Návrh pohonu elektrické lokomotivy
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Těžištěm práce je výpočet a návrh bateriově napájeného pohonu lokomotivy, pracující v pomocném vlečkovém režimu, tzn. při jízdě na úseku trati bez trolejového vedení. Navržené bateriové skupiny pro zajištění pojezdu vlaku budou instalovány přímo do strojovny lokomotivy. V teoretické části práce je provedena analýza elektrických lokomotiv a elektrických jednotek, provozovaných v současné době na území České republiky a využívajících k pohonu měniče s napěťovým meziobvodem. Následně se v kapitole nachází popis funkce usměrňovacích a střídacích měničů moderních lokomotiv. Praktická část práce obsahuje výpočty potřebných sil a z nich následné výpočty potřebných energií, pro pojezd vlaku po určené dráze vlečky. Na základě získaných hodnot je proveden návrh bateriových skupin, které budou jako nezávislá trakce zabezpečovat pojezd vlaku po dříve určené vlečce. V práci je dále proveden návrh silové části nabíjecího měniče baterií, který se skládá z měničů STEP-UP a STEP-DOWN. K němu je v prostředí Matlab Simulink vytvořen silový model a model řízení. Data a grafy, exportované z prostředí Matlab Simulink pro ověření funkčnosti měniče jsou uvedeny v samostatné kapitole. Kromě návrhu bateriového pohonu je v práci dále proveden výpočet ztrát trakčního měniče při běžném provozu lokomotivy, tj. mimo vlečkový režim. Pro tento výpočet je v závěru práce uvedena teorie výpočtu ztrát, vznikajících v tranzistoru a v nulové diodě střídače. Podle ní je i vlastní výpočet proveden. Následně je proveden i výpočet kapalinového chladiče tohoto střídače.
The focus of the work is the calculation and design of battery-powered drive of locomotive, operating in the sub-siding mode, ie when the locomotive is moving on the track section without the overhead line. The proposed battery groups to ensure the drive train will be installed directly into the locomotive engine room. In the theoretical part of the work there has been done the analysis of the electrical locomotives and electrical unit, which nowadays are used in the Czech Republic in driving of voltage controller with the integrated circuit. Then, in the chapter there is a brief description modern locomotives frequency convertor’s and rectifier’s function. The practical part of the work contains the necessary force and energy calculation for train moving on the determined rails. On the base of the received data, the design of battery groups has been done. These battery groups will work as an independent traction which insures the moving of the train on the determined rails. In the work the design, which consists of STEP-UP and STEP-DOWN convertors, has also been done. The power model and model management were created in Matlab Simulink programme. Data and graphs exported from the Matlab Simulink programm are determined for verifying convertor’s function, which can be found in a separate chapter. In addition to the proposal of the battery drive is at work also has been calculated loss of traction rectifier during normal operation of the locomotive, ie outside siding mode. For this calculation, in the conclusion is listed the theory of calculation of the losses incipient in the transistor and freewheeling diode of rectifier. According to the theory own calculation is performed. Subsequently the liquid cooler calculation of the rectifier is calculated.
The focus of the work is the calculation and design of battery-powered drive of locomotive, operating in the sub-siding mode, ie when the locomotive is moving on the track section without the overhead line. The proposed battery groups to ensure the drive train will be installed directly into the locomotive engine room. In the theoretical part of the work there has been done the analysis of the electrical locomotives and electrical unit, which nowadays are used in the Czech Republic in driving of voltage controller with the integrated circuit. Then, in the chapter there is a brief description modern locomotives frequency convertor’s and rectifier’s function. The practical part of the work contains the necessary force and energy calculation for train moving on the determined rails. On the base of the received data, the design of battery groups has been done. These battery groups will work as an independent traction which insures the moving of the train on the determined rails. In the work the design, which consists of STEP-UP and STEP-DOWN convertors, has also been done. The power model and model management were created in Matlab Simulink programme. Data and graphs exported from the Matlab Simulink programm are determined for verifying convertor’s function, which can be found in a separate chapter. In addition to the proposal of the battery drive is at work also has been calculated loss of traction rectifier during normal operation of the locomotive, ie outside siding mode. For this calculation, in the conclusion is listed the theory of calculation of the losses incipient in the transistor and freewheeling diode of rectifier. According to the theory own calculation is performed. Subsequently the liquid cooler calculation of the rectifier is calculated.
Description
Keywords
elektrická lokomotiva, pohon, asynchronní motor, frekvenční měnič, IGBT modul, akumulátorová baterie, nabíjecí měnič, ztráty v tranzistorovém měniči, electric locomotive, drive, asynchronous motor, frequency converter, IGBT module, rechargeable battery, charging converter, losses in the transistor converter
Citation
DOČEKAL, M. Návrh pohonu elektrické lokomotivy [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2014.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Silnoproudá elektrotechnika a výkonová elektronika
Comittee
doc. Dr. Ing. Miroslav Patočka (předseda)
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Petr Dohnal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Veselka, CSc. (člen)
Ing. Petr Huták, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Procházka, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Skalický, CSc. (člen)
Date of acceptance
2014-06-10
Defence
Student obhajoval diplomovou práci na téma návrh pohonu elektrické lokomotivy.
Byly zodpovězeny otázky oponenta i v diskuzi. Komise hodnotí práci jako výbornou.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení