Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Как работает рекуперация энергии торможения». Также Вы можете бесплатно проконсультироваться у юристов онлайн прямо на сайте.
Да, установка ветряных электростанций или солнечных батарей удовольствие недешевое, но если ваш климатический пояс способствует установке альтернативных источников – это вполне оправданно.
Важно понять, что регенеративное торможение не является магическим увеличителем диапазона пробега электромобилей. Оно не делает машины более эффективными как таковые, а просто делает их менее неэффективными.
Какие бывают виды рекуперативного торможения
Основой для системы рекуперативного торможения используется электродвигатель, который вмонтирован в трансмиссию транспортного средства. В момент торможения электродвигатель срабатывает в режиме генератора, тем самым начиная вырабатывать электроэнергию.
Экономия энергии за счёт рекуперации в лучшем случае составляет доли процента, и поэтому система рекуперативного торможения электромобиля неэффективна и не оправдывает усложнения конструкции.
Теоретически, полное восполнение заряда батарей элекровелосипеда при спусках со склонов возможно, однако для осуществление этой нехитрой «процедуры» потребуется очень крутой холм протяжностью более 322 километров. Но где встретишь в Украине такой крутой спуск, да и вообще в мире?
Кроме основной функции по обеспечению безопасности движения применение рекуперативного торможения позволяет использовать возвращённую энергию на тягу поездов другими локомотивами, а также для привода вспомогательных электрических машин, для освещения и отопления, повышая энергоэффективность перевозочного процесса.
Зарегистрированные пользователи могут скачать результаты отбора товаров в виде Ексель-прайсов, если объем выборки не превышает 5000 позиций. Для этого пользуйтесь фильтрами отбора товара в разделах прайс-листа.
Чтобы правильно оценить данную технологию, нам нужно посмотреть на два разных параметра: коэффициент полезного действия(КПД) и эффективность. Несмотря на кажущееся сходство, они совершенно разные.
Для кого-то может показаться необычным, но легковой автомобиль можно рассматривать с точки зрения устройства, которое напрасно расходует энергию топлива.
Необходимо отметить, что условия работы устройств энергоснабжения в режиме рекуперативного торможения в большей степени зависят от режима напряжения в контактной сети, чем в режиме тяги. Важнейшей задачей сегодняшнего дня является доведение до широкой реализации предложений учёных по системе управления напряжением в контактной сети в зависимости от поездной ситуации.
Тормозить и запасать: системы рекуперации в современных машинах
В зависимости от модели и доработок инженеров, в перечень так же могут входить дополнительные механизмы, датчики замера скорости и прочее, что способствует стабильной и качественной работе системы.
Как правило, изучая технические характеристики легкового автомобиля, особое внимание уделяется мощности мотора, динамике движения. Однако не стоит забывать о таком понятии как качественная тормозная система, а ведь именно она отвечает за безопасность движения автомобиля. Многие люди даже не догадываются о перспективах развития микроконтроллеров, так как их популярность не так велика как персональных компьютеров ПК и ноутбуков, а также смартфонов.
Изначально, наибольшее свое применение система рекуперации энергии торможения нашла на железнодорожном транспорте, особенно на грузовых поездах постоянного тока. Она используется не для полного торможения, а только для плавного снижения скорости, перед тем как произойдет полная остановка и для того, чтобы поддерживать оптимальный скоростной режим при спуске состава под уклон.
Устройство рекуперативного торможения
При отсутствии других поездов на участке рекуперированная электроэнергия может быть возвращена во внешнюю питающую сеть. На линиях, электрифицированных на постоянном токе, – только при наличии выпрямительно-инверторных преобразователей. Рекуперацию электрической энергии нельзя считать её производством, поскольку не требуется расход энергоносителей.
Рекуперативное торможение широко применяется на современном городском электрическом транспорте: современных трамваях и троллейбусах. Их вагоны оснащены системой рекуперативного торможения, которое используется как основное.
Так на свет появилось колесо, ведь проще перевозить груз, чем нести его. Появление рычагов, которые впоследствии переросли в подъемные краны и прочих устройств. Но самым большим скачком в развитии человечества стала, пожалуй, промышленная революция в XVIII—XIX веках. Во многих сферах труда машины заменили человека.
То есть, электродвигатель не потребляет энергию аккумулятора, а наоборот, подзаряжает его. Далее аккумулятор конвертирует электрическую энергию в химические вещества, чтобы потом использовать её. И так происходит всякий раз, когда используется тормоз.
Единственным крупным недостатком IoT является то, что они требуют подключения к сети интернет и, соответственно, могут подвергаться хакерским атакам, что не совсем приятно, а иногда и опасно для частных потребителей, а применение их в промышленности может быть чревато техногенными катастрофами. Однако технологии постоянно совершенствуются и развиваются, и IoT это тоже касается.
Может, это покажется странным, но автомобиль можно рассматривать как устройство для напрасного расходования энергии.
Да и во время спусков со склонов мы тормозим не весь период преодоления его протяжности, нажимая на тормоз, лишь через некоторое время. Более того, настоятельно не рекомендуется использовать функцию рекуперативное торможение в течении длительного промежутка времени при спуске, поскольку это может негативно отобразится на работе аккумуляторных батарей.
С развитием рынка гибридных и электроавтомобилей система рекуперации зачастую используется для увеличения дальности пробега автомобиля на электрическом заряде. Наиболее распространенными автомобилями этих классов является Toyota Prius, Chevrolet Volt, Honda Insight, Tesla Molel S.
Что касается двигателя внутреннего сгорания, то особых отличий у него нет. В частности это синхронизированная работа с электродвигателем, а так же особенности конструкции для каждого производителя. Аналогично особых отличий по аккумуляторной батарее не будет, с характеристик важна емкость, скорость зарядки и ток.
Высокий уровень сохранения энергии при торможении характерен для габаритных транспортных средств – электрических мотоциклов, электромобилей. Довольно таки легкому электрическому велосипеду в отличии от них свойствен принципиально иной механизм работы, да и полезность рекуперации растет в основном с ростом массы транспортного средства.
А объем этих «трат» прекрасно известен всем городским водителям. Разница в расходе топлива при движении по городу и по загородной трассе без остановок составляет в среднем раза полтора, а то и больше.
Система рекуперации энергии при торможении — что это и как это работает
Исторически первой системой рекуперации для машин с ДВС стала система с механическим накоплением энергии во вращающемся маховике. Подобные системы применялись в основном на строительной технике, где крупные вращающиеся части использовались как накопитель энергии, а передача мощности шла через гидравлические или электросистемы. Движущиеся объекты обладают кинетической энергией, а когда применяется тормоз для замедления, всей этой мощи необходимо куда-то идти.
Проблема безвозвратно утерянной энергии была замечена довольно давно, и уже более десяти лет конструкторы пытаются найти правильный выход из такой ситуации. На сегодняшний день, рекуперативное торможение является наиболее оптимальным решением проблемы.
Рекуперативным торможением является вид электрического торможения, при котором электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, возвращается в электрическую сеть или используется для подзарядки аккумуляторов.
Рекуперация энергии в подвеске
При торможении с использованием традиционной тормозной системы избыток кинетической энергии преобразуется в тепловую энергию трения тормозных колодок и тормозного диска и, соответственно, расходуется вхолостую, виде тепла безвозвратно рассеиваясь в атмосфере. Инженеры-конструкторы давно озадачены этой проблемой бесполезной потери энергии.
Саратов, ул. Мира 25 а (8452) 90-80-78, ООО «Матрица-продакшин Плюс», 410044, Саратовская область, г. Саратов, ул.
Никакая машина не способна достичь коэффициента полезного действия в 100% (без нарушения законов физики), так как любая передача энергии неизбежно повлечет за собой потерю в форме тепла, света, шума и т. д.
Системы рекуперативного торможения должны обеспечивать постоянный ток рекуперации в тяговых двигателях и тормозной момент в условиях непрерывного изменения напряжения в контактной сети.
Раньше этой системой оборудовались только локомотивы, работающие от сети постоянного тока, по причине того, что в аппаратах, работающих от сети переменного тока, сложно синхронизировать частоту отданной энергии с частотой сети. Сейчас это решается при помощи тиристорных преобразователей частоты.
Стоит отметить, что не все так просто.
- Причина в том, что движение в режиме ускорение — торможение даже в городском цикле составляет малую часть от всего времени. Из-за этого рекуперация оказывается неэффективной и не обеспечивает в достаточной мере зарядку АКБ, а только вызывает усложнение машины.
- Тем не менее, на гибридных автомобилях рекуперация дает до тридцати процентов экономии энергии. В то же время надо учесть, что ведущими производителями – BMW, Audi, Kia Motors и другими, рекуперация достаточно широко внедряется в том или ином виде, в конструкции своих авто.
При том состоянии измерительных средств на тяговых подстанциях, которое имеется на сегодняшний день, наиболее остро стоит вопрос потокораспределения энергии рекуперации и, естественно, эффективности её использования на двухпутных участках постоянного тока.
Основой его является такой подход – при остановке (в пробке, на светофоре и т.д.) мотор глушится (стоп), а при необходимости начать движение запускается (старт). Все эти действия выполняет электроника, анализируя показания датчиков о режиме работы двигателя и выполняемых водителем действиях.
Применение рекуперации дает большой эффект. На отдельных участках с крутыми спусками может быть сэкономлено до 20% электрической энергии, затрачиваемой на тягу поездов. Преимущества рекуперативного торможения этим не ограничиваются.
В результате скорость движения поезда уменьшается, а затем вновь возрастает, т. е. средняя скорость его на спуске ниже допустимой. Кроме того, все время притормаживать поезд нельзя, так как истощается пневматическая тормозная система, снижается коэффициент трения колодок вследствие их нагревания.
С небольшого предыдущего описания становится понятно, что система рекуперативного торможения относится к разряду электрической части и многим связана с кинетической энергией. Простыми словами, в момент торможения транспортного средства или движения, без нагрузки на двигатель происходит трата энергии, которая негде ранее не применялась.
Скачок технологий в 80-е годы позволил создать более эффективные системы накопления энергии на маховике, устранив основную проблему – вероятность взрывного разрушения маховика. Решили проблему просто: сделали маховик из нитей, которые при разрушении просто его тормозили.
Данная цель достигается преобразованием механической энергии в электрическую. Система рекуперативного торможения уже довольно давно используется при работе таких видов электрических транспортных средств, как: трамваи, электрические поезда, троллейбусы.
Применение подобным образом рекуперации энергии торможения в автомобиле, для зарядки аккумуляторов, с питанием от них в дальнейшем бортовой электроники, достаточно традиционно. Как уже отмечалось, это позволяет добиться экономии топлива и повысить динамические характеристики, за счет расходования мощности двигателя исключительно на движение.
Настоящий сайт посвящен авторским научным разработкам в области экономики и научной идее осуществления Второй индустриализации России.