В результате энергия, накапливаемая в суперконденсаторе от источника силового питания, используется в режиме разгона транспортного средства. А в режиме его торможения суперконденсатор вновь заряжается, но уже рекуперативной энергией от электропривода, полностью поглощая ее, и не влияет на источник питания, а значит и на другие потребители электроэнергии.
Сказанное позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию новизна, а также о том, что между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь.
Сущность технического решения иллюстрируется на чертежах, где
на фиг. 1 приведена электрическая схема зарядно-разрядного устройства,
на фиг. 2 приведена таблица алгоритмов управления транзисторами зарядно-разрядного устройства.
Рассмотрим работу зарядно-разрядного устройства на конкретном примере.
Как показано на фиг. 1, зарядно-разрядное устройство (ЗРУ) суперконденсаторного накопителя для городского электротранспорта содержит емкостный накопитель 1, фильтровый реактор 2, один силовой диод 3, один силовой транзисторный ключ 4 с обратным диодом, блок 5 управления, к которому подключен управляющий вход 6 транзисторного ключа. Входные зажимы 7, 8 зарядно-разрядного устройства предназначены для подключения к первичному силовому источнику питания. Минусовая шина 9 зарядно-разрядного устройства образована его минусовым входом 8, а его выходные зажимы 10, 11 предназначены для подключения к шинам постоянного тока тягового преобразователя.
Емкостным накопителем 1 является суперконденсаторный накопитель. Дополнительно устройство содержит комплект из трех измерительных датчиков 12, 13, 14 тока и четырех датчиков 15, 16, 17, 18 напряжения; второй и третий транзисторные ключи 19, 20 с обратным диодом каждый, соединенные последовательно между собой так, что их общий узел 21 образован эмиттером второго 19 и коллектором третьего 20 транзисторных ключей; один варистор 22, подключенный параллельно к третьему транзисторному ключу 20; второй силовой диод 23, своим катодом образующий общий узел 24 с эмиттером первого транзисторного ключа 4. Коллектор последнего объединен в общий узел 25 с коллектором второго транзисторного ключа 19 и с катодом первого силового диода 3, анод которого соединен с одним выводом первого датчика 12 тока. Другой его вывод подключен к плюсовому входу 7 зарядно-разрядного устройства. Между минусовой шиной 9 и общим узлом 26 первого силового диода 3 и первого датчика 12 тока включен первый датчик 15 напряжения. Анод второго силового диода 23 и эмиттер третьего транзисторного ключа 20 соединены с минусовой шиной 9. К общему узлу 21 второго 19 и третьего 20 транзисторных ключей подключен один вывод фильтрового реактора 2, другой вывод которого соединен с минусовым зажимом суперконденсаторного накопителя 1, параллельно к которому подключен второй датчик 16 напряжения. А параллельно ко второму транзисторному ключу 19 подключен третий датчик 17 напряжения. Второй датчик 13 тока включен между плюсовым зажимом суперконденсаторного накопителя 1 и общим узлом 24 первого транзисторного ключа 4 и второго силового диода 23. К катоду второго силового диода 23 подключен один вывод третьего датчика 14 тока. Между другим выводом последнего 14 и минусовой шиной 9 включен четвертый датчик 18 напряжения, оба вывода которого подключены к выходным зажимам 10, 11 зарядно-разрядного устройства.
Кроме того, управляющие входы 27 и 28 второго 19 и третьего 20 транзисторных ключей и сигнальные выходы 29, 30, 31 всех датчиков тока 12, 13, 14 и сигнальные выходы 32, 33, 34, 35 всех датчиков, соответственно, 15, 16, 17, 18 напряжения подключены к блоку 5 управления. А дополнительные управляющие входы 36, 37 блока управления с сигналами "ход" и "тормоз" предназначены для подключения к внешнему командоаппарату транспортного средства.
Зарядно-разрядное устройство обеспечивает работу транспортных средств, перевозочный процесс которых предусматривает частое повторение циклов "разгон - выбег - торможение - стоянка". К таким видам транспорта относится, в основном, городской электротранспорт.
Использование предлагаемого технического решения в городском электротранспорте позволяет применять в качестве первичных источников силового питания источники любого типа и тяговый электропривод с плавным регулированием тяговых и тормозных усилий с электродвигателями различного исполнения.
В качестве емкостного накопителя может быть использована батарея суперконденсаторов любого изготовителя, обладающая требуемыми электрическими параметрами (максимальное напряжение не менее 900 В, емкость не менее 5 Ф).
В качестве фильтрового реактора может быть использован реактор любого производителя, обладающий требуемыми электрическими параметрами и конструкцией.
В качестве силовых диодов могут быть использованы диоды любого производителя, обладающие требуемыми электрическими параметрами и конструкцией.
В качестве транзисторных ключей могут быть использованы IGBT-транзисторные модули со встроенными обратными диодами любого производителя, обладающие требуемыми параметрами и конструкцией.
В качестве датчиков тока и напряжения могут быть использованы измерительные преобразователи на базе эффекта Холла с требуемыми параметрами питания и выходных сигналов.
В качестве варистора может быть использован варистор любого производителя, обладающий требуемыми электрическими параметрами и конструкцией.
Блок управления может быть реализован на основе контроллера, обладающего требуемой мощности возможностью приема и обработки требуемого количества аналоговых и цифровых сигналов, а также выдачи требуемого качества выходных сигналов.
Зарядно-разрядное устройство функционирует в зависимости от режимов работы транспортного средства, а именно, режимов движения, стоянки (выбега) и торможения.
Рассмотрим эти режимы подробнее (фиг. 1 и 2).
А. Режим заряда (дозаряда) накопителя от первичного источника.
В этом режиме каналы 36 и 37 блока 5 управления отключены от внешнего командоаппарата.
Режим заряда-(дозаряда)накопителя до напряжения первичного источника реализуется в процессе стоянки или выбега транспортного средства и состоит из двух фаз, которые характеризуются открытым или закрытым состоянием основного транзисторного ключа 20 (VT3).
Заряд накопителя 1 от первичного силового источника питания через входы 7, 8 зарядно-разрядного устройства осуществляется транзисторами 4 и 20 под контролем потребляемого тока через входной датчик 12 тока и входного датчика 15 напряжения. При этом вспомогательный транзистор 4 (VT1) открыт полностью, а основной транзистор 20 (VT3) работает в режиме широтно-импульсного регулирования (ШИР), что обеспечивает ограничение зарядного тока на допускаемом первичным источником уровне. Транзистор 19 (VT2) в этом режиме закрыт.
В первой фазе этого режима ток заряда накопителя 1 протекает по цепи: источник питания - (+) вход 7 - входной датчик 12 тока - узел 26 - диод 3 - узел 25 - транзистор 4 - узел 24 - датчик 13 тока (заряда) - накопитель 1 - фильтровый реактор 2 - узел 21 - транзистор 20 - (-) вход 8 - источник питания.
Транзистор 20 (VT3), работающий в режиме ШИР, открыт, пока зарядный ток от первичного источника меньше заданного значения, и закрывается, когда ток заряда достигает этого значения. При этом, если напряжение на накопителе 1 еще не достигло величины входного напряжения, то вспомогательный транзистор 4 (VT1) остается полностью открытым.
Если, кроме этого, транзистор 20 (VT3), работающий в режиме ШИР, закрылся (при достижении током заряда максимального заданного значения), начинается вторая фаза заряда накопителя 1, от тока разряда энергии, накопленной в фильтровом реакторе 2 в предыдущей фазе. Ток, протекавший в реакторе 2 сначала поднимает напряжение на варисторе 22 до его открытия, и далее протекает по цепи: фильтровый реактор 2 - узел 21-варистор 22 - минусовая шина 9 - диод 23 - узел 24 - датчик 13 тока - накопитель С1 - фильтровый реактор 2.
Этот процесс длится до тех пор, пока ток фильтра не уменьшится до заданного минимального значения тока. Как только это произойдет, транзистор 20 (VT3) вновь открывается и первая фаза заряда накопителя от источника питания вновь повторяется через открытые транзисторы 4 (VT1) и 20 (VT3). Накопитель 1 продолжает заряжаться.
н
Конец режима достигается, когда напряжение на накопителе 1 достигнет величины входного напряжения (Uсн=Uвх), оба транзистора 4 (VT1) и 20 (VT3) закрываются, и начинается дозаряд накопителя 1 током разряда фильтрового реактора 2 через варистор 22 и диод 23 до напряжения на накопителе Uсн, несколько большего, чем входное напряжение Uвх, то есть до Uс>Uвх.
По окончании этого режима все транзисторы 4 (VT1), 20 (VT3), 19 (VT2) закрываются.
Б. Разгон и движение транспортного средства с установившейся скоростью.
Для осуществления этого режима в блок 5 управления по каналу 36 поступает управляющий сигнал "ход".
Этот режим реализуется в трех фазах (см. фиг. 2).
В первой фазе этого режима все транзисторы 4 (VT1), 20 (VT3), 19 (VT2) закрыты, поэтому тяговый электропривод отключен от первичного источника силового питания. Питание тягового преобразователя осуществляется от уже заряженного накопителя 1 через обратный диод закрытого транзисторного ключа 20 по цепи: плюсовой зажим накопителя 1 - датчик 13 тока - узел тока 24 - датчик 14 тока - плюсовой выход 10 ЗРУ - тяговый преобразователь (на фиг. 1 не показан) - минусовой выход 11 ЗРУ - минусовая шина 9 - обратный диод транзисторного ключа 20 - узел 21 - фильтровый реактор 2 - минусовой зажим накопителя 1.
н
Накопитель 1 разряжается, его напряжение снижается до величины входного напряжения Uс=Uвх. При этом величина тока, потребляемого тяговым электроприводом, определяется заданным ускорением и текущим значением скорости движения.
н мин
н
Во второй фазе этого режима транзисторные ключи 4 (VT1) и 20 (VT3), по-прежнему закрыты. Разряд накопителя 1, начатый в первой фазе, продолжается. И после снижения величины напряжения разряда до величины, меньшей входного напряжения от источника питания вплоть до минимального (Uс<Uс<Uвх) в работу вступает транзистор 19 (VT2), работающий в режиме широтно-импульсного регулирования. Благодаря этому формируется так называемое напряжение "вольтодобавки" Uвд, то есть напряжение "вольтодобавки" к текущему значению напряжения накопителя 1. Таким образом, выходное напряжение Uвых на выходных зажимах 10, 11 ЗРУ становится равным величине входного напряжения от первичного источника питания:
н тек
Uвых=(Uс+Uвд)=Uвх.
Формирование напряжения "вольтодобавки" осуществляется по цепи: источник силового питания (на фиг. 1 не показан) - плюсовой вход 7 ЗРУ - датчик 12 тока - узел 26 - диод 3 - узел 25 - транзисторный ключ 19, работающий в режиме ШИР, - узел 21 - фильтровый реактор 2 - накопитель 1 - узел 24 - плюсовой выход 10 ЗРУ - тяговый преобразователь (на фиг. 1 не показан) - минусовой выход 11 ЗРУ - минусовая шина 9 минусовой вход 8 ЗРУ - источник питания.
Таким образом, выходной ток ЗРУ обеспечивается током продолжающегося разряда накопителя 1 и плавным нарастанием тока источника первичного питания, который не имеет изменений, характерных для режимов прямого питания тягового электропривода от первичного источника.
н тек
н мин.доп
Третья фаза режима разгона начинается, как только напряжение на накопителе 1 при его разряде станет равно минимально допустимому его значению (Uс=Uс). При этом транзисторный ключ 19 закрывается, а открывается транзисторный ключ 4, который обеспечивает продолжение разгона или движение транспортного средства с достигнутой скоростью при питании тягового электропривода полностью от первичного силового источника по цепи: источник питания - плюсовой вход 7 ЗРУ - датчик 12 тока - узел 26 - диод 3 - узел 25 - полностью открытый вспомогательный транзистор 4 - узел 24 - выходной датчик 14 тока - плюсовой выход 10 ЗРУ - тяговый электропривод - минусовой выход 11 ЗРУ - шина 9 - минусовой вход 8 ЗРУ - источник питания.
В. Режим торможения (рекуперация).
Режим торможения осуществляется при наличии на входе 37 блока 5 управления внешнего управляющего сигнала "тормоз" и снятом с входного канала 36 внешнего управляющего сигнала "ход". Транзисторные ключи 4 (VT1) и 19 (VT2) в этом режиме закрыты.
В режиме торможения электродвигатель тягового электропривода является не потребителем, а генератором электрической энергии, которая возвращается (рекуперирует) в зарядно-разрядное устройство и полностью утилизируется в накопителе 1. Этот процесс обеспечивается полностью открытым основным транзисторным ключом 20 (VT3) и заданной динамикой торможения по цепи:
тяговый электропривод - плюсовой выход 10 ЗРУ - выходной датчик 14 тока - узел 24 - датчик 13 тока - суперконденсатор 1 - фильтровый реактор 2 - узел 21 - полностью открытый транзисторный ключ 20 (VT3) - минусовая шина 9 - минусовой выход 11 ЗРУ - тяговый электропривод.
Рекуперация энергии тягового электропривода в источник силового питания через обратные диоды транзисторов 4 (VT1) и 19 (VT2) предотвращается силовым диодом 3.
Таким образом, рассмотренное устройство обеспечивает:
полную утилизацию электроэнергии торможения в суперконденсаторном накопителе;
максимальное расширение диапазона разряда суперконденсаторного накопителя, и следовательно, и отбираемой от него электроэнергии в разгоне транспортного средства;
сглаживание тока первичного источника питания за счет постепенного (плавного) перевода питания тягового электропривода с супеконденсаторного накопителя на первичный источник в режиме разгона подвижной единицы;
исключение влияния тока рекуперируемой энергии в режиме электрического торможения на качество напряжения первичного источника, включая превышение им нормируемых максимально допустимых значений;
условия, позволяющие отказаться от использования бортовых тормозных резисторов, что повышает эксплуатационную надежность и пожарную безопасность транспортного средства в целом;
при построении новых подвижных единиц возможность конструктивного объединения преобразовательных частей и блоков управления зарядно-разрядного устройства и тягового электропривода;
при модернизации действующего подвижного состава, предусматривающей установку суперконденсаторного накопителя и сохранение типа тягового электропривода, реализацию зарядно-разрядного устройства в виде отдельного функционального узла;
использование данного технического решения для расширения области его применения, так как позволяет применять источники силового питания различного типа и тяговый электропривод с электродвигателями различного исполнения.