Использование суперконденсатора в комплексе с аккумуляторной батареей позволяет решить одну из главных задач накопления энергии торможения в тяговых электроприводах электротранспортных средств. Ток, поступающий в источник, при торможении может превышать рекомендуемое значение тока заряда аккумуляторной батареи, что неизбежно приведет к существенному уменьшению срока эксплуатации источника [1]. В то же время, при использовании гибридного источника, состоящего из суперконденсатора (СКБ) и аккумуляторной батареи (АКБ), возможно перераспределение энергии рекуперации таким образом, чтобы ток заряда не превышал допустимое значение.
Емкостные накопители энергии или так называемые суперконденсаторы [2] представляют собой конденсаторы с двойным изолирующим слоем и имеют емкость на несколько порядков выше, чем у обычных современных конденсаторов. На основе комплексного анализа мирового рынка эксперты делают вывод, что, благодаря использованию нанотехнологий, технические характеристики СКБ быстро улучшаются, а цена одной фарады и единицы запасаемой энергии неуклонно снижается [3].
В работе предлагается использование схемы гибридного источника изображенного на рисунке 1.
Рисунок 1 – Фукнциональная схема системы управления гибридным источником
Как видно из рисунка, гибридный источник состоит также из двух импульсных преобразователей напряжения ПН1 и ПН2, обеспечивающих напряжение в звене постоянного тока Ud выше соответственно напряжений СКБ UСКБ и АКБ UАКБ. Каждый ПН может работать в режиме заряда (работают VT1.1 и-или VT2.1), обеспечивая накапливание энергии рекуперации, или в режиме разряда (работают VT1.1 и-или VT2.1) в двигательном режиме работы электропривода (ЭП) обеспечивая разряд гибридного источника. При разряде гибридного источника необходимо разряжать СКБ в первую очередь.
Система управления имеет один общий контур регулирования напряжения и два внутренних контура регулирования тока АКБ и СКБ. Задание на внутренние контуры регулирования поступает из регулятора напряжения (РН). Выход регуляторов тока АКБ РТ1 и СКБ РТ2 обрабатываются логикой (Л1, Л2), осуществляющей раздельное управление транзисторными ключами в соответствии с заданным законом работы гибридного источника. В общем виде выбор управляющего импульса ПН1 и ПН2 имеет вид:
| Uу = Uвых_РТ * (режим работы ЭП) * (режим гибридного источника) |
Результаты работы системы гиброидный источник – электропривод
(рис. 1) подтверждают работоспособность гибридного источника и системы управления.
На них СКБ работает как буферный элемент между АКБ и ЭП, разряжается и заряжается в первую очередь.
Рисунок 2 – Результаты моделирования системы гибридный источник – ЭП
Список использованной литературы
1. Войтенко В. А. Оптимізація параметрів конденсаторної батареї автономного джерела живлення електромобіля /
В. А. Войтенко, В. А. Водічев // Електромеханічні і енергозберігаючі системи
Кременчук: КрНУ, 2012. – Вип. 3/2012 (19), С. 261-263.
2. Шурыгина В. Суперконденсаторы. Размеры меньше, мощность выше. // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2009, No 7.
3. Деспотули А. Суперконденсаторы для электроники (часть 1) / А. Деспотули, А. Андреева // Современная электроника. – М.:
СТА-Пресс. – 2006. – N 5. – С. 10-14