Способ управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой
METHOD OF LOCOMOTIVE ENERGY EFFICIENCY CONTROL WHEN WORKING WITH PARTIAL LOAD

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.
1
2
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 k и k – 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.
1
2
Графическая часть описания изобретения содержит зависимость η=γ/(k⋅γ+k), представленную на фиг. 1.
Не ограничивая общности, рассмотрим пример практической реализации данного способа управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой.
Σ
Σ
ТЭД
Σ
Σ
ТЭД
Число тяговых двигателей локомотива в общем случае обозначим как N (фиг. 1), в данном конкретном примере для определенности примем N=8. Номинальную мощность одного тягового двигателя обозначим как P. Тогда полная номинальная мощность локомотива составит Р=N⋅P.
Ф
Σ
Σ
Σ
Σ
1
Σ
1
Предположим, что в некоторый момент времени мощность, фактически затрачиваемая локомотивом на тягу при работе всех двигателей, составляет Р=γ⋅P, где γ - коэффициент использования мощности (КИМ) локомотива. В соответствии с фиг. 1 γ=ОА. Этому режиму соответствует эксплуатационный КПД локомотива η=АА.
1
2
min
min
min
ТЭД
При использовании заявляемого способа управления энергетической эффективностью локомотива при работе с неполной нагрузкой программа бортового компьютера в соответствии с зависимостью η=γ/(k⋅γ+k) определяет минимально достаточное число работающих тяговых двигателей (фиг. 1), это число равно двум, N=2, и отключает остальные тяговые двигатели. В этом случае мощность локомотива составит P=N⋅P.
min
1
1
Значение КИМ в данном режиме, при работе двух тяговых двигателей, составит γ=ОВ, а эксплуатационный КПД локомотива будет равен η=ВВ.
η
Σ
1
1
При использовании заявленного способа увеличение эксплуатационного КПД локомотива составит (фиг. 1) Δ=η-η=ВВ-АА, 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.