Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, ЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, РАДИОТЕХНИКА

Оптимизация комбинированной энергетической установки электротранспортного средства

vika_glad 990 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 95 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 20.01.2021
В ходе проведенных исследований установлено следующее: 1. Анализ современного состояния электромобилестроения показал, что однотипные бортовые накопители энергии не могут обеспечить требуемые технико-эксплуатационные показатели. В диссертации выполнены исследования по созданию комбинированной энергоустановки для внутризаводского электротранспорта, включающей накопители энергии различной физической природы – ТАБ и ЕНЭ;
Введение

Актуальность темы. В настоящее время все большее внимание уделяется развитию механизации и автоматизации производственных процессов, таких как транспортные операции, являющихся одними из самых трудоемких на производстве. Для соблюдения экологических норм заводского помещения, практически весь подвижной состав напольного внутризаводского транспорта состоит из электромобильного, так как в отличие от автомобилей у электромобилей отсутствует выброс в окружающую среду токсичных газов(за исключением заряда АКБ), что позволяет им работать в закрытых помещениях (заводских цехах, трюмах кораблей, ж/д и автовокзалах, аэропортах и т.д.), не загрязняя воздуха. Вместе с тем, у электромобильного транспорта есть и свои недостатки, такие как ограниченный запас хода без подзарядки бортового источника энергии. Анализ современных информационных источников показывает, что разработка и создание электротранспорта зачастую сводится к совершенствованию бортовой энергоустановки, питающей тяговый электродвигатель. Поэтому, актуальность проблемы оптимизации характеристик бортовой энергоустановки, в том числе совместным применением накопителей энергии различной физической природы в ее составе. Из всего этого следует, что важность работы над научно-технической задачей повышения энергетической эффективности тяговой системы этого транспортного средства, остается актуальной в наши дни. Решение данного вопроса существенно повысит эффективность использования электротранспортного средства, внося заметный вклад в развитие напольного внутризаводского электротранспорта. В диссертации рассмотрена концепция системного подхода к оптимизации параметров внутризаводского электротранспорта (ВЗЭТ), основанная на собранных к настоящему времени исследованиях общих закономерностей преобразования энергии в системе тягового электропривода, а также различных видов накопителей энергии, применяемых в составе комбинированной энергетической установки (КЭУ). Цель работы – повышение технико - эксплуатационных показателей внутризаводского электротранспорта путем повышения энергоэффективности его тяговой системы на основе комплексных исследований взаимосвязей, процессов и закономерностей в нем. Задачи исследований, обеспечивающие реализацию поставленной цели: ? анализ современного состояния и перспектив развития электромобилестроения и бортовых источников энергии; ? разработка обобщенной математической модели ВЗЭТ с КЭУ; –проведение комплексных исследований внутризаводского электротранспорта с помощью обобщенной математической модели при различных параметрах движения и разработка рекомендации по их улучшению для этого класса электротранспортных средств. Методика проведения исследований. Аналитические исследования взаимосвязей, процессов и закономерностей в тяговой системе напольного внутризаводского электротранспорта осуществлены графоаналитическим методом с использованием основных положений теории автомобиля, тягового электропривода и методов математического моделирования. Выявленные количественные взаимосвязи между параметрами исследуемых накопителей энергии и тягового электропривода представлены в аналитическом виде и графической интерпретацией. Результаты и выводы работы теоретически обоснованы и подтверждены расчетами. Основные положения выносимые на защиту: ? методика статической оптимизации распределения масс в КЭУ внутри-заводского электротранспорта, включающей в себя тяговую аккумуляторную батарею (ТАБ) и емкостной накопитель энергии (ЕНЭ); ? результаты аналитических и расчетных исследований КЭУ ВЗЭТ в составе ТАБ и ЕНЭ. Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что: ? предложена методика статической оптимизации распределения масс ТАБ и ЕНЭ в составе комбинированной бортовой энергоустановки с учетом их разрядных и вольт-амперных характеристик. Практическая значимость: проведенные исследования потребительских и эксплуатационных свойств ВЗЭТ с КЭУ в составе ТАБ и ЕНЭ, подтвердили целесообразность его разработки, как удовлетворяющего основным эксплуатационным характеристикам внутризаводских транспортных средств. Публикации. Список научных трудов по диссертационной работе составляет 2 наименования в сбонике ИТАП 2020,1 научно-технический отчет по НИР. Во введении дано обоснование актуальности диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, выделены положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая значимость работы. В первой главе проведен анализ современного состояния и тенденций развития внутризаводского электротранспорта, сформулированы цель и задачи, решаемые в диссертационной работе. Во второй главе для решения задачи повышения энергоэффективности тяговой системы ВЗЭТ был сформулированы критерий оптимальности, ограничения и управляющие параметры при оптимизации тяговой системы. Ограничениями при решении задачи оптимизации выступают тип тяговой системы, тип накопителей в составе КЭУ и ездовой цикл ВЗЭТ, определяющий класс электротранспортного средства. Критерием оптимальности при оптимизации тяговой системы выбираем запас хода ВЗЭТ за один полный разрядный цикл бортовой энергоустановки. Это позволяет учитывать изменения параметров накопителей в составе КЭУ в процессе их разряда. Особенно сильно от степени разряженности зависят характеристики ТАБ, их изменения невозможно отследить на протяжении одного ездового цикла. Количество рекуперируемой емкостным накопителем энергии также изменяется в процессе разряда бортовой энергоустановки. В качестве управляющих параметров были выбраны распределение масс накопителей выбранного типа в составе КЭУ. Оптимизация проводилась численным анализом с помощью математической модели, аналитически описывающей изменения вольт-амперных характеристик накопителей энергии аппроксимирующими выражениями, учитывающими влияние степени их заряженности и величин разрядных токов. Эта математическая модель должна обеспечивать: – моделирование бортовых накопителей энергии с различными вариациями составляющих величин токов и напряжений; – учет рекуперации энергии при торможении и движении под уклон ВЗЭТ; – учет совместной работы ТАБ и ЕНЭ в составе КЭУ ВЗЭТ; – имитацию различных режимов движения ВЗЭТ. Третья глава посвящена разработке обобщенной математической модели, включающей в себя математические модели тяговой системы и режимов движения ВЗЭТ. В ней приведены уточненные аналитические зависимости моделей бортовых накопителей энергии в обобщенной модели, проведены теоретические и практические расчеты основных элементов КЭУ ВЗЭТ, включающей в себя ТАБ и ЕНЭ. Для методической полноты и не претендуя на научную новизну рассмотрены аналитические описания системы тягового электропривода и различных режимов движения ВЗЭТ. Четвертая глава посвящена статической оптимизации распределения масс ТАБ и ЕНЭ в составе КЭУ и суммарных потерь в тяговой системе с учетом оговоренных во второй главе критериев и ограничений. На основе многовариантных исследований получена зависимость запаса хода внутризаводского электротранспорта от процентного соотношения масс ТАБ и ЕНЭ выбранных типов в составе КЭУ при неизменной ее полной массе. В заключении представлены основные результаты диссертационной работы и рассмотрены возможные области их использования.
Содержание

Введение 5 1 Современное состояние и тенденции развития внутризаводского электротранспорта 10 1.1 Анализ и тенденции развития современного состояния внутризаводского электротранспорта и основных технико – эксплуатационных показателей 10 1.2 Проблемы построения и совершенствования системы энергообеспечения внутризаводского электротранспорта 16 1.2.1 Типы накопителей энергии 16 1.2.2 Свинцово-кислотные аккумуляторы 18 1.2.3 Никель-кадмиевые аккумуляторы 21 1.2.4 Никель-железные аккумуляторы 22 1.2.5 Аккумуляторы типа «Цинк-бром» 23 1.2.6 Литиевые аккумуляторы 23 1.2.7 Никель – металл ? гидридные аккумуляторы 24 1.2.8 Оценка электрохимических систем по отношению к параметрам традиционного свинцово-кислотного аккумулятора 25 1.2.9 Электростатические системы накопления энергии 26 1.3 Тяговые системы внутризаводского электротранспорта 27 1.3.1Бортовая энергоустановка 28 1.3.2Тяговые электродвигатели 28 1.3.3Бортовые вентильные преобразователи 33 1.4 Методы математического моделирования внутризаводского электротранспорта 37 1.5 Цель и задачи исследования 39 2 Постановка задачи повышения энергоэффективности тяговой системы внутризаводского электротранспорта 40 2.1 Режимы энергопреобразования в тяговой системе 40 2.2 Ограничения при оптимизации тяговой системы 44 2.3 Критерий оптимальности и управляющие параметры 52 2.4 Выводы 53 3 Математическое моделирование тяговых аккумуляторных батарей 54 3.1 Математическое моделирование движения внутризаводского электротранспорта по ездовых циклам 54 3.1.1 Основные уравнения движения электромобиля 54 3.1.2 Фаза разгона с постоянным ускорением 57 3.1.3 Фаза разгона с переменным ускорением 59 3.1.4 Фаза равномерного движения 60 3.1.5 Фаза замедления 61 3.1.6 Фаза торможения 62 3.2 Математическое моделирование тяговых аккумуляторных батарей 63 3.2.1 Аппроксимация разрядных характеристик аккумуляторов 64 3.2.2 Аналитическое описание ВАХ аккумуляторов 70 3.2.3 Моделирование взаимосвязей в аккумуляторах 71 3.3 Математическое моделирование емкостных накопителей энергии 75 3.3.1 Аналитическое описание ВАХ емкостных накопителей 76 3.3.2 Моделирование взаимосвязей в емкостных накопителях 80 3.4 Математическое моделирование тягового электропривода 82 3.5 Программная реализация обобщенной математической модели 85 3.6 Выводы 88 4 Статическая оптимизация распределения масс накопителей энергии в составе бортовой энергоустановки и суммарных потерь в тяговой системе 89 4.1 Статическая оптимизация распределения масс в КЭУ ВЗЭТ 89 Заключение 93
Список литературы

1. Токарев А.Б., Жирнова Н.Б. Энергетические статические математические модели химических источников тока // Электротехника, 1990, № 6. 2. Кузнецов Е.С. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Е. С. Кузнецов, В. П. Воронов, А. П. Болдин и др.; под ред. Е. С. Кузнецова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 2011. – 413 с. 3. https://www.autowp.ru/bronto/1307_brontokar/specifications 4. Розеншток Б.Я., Пугачев Е.В., Козелков Л.В. Динамическая модель аккумуляторного источника питания как объекта автоматического управления // Электротехника. -1989. № 9. 5. http://bronto-psa.ru/cars/car_info.php?car_id=23 6. Гурьянов Д. И. Общие уравнения движения электромобиля // Автотракторное электрооборудование, ., № 7.2004 г 7. https://www.drom.ru/info/misc/50706.html 8. Гурьянов Д.И. Импульсное регулирование индивидуальных электроприводов колес постоянного тока по минимуму потерь // Автотракторное электрооборудование, 2012, № 5-6, с. 18 - 22. 9. http://www.akb-nn.com/index/tjagovye_akkumuljatory_faam_model_ttm/0-81 10. Ефремов И.С., Трахтман Л.М. Тяговые электроприводы электроподвижного состава и пути их усовершенствования/ /Электротехника. – 1981. №3. – с.2-5. 11. Доржинкевич Н.Б. Особенности проектирования электрооборудования электромобиля. – Электротехника, 2005, №10, с.19-23. 12. http://www.sentosa.ru/catalog/faam_seriya_toplonglife/ 13. Заявка на патент № 2004105578 RU, МКИ G 01 B 07/2. Устройство для измерения линейных размеров / Новиков С.Д., Шелеметьев В.Д., Конаш А.Б., Решетов А.Г., Пионтковская С.А.; Тольяттинский государственный университет – Заявл. 24.02.2004; Опубл. хх.хх.2004, бюл. № хх 14. https://power-e.ru/power_supply/razrabotka-sistem-zaryada-emkostnyh-nakopitelej-energii/ 15. Быстрозарядные тяговые и стартерные батареи сверхемких конденсаторов. Новые экологически чистые источники энергии. Проспект фирмы ЭСМА. – Москва, 2006. 16. Арсеньев О.В., Корзуков Н.И. Комбинированный источник тока (аккумуляторная батарея и накопитель энергии) для легковых автомобилей // Электротехнические системы транспортных средств и их роботизированных производств / Тез. докл. научн. техн. конф. секция «Автомобильная электротехника и электроника». – М.: НПО «Автоэлектроника», 1995, с.67. 17. ГОСТ 29249-2001. Транспорт напольный безрельсовый. Защитные навесы. Технические характеристики и методы испытаний. 18. Ю.Т. Чумаченко, А.А. Федорченко. Автомобильный электрик – “Феникс”, 2006 год 19. Джента Накопление кинетической энергии – М.: Мир, 1988, 428с. 20. https://best-energy.com.ua/support/battery/bu-107 21. Листвинский М. С., Петленко А. Б., Фомин А. П. и др. Моделирование движения городского электромобиля с комбинированной энергоустановкой на базе емкостного накопителя энергии// Научно-техн. прогресс в автомобилестроении/ Тез. докл. Научно-тех. Конф. – М.: МАМИ 2006 22. Эйдинов А.А. Электромобили. Учебное пособие. – М.: МАМИ, 1997, с. 80. 23. Лидоренко Н.С., Мучник Г.Ф., Бортников Ю.С., Иванов А.М., Постаногов В.П. Электромобили. – М.: ВНТИЦентр, 1994. 24. Эйдинов А.А. Развитие систем автомобильной электротехники. – М.: НАМИ, 1995. 25. Ставров О.А. Электромобили. – М.: ВИНТинформации, 2006. 26. Накопители энергии. Бут Д.А., Алиевский Б.П., Мизюрин С.Р., Васюкевич П.В. – М.: Энергоатомиздат, 2001, с.400. 27. Афанасьев А.М., Михайленко И.Е., Стригущенко И.В. Электролитический конденсатор двойного слоя // Электротехнические системы транспортных средств и их роботизированных производств / Тез. докл. научн. техн. конф. секция «Автомобильная электротехника и электроника». – М.: НПО «Автоэлектроника», 2015, с.60. 28. Исследование тяговых систем автотранспортных средств с бортовыми источниками энергии различной физической природы. Отчет ОНИР // Петленко Б.И., Листвинский М.С. и др. / - М.: МАМИ, 2003, №5 г.р. 114900. 29. Дижур М.М, Эйдинов А.А., Расчетные исследования возможностей тяговых источников тока для электромобилей. // Совершенствование технико-экономических показателей автомобильной техники / Сб. научн. тр. – М.: НАМИ 2010, с. 50-58. 30. Докучаев С.В., Луганский К.П., Петленко А.Б., Тауфик Аль-Масуд, Тенденции развития напольного внутрицехового транспорта // Электротехнические системы транспортных средств и их роботизированных производств / Сб. научн. тр. – М.: МАМИ 1995, с. 33-38. 31. Будник В.С., Свириденко Н.Ф. и др. Инерционные механические аккумулирующие системы – Киев, «Наумова думка», 2008, 176с.
Отрывок из работы

1 Современное состояние и тенденции развития внутризаводского электротранспорта 1.1 Анализ и тенденции развития современного состояния внутризаводского электротранспорта и основных технико – эксплуатационных показателей В настоящее время на промышленных предприятиях и транспортных узлах (железнодорожные вокзалы, аэропорты и т.д.) для осуществления транспортировки грузов на сравнительно небольшие расстояния в стесненных условиях, где невозможно использовать бензиновые и дизельные двигателя в условиях закрытого помещения, наибольшее распространение получили электрические грузоперевозочные транспортные средства, обеспечивающие различные технологические процессы (погрузчики, самоходные тележки, транспортные поезда и т.п.). Применение электротранспорта в виде внутризаводского способа перевозки грузов и людей является актуальным решением по работе автоматизации производства. Использование одиночной электротележки целесообразно на заводах и фабриках для перевозки комплектующих изделий, заготовок и готовой продукции, при работе в складских помещениях с ограниченными проездами и т.д. Благодаря большой маневренности и незначительной ширине платформы, электротележка может подходить непосредственно к рабочим местам. Использование электротележки в качестве тягача с прицепными тележками возможно, например, в аэропортах, железнодорожных вокзалах или других транспортных узлах для перевозки багажа, почтовых или других несыпучих грузов, а также пассажиров и т.п.
Условия покупки ?
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 82 страницы
2050 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 88 страниц
2200 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 123 страницы
3075 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 91 страница
2275 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 90 страниц
2250 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 97 страниц
2425 руб.
Служба поддержки сервиса
+7 (499) 346-70-XX
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg