Energetyka transportu zelektryfikowanego. Poradnik inżyniera

Energetyka transportu zelektryfikowanego. Poradnik inżyniera

rok wydania: 2020
ilość stron: 333
ISBN: 978-83-7348-800-7

Opis
W dzisiejszym świecie zglobalizowanej gospodarki, przy ogromnej i stale rosnącej wymianie towarowej oraz coraz większej mobilności społeczeństw, poziom rozwoju transportu stał się jednym z najbardziej istotnych czynników decydujących o możliwościach dalszego wzrostu gospodarczego. Narastające ograniczenia transportowe, spowodowane ekstensywną rozbudową środków transportu, która nie nadąża za zwiększającymi się potrzebami, odczuwamy wszyscy – także w życiu codziennym. Stawia to przed inżynierami konieczność wprowadzania nowych technik w celu ułatwienia przemieszczania pasażerów i towarów. Postęp nauki w dziedzinie inżynierii transportu ukierunkowuje się na nowoczesną trakcję elektryczną, szeroko rozumianą elektromobilność oraz wzrost efektywności energetycznej transportu zelektryfikowanego.

Podręcznik zawiera zagadnienia związane z treścią przedmiotów prowadzonych dla kierunków studiów: automatyka i robotyka, elektrotechnika oraz transport. Wymienić tu można przedmioty ogólne, prowadzone na studiach I stopnia: inżynieria elektryczna w transporcie, energetyka transportu oraz przedmioty specjalnościowe na studiach II stopnia: energetyka i telematyka transportu, mechatronika pojazdów, pojazdy elektryczne. Podręcznik jest przeznaczony dla studentów zarówno I, jak i II stopnia kształcenia wyższych uczelni technicznych, a także wszystkich zainteresowanych nowoczesną trakcją elektryczną i zelektryfikowanymi systemami transportowymi.

Rysunek 4.6 do wyd. 2 poradnika w formacie PDF

Spis treści
Przedmowa / 9  
Wykaz pojęć, ważniejszych oznaczeń i skrótów / 11
1. Wprowadzenie / 15  
1.1. Historia rozwoju trakcji elektrycznej / 15
1.2. Zalety trakcji elektrycznej / 19      
1.3. Graniczne parametry trakcji prądu przemiennego / 21
1.4. Graniczne parametry trakcji prądu stałego / 24      
1.5. Cel i zasady obliczeń trakcyjnych / 26
1.5.1. Efektywność energetyczna transportu / 26  
1.5.2. Charakterystyczne parametry trakcji / 28
1.6. Literatura / 31
     
2. Pojazdy elektryczne / 33  
2.1. Klasyfikacja pojazdów elektrycznych / 33
2.2. Układy napędowe pojazdów / 38  
2.2.1. Charakterystyka trakcyjna pojazdu / 38
2.2.2. Układy napędowe z silnikami szeregowymi prądu stałego / 39
2.2.3. Układy napędowe z silnikami indukcyjnymi / 42
2.3. Przykładowe charakterystyki trakcyjne pojazdów / 48  
2.4. Architektura trakcyjnych układów napędowych / 55  
2.5. Literatura / 60
     
3. Dynamika ruchu pojazdów / 63  
3.1. Równanie ruchu pojazdu / 63
3.2. Opory ruchu / 66      
3.2.1. Klasyfikacja oporów ruchu / 66
3.2.2. Opory zasadnicze / 68
3.2.3. Opory lokalne / 78
3.2.4. Całkowite opory ruchu / 86  
3.2.5. Przykłady obliczeniowe / 86
3.3. Ograniczenia siły pociągowej / 92  
3.4. Ruch pojazdu / 96      
3.4.1. Fazy ruchu pojazdu / 96
3.4.2. Przykłady obliczeniowe / 100
3.5.  Literatura / 116

4. Profil trasy / 119  
4.1. Źródła i formy pozyskania informacji o profilu trasy / 119
4.2. Odczytywanie danych linii kolejowej w formie graficznej / 123  
4.3. Tabelaryzacja  profilu pionowego linii / 127
4.4. Wyznaczanie  zastępczego profilu pionowego  / 129    
4.5. Określanie dopuszczalnych prędkości maksymalnych i minimalnych / 131
4.6. Przykład wyznaczenia profilu wypadkowego dla wybranej linii kolejowej / 135
4.7. Literatura / 143
   
5. Przejazd teoretyczny / 145  
5.1. Cel i zasada obliczeń parametrów przejazdu teoretycznego / 145
5.1.1. Obliczenia trakcyjne / 145  
5.1.2. Realizacja obliczeń przejazdu teoretycznego / 146
5.2. Organizacja obliczeń parametrów jazdy pojazdu z wykorzystaniem arkusza kalkulacyjnego / 150
5.2.1. Organizacja arkusza kalkulacyjnego / 150    
5.2.2. Procedura wykonywania obliczeń / 164  
5.2.3. Funkcje specjalne arkusza kalkulacyjnego / 167  
5.3. Przykłady obliczeniowe przejazdów pociągów / 175
5.3.1. Przejazd elektrycznego zespołu trakcyjnego dużej prędkości na torze prostym i poziomym / 176  
5.3.2. Wariantowe obliczenia parametrów jazdy ciężkiego pociągu towarowego / 179  
5.3.3. Wariantowe obliczenia parametrów jazdy elektrycznego zespołu trakcyjnego / 183
5.4. Model symulacyjny pojazdu w programie Matlab/Simulink / 187    
5.5. Przykładowe symulacje przejazdów pociągów / 195  
5.5.1. Symulacja przejazdu elektrycznego zespołu trakcyjnego dla potrzeb wyznaczenia rozkładu jazdy / 195
5.5.2.  Symulacja przejazdu elektrycznego zespołu trakcyjnego z kształtowanym profilem prędkości zadanej według krzywej sklejanej / 200
5.5.3. Symulacja przejazdu elektrycznego zespołu trakcyjnego z uwzględnieniem ograniczenia mocy związanego ze zmianami napięcia na odbieraku prądu / 203  
5.5.4. Symulacja przejazdu pociągu towarowego z uwzględnieniem ograniczonej przyczepności kół napędnych / 208    
5.6. Literatura / 211
 
6. Efektywność energetyczna zelektryfikowanych miejskich systemów transportowych / 213
6.1. Zasilanie miejskiej trakcji elektrycznej / 213  
6.1.1. Struktura układów zasilania / 213
6.1.2. Ekonomiczne aspekty struktury układu zasilania trakcji elektrycznej / 220  
6.1.3. Wybrane obliczenia układów zasilania miejskiej sieci trakcyjnej / 223
6.2. Zasobniki energii elektrycznych pojazdów kolei miejskich / 234  
6.2.1. Charakterystyka hipotetycznej linii kolejowej i pojazdów / 234  
6.2.2. Symulacja przejazdu elektrycznego zespołu trakcyjnego / 236  
6.2.3. Studium doboru zasobnika energii / 239    
6.2.4. Przykładowe obliczenia parametrów zasobników energii / 241  
6.3. Wybrane zagadnienia efektywności energetycznej dla metra / 250
6.3.1. Rozkład jazdy a efektywność energetyczna systemu / 250    
6.3.2. Wybór analizowanego systemu transportowego / 251    
6.3.3. Analiza symulacyjna / 255
6.3.4. Model systemu trakcyjnego / 257    
6.3.5. Wyniki symulacji / 261
6.3.6. Porównanie metod sterowania ruchem pojazdów  / 265    
6.3.7. Przykład analizy kryterialnej dla algorytmu zezwalającego na odjazd ze stacji / 270
6.4. Literatura / 274
   
7. Wybrane zagadnienia odbioru prądu z sieci jezdnej / 275
7.1. Odbiór prądu przez zestyk ślizgowy / 275  
7.1.1. Warunki pracy zestyku ślizgowego / 275    
7.1.2. Nagrzewanie silnie obciążonego zestyku / 278  
7.2. Sieć trakcyjna / 281
7.2.1. Konstrukcja sieci jezdnej / 281    
7.2.2. Podstawowy model matematyczny sieci trakcyjnej / 282
7.3. Odbieraki prądu / 284    
7.3.1. Konstrukcja odbieraka prądu / 284    
7.3.2. Podstawowe modele matematyczne odbieraka prądu / 286    
7.3.3. Zaawansowany model odbieraka prądu / 288  
7.3.4. Modelowanie 3D i analiza dynamiki odbieraka prądu / 290    
7.4. Badania symulacyjne współpracy odbieraków prądu z siecią trakcyjną / 296  
7.4.1. Istotne zjawiska falowe podczas interakcji odbieraka z siecią trakcyjną / 296  
7.4.2. Zaawansowane modele górnej sieci trakcyjnej / 301
7.4.3. Model referencyjny sieci jezdnej / 307    
7.4.4. Wyniki symulacji z wykorzystaniem podstawowych modeli symulacyjnych / 310
7.5. Znaczenie kontroli jakości współdziałania odbieraków prądu z siecią / 313
7.5.1. Badania stanu technicznego sieci jezdnej w aspekcie norm i przepisów / 313
7.5.2. System diagnostyki sieci trakcyjnej DST / 316    
7.5.3. Diagnostykaodbieraków prądu / 319    
7.5.4. System monitoringu odbieraków prądu / 327  
7.6.  Literatura / 330