16 января 2021 05:10

16 января 2021 05:10

Закон возвращения энергии

Использование рекуперативного торможения возвращает в контактную сеть до 50 процентов электроэнергии, потребляемой электровозом

Применение рекуперативного торможения существенно экономит электрическую энергию. Наиболее эффективно оно используется не только на железной дороге, но и в трамваях, троллейбусах, электромобилях и гибридных автомобилях. Об особенностях и вариантах использования электроэнергии, полученной в результате рекуперативного торможения, рассказывает заведующий кафедрой «Электроснабжение транспорта» электромеханического факультета Уральского государственного университета путей сообщения Юрий Неугодников.

 

– Юрий Павлович, что такое рекуперативное торможение?

– Это вид электрического торможения, при котором электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, возвращается в тяговую сеть. Допустим, электровоз проходит участок со сложным горным профилем. На подъёмах он идёт в режиме тяги, а на спусках переключается в режим электрического, или рекуперативного, торможения. При рекуперативном тяговый двигатель работает в генераторном режиме, тем самым задерживая вращение колёсных пар и обеспечивая торможение электровоза. Механическая энергия с помощью генератора преобразуется в электрическую и возвращается в контактную сеть. Чем больше тормозное усилие, тем больше электроэнергии вырабатывает генератор.

 

– А когда оно было применено впервые?

– В 1932 году на первом советском электровозе постоянного тока Сс-11. Эффективно этот вид торможения используется и на электровозах переменного тока. Также рекуперативное торможение применяется на электропоездах пригородного сообщения, современных трамваях, троллейбусах. Такой принцип используется и на электромобилях, гибридных автомобилях, где вырабатываемая при торможении электроэнергия используется для подзарядки аккумуляторов. Некоторые контроллеры двигателей электровелосипедов также применяют рекуперативное торможение. За рубежом рекуперативное торможение активно используется на железных дорогах и в метрополитене, например, в Германии и Японии.

 

– Как может быть использована возвращённая электроэнергия?

– Вариантов несколько. Лучший – когда электроэнергия, полученная в режиме рекуперативного торможения, поступает на соседний электровоз, который в данный момент проходит этот участок в режиме тяги. При этом неважно, на каком пути он находится. Электро­энергия с минимальными потерями по контактной
сети передаётся локомотиву.

 

– А что делать, если на участке нет соседнего электровоза, работающего в режиме тяги?

– В таком случае электроэнергия, полученная в результате рекуперации, поступает на ближайшую тяговую подстанцию. Если на ней установлен инвертор, то она преобразуется в переменный ток и идёт через преобразовательный трансформатор в распределительные устройства переменного напряжения подстанции. Оттуда она поступает на сборные шины подстанции, а далее по фидерам к потребителям. Оставшаяся энергия может быть направлена в специальные накопители, которые ещё предстоит разработать.

 

– Каков экономический эффект от использования рекуперативного торможения и образующейся в результате этого электроэнергии?

– Значительный. Так, на участках со сложным горным профилем, например на Чусовском, использование рекуперативной энергии на электровозах возвращает в контактную сеть до 56 процентов электро­энергии. Таким образом, компенсируется больше половины электроэнергии, потребляемой локомотивом на тягу.

 

Серик Мустафин
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
        1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31