Каркоцкий Дмитрий Валерьевич – преподаватель, кафедра электротехники и систем электропитания
пр. Независимости, 220, 220057, Минск
Dmitry V. Karkotski – Teacher, Chair of Electrical Equipment and Power Supply Systems
220, Nezavisimosti Ave., 220057, Minsk
Малашин Андрей Николаевич – кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры электротехники и систем электропитания
пр. Независимости, 220, 220057, Минск
Andrey N. Malashin – Ph. D. (Engineering), Assistant Professor, Professor of the Chair of Electrical Equipment and Power Supply Systems
220, Nezavisimosti Ave., 220057, Minsk
Чумаков Сергей Алексеевич – заместитель начальника кафедры электротехники и систем электропитания
пр. Независимости, 220, 220057, Минск
Sergey A. Chumakov – Deputy Head of Department, Chair of Electrical Equipment and Power Supply Systems
220, Nezavisimosti Ave., 220057, Minsk
Коваль Юрий Георгиевич – инженер-конструктор, отдел механики (сектор расчетов), ОАО «ВОЛАТАВТО»
ул. Кульман, 2-1, 220013, Минск
Yury G. Koval – Design Engineer, Department of Structural Analysis, JSC “VOLATAVTO”
2-1, Kulman Str., 220013, Minsk
При разработке новых или модернизации существующих энергоемких подвижных объектов (ПО) основным способом обеспечения оптимальных параметров качества питающего напряжения является завышение мощности первичного источника (ПИ) в 1,5–2 раза по отношению к максимальной мощности всех потребителей электрической энергии (ПЭЭ) ПО. Следствием существующего подхода определения мощности ПИ являются: завышение массы и габаритов системы автономного электроснабжения (САЭС) на 30–70 %, что существенно снижает скоростные характеристики, показатели проходимости и длительность автономной работы ПО, а также ухудшают экономичность САЭС; загруженность ПИ САЭС не более чем 35–55 % от номинальной мощности, что приводит к сокращению их сроков службы. Таким образом, невозможно учесть особенности реального токопотребления отдельных ПЭЭ и влияние их совместного функционирования на конкретные ПИ САЭС, что приводит к дополнительным финансовым затратам и увеличению сроков разработки, а также к риску отказа в процессе испытаний как САЭС, так и подключаемого к ним оборудования.
Предложенный подход оценки мощности ПИ электрической энергии в САЭС ПО позволяет определить полную мощность ПЭЭ в условиях ограниченной информации о них с учетом характера графика нагрузки, а также величины и формы токопотребления. В результате аналитических расчетов согласно приведенной методике мощность ПИ ПО может быть снижена на 13–45 % в зависимости от характера нагрузки при сохранении показателей качества питающего напряжения в допустимых пределах.
Рассмотренные способы расчета мощности ПИ САЭС позволят определить ограничения для решения задачи структурно-параметрического синтеза САЭС и алгоритма оценки мощности ПИ при разработке новой или модернизации существующей САЭС ПО. Это позволит снизить массогабаритные параметры САЭС, тем самым повысить скоростные характеристики, маневренные возможности и показатели проходимости ПО, а также длительность автономной работы и экономичность функционирования САЭС.
When developing new or upgrading existing energy-intensive mobile objects (MO), the main way to ensure the quality parameters of the supply voltage is no worse than in the state grid, overestimation of the primary source (PS) power is 1.5–2 times relative to the maximum power of all electrical energy consumers (EEC) software.
The consequence of the existing approach to determine the power of PS are: overestimation of the mass and dimensions of the autonomous power supply system (APSS) by 30–70 %, which significantly reduces speed characteristics, cross-country performance and battery autonomy of MO, as well as worsen the economics of the APSS; the workload of the PS APSS is not more than 35–55 % of the nominal capacity, which leads to a reduction in their service lives.
Thus, it is impossible to take into account the peculiarities of the actual current consumption of individual EEC and the impact of their joint operation on specific PS APSS, which leads to additional financial costs and an increase in development time, as well as to the risk of failure during the testing of both the APSS and the equipment connected to it.
The proposed approach for estimating the PS power of electric energy in APSS MO allows determining the full power of the EEC in terms of limited information about the EEC taking into account the nature of the load graph, as well as the magnitude and form of current consumption. As a result of analytical calculations according to the above methodology, the PS power can be reduced by 13–45 %, depending on the nature of the load, while maintaining the quality indicators of the supply voltage within acceptable limits.
The considered methods for determining the power of the PS APSS will make it possible to determine the limitations for solving the problem of structural-parametric synthesis of the APSS and the algorithm for determining the power of the PS when developing a new or upgrading the existing APSS MO. This will reduce the weight and size parameters of the APSS, thereby increasing the speed characteristics, maneuverability and software permeability of MO, as well as the autonomous operation time and efficiency of the APSS operation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.