Вестник МГТУ, 2023, Т. 26, № 4.

Вестник МГТУ. 2023. Т. 26, № 4. С. 374-383. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2023-26-4-374-383 перевести в категорию полезной рекуперации £ ре]к полезн. При этом потребление энергии тормозными резисторами Ереостат снизится до минимального значения. Способы полного задействования энергии рекуперации Единственной для ГЭТ возможностью максимизировать использование всей электроэнергии (Ер, + Ер. вб), получаемой при рекуперативном торможении, является применение буферных накопителей энергии; имеются только две схемы применения буферных накопителей в СТЭ ГЭТ: на борту вагонов и стационарно. Бортовые накопители энергии. Наиболее распространенная схема размещения бортовых накопителей (БН) в электрической цепи описана в работе (Jandura et al., 2017). В настоящее время в качестве бортовых буферных накопителей рекуперативной энергии применяются главным образом суперконденсаторные системы. Указанная схема потребовала уточнений при учете дополнительных каналов потребления энергии бортовыми накопителями на собственные нужды (система управления, климат-контроль), а также на компенсацию саморазряда суперконденсаторных накопительных элементов (рис. 1). В эту схему вошло и указание на дополнительное потребление энергии на тягу вагона, масса тары которого увеличена за счет размещения на борту накопителя энергии массой 1 т и более. Рис. 1. Схема тяговой цепи ПС с бортовым накопителем. Стрелками показаны направления энергопотоков Fig. 1. Diagram of the traction chain of a rolling stock with an on-board drive. The arrows show the directions of energy flows Для полного использования энергии рекуперации в СТЭ требуется установка бортовых накопителей на каждую единицу подвижного состава. Цикл работы БН следующий. При рекуперативном торможении тяговый привод на звене постоянного тока (ЗПТ) повышает напряжение. При этом по срабатыванию верхней уставки напряжения на прием энергии рекуперации включается БН, который имеет мощность потребления, равную или большую мощности тягового привода вагона в режиме рекуперации. Это означает, что рекуперативные токи в КС не выходят и отсутствуют потери энергии в КС, равные, как выше было указано, 7 %. Причем в бортовой накопитель попадают не только избыточная рекуперация Ерек.изб, но и вся потенциально полезная рекуперация Ерек.полезн, которая без накопителя шла бы на сетевую нагрузку по КС. После приема рекуперированной энергии и процесса короткого хранения (в период стоянки вагона) производится выдача ее из накопителя на тяговый привод вагона для его разгона. Сигналом для выдачи служит падение напряжения на ЗПТ в ходе разгона ниже значения нижней уставки по напряжению накопителя. Практически вся энергия, выдаваемая БН, поступает на тяговый привод, а ЗПТ тягового инвертора становится точкой токораздела с потоками энергии от ТП в периоды перетоков рекуперированной энергии, так как нетяговая нагрузка вагона (включая собственные нужды самого БН) питается от КС (мощность тяги на разгоне забирает всю энергию из БН, поскольку мощность и объем энергии разгона поезда всегда превышают эти значения, которые может выдать БН). К нетяговой нагрузке ПС относятся также и собственные нужды преобразователя накопителя и самих накопительных элементов (вентиляция, управление). Поскольку вся энергия, выдаваемая БН, поступает в тяговый привод своего же вагона, то выдача рекуперативной энергии в КС в такой схеме отсутствует. Избыточной рекуперации в данном случае также не остается, поскольку производители БН подбирают такую их энергоемкость, которая может забрать всю возможную для вагона ГЭТ энергию рекуперации. Так, значительная часть отечественных и зарубежных исследователей сходится во мнении, что полный 377