Анотація до роботи:

Юрченко О. М. Комбіновані системи енергоживлення автономних електротранспортних засобів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи. – Інститут електродинаміки НАН України, Київ, 2008.

Дисертація присвячена розвитку теорії побудови високоефективних комбінованих систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів за рахунок системного підходу до аналізу енергетичних показників таких систем, створення методології їх раціональної побудови, розробки нових методів та засобів управління ними.

Розроблено метод визначення оптимальних параметрів елементів комбінованих систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів, нові способи та алгоритми керування елементами таких систем, що дозволяють досягти максимальних енергоефективності, екологічності та паливної економічності таких систем; запропоновано новий метод визначення поточного ступеня заряду джерел живлення автономних електротранспортних засобів, що є одним із основних показників при організації керування комбінованими системами енергоживлення.

На основі результатів виконаних теоретичних та практичних досліджень розроблено системи енергоживлення різноманітних автономних електротранспортних засобів.

Дисертаційна робота присвячена подальшому розвитку теорії побудови високоефективних комбінованих систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів за рахунок системного підходу до аналізу енергетичних показників таких систем, розробки принципів їх раціональної побудови і використання нових методів та засобів управління ними.

Отримані результати в сукупності забезпечують розв’язання важливої науково-прикладної проблеми - підвищення енергетичної ефективності комбінованих систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів і полягають в наступному.

1. Виконано порівняльний аналіз існуючих методів підвищення ефективності функціонування комбінованих систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів. Показано, що зменшення енергоспоживання, покращення надійнісних та ергономічних показників АЕЗ можна досягти при комплексному вирішенні наступних задач: раціональному виборі елементів системи; застосуванню ефективних методів та засобів управління такими системами та забезпеченню умов раціонального енергообміну в них.

2. Запропоновано метод визначення параметрів схеми заміщення акумуляторної батареї автономного електротранспортного засобу, який дає змогу адекватно оцінити величину реактивних компонентів схеми заміщення АБ при її навантаженні на імпульсний силовий перетворювач, що має місце у будь-якій комбінованій системі енергоживлення АЕЗ.

3. Проаналізовано енергетичні показники системи тягового приводу ЕМ постійного струму з урахуванням нелінійності внутрішнього опору АБ та індуктивності тягового двигуна, що дозволило визначити оптимальні, з точки зору максимального ККД системи, параметри управління такою системою.

4. Розроблено класифікацію сучасних автономних електротранспортних засобів за ознакою їх «екологічної еволюції» від автомобіля до «чистого» електромобіля.

5. Сформульовано та обгрунтовано головні положення нового методу визначення параметрів елементів комбінованих систем енергоживлення автономних електротранспортних засобів, що дозволяє ще на етапі проектування визначити оптимальні параметри основних компонентів таких систем

6. Розроблено методи та засоби керування елементами систем енергоживлення комбінованих транспортних засобів на базі двигуна внутрішнього згоряння, що дозволяють досягти максимальних енергоефективності, екологічності та паливної економічності таких транспортних засобів.

7. Систематизовано вимоги до функціонування систем управління акумуляторними батареями АЕЗ. Запропоновано метод визначення ступеня заряду акумуляторної батареї за допомогою довідкових таблиць та метод визначення кількості циклів заряд – розряд АБ на основі підрахування від’ємних змін значення СЗБ, на базі яких була створена система управління АБ АЕЗ, в якій враховуються всі фактори експлуатації та зберігання батареї. Крім того, ці методи дали змогу підвищити точність та спростити процес підтримання ступеня заряду батареї у заданих межах, що є необхідним для виконання того, чи іншого методу управління комбінованими системами енергоживлення автономних електротранспортних засобів.

8. Розроблено метод моделювання процесу виникнення та розповсюдження кондуктивних електромагнітних завад у системах енергоживлення автономних електротранспортних засобів та спосіб зменшення впливу різних видів завад на елементи таких систем.

9. Використання запропонованих в роботі теоретичних положень дозволило створити високоефективні системи енергоживлення комбінованих електромобілів на основі двигуна внутрішнього згоряння та на основі електрохімічного генератора.

10. Запропоновано метод визначення ефективності двозонного регулювання привода постійного струму АЕЗ та розроблено алгоритм, який дозволяє моделювати можливі зміни в законах руху АЕЗ в залежності від зміни параметрів машини та умов руху з урахуванням позитивного зворотного зв’язку за швидкістю у другій зоні регулювання привода постійного струму з тяговим двигуном з незалежним збудженням.

11. Запропоновано транзисторний широтно-частотний регулятор, який має просте схемотехнічне рішення; забезпечує реалізацію високоефективного, з точки зору енергетичних показників тягового привода, регулювання з усталеними пульсаціями струму двигуна; є універсальним - може використовуватись як силовий транзисторний перетворювач у транспортних системах електроживлення (до 100В та до 6 кВт), а також як система управління тяговими тиристорними перетворювачами без будь-яких обмежень.

12. Запропоновано пристрій для моніторингу та фіксації параметрів системи енергоживлення комбінованого електромобіля, який дає змогу здійснити контроль поточного стану тягових акумуляторних батарей, визначення абсолютних та питомих показників споживання та витрат енергії у таких системах.

13. Розроблено силове стендове обладнання, що складається з незалежного джерела живлення, засобів перетворення, управління та вимірювання енергобалансу дозволяє проводити широкий перелік експериментальних досліджень та випробувань з достатньою точністю відтворення особливостей руху та навантажень транспортних засобів.

14. Результати досліджень є досить універсальними і можуть бути застосовані при проектуванні більшості із існуючих автономних електротранспортних засобів.

Публікації автора:

1. Юрченко Н. Н., Юрченко О. Н. Системы электропитания бортовых технологических установок, работающих в космосе / Ин-т электродинамики НАН Украины. - К.: Евроиндекс, 2001. - 144 с. - Библиогр.: с. 136 – 141.

   Бойко П. С., Юрченко О. М., Павлов В.Б., Павленко В. Є. Пристрій для моніторингу та фіксації параметрів системи електроживлення гібридного електромобіля: Збірник наукових праць. – Київ: ІЕД НАН України, 2005. - №3(12).– С. 29 - 33.

   Волков И.В., Павлов В.Б., Скиданов В.М., Юрченко О.Н. Концепция и средства контроля емкости аккумуляторных батарей // Технічна електродинаміка.- 1998.- №3.- С.33-36.

   Волков И.В., Павлов В.Б., Скиданов В.М., Юрченко О.Н. Реверсивный счетчик ампер-часов для стационарных и тяговых аккумуляторных батарей // Технічна електродинаміка.- 1998.- №3.- С.32.

   Овчаренко А.А., Юрченко О.Н., Скиданов В.М., Павлов В.Б., Рычков В.А. Анализ работы транзисторного импульсного преобразователя // Техническая электродинамика.- 1994.- №2.- С.42-45.

   Павлов В. Б., Мостовяк І. В., Юрченко О. М.. Метод визначення ефективності двозонного регулювання привода постійного струму електромобіля // Технічна електродинаміка. – Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. – 2003.- Ч. 4. – С. 74 – 77.

   Павлов В. Б., Мостовяк І. В., Юрченко О. М.. Дослідження ефективності двозонного регулювання швидкості електромобіля з приводом постійного струму // Технічна електродинаміка. - Тематичний випуск “Проблеми сучасної електротехніки”. -2004.- Ч. 2.- С. 101 - 104.

   Павлов В.Б., Скіданов В.М., Юрченко О.М. Спосіб двозонного управління перетворювачами у транспортних електроприводах з позитивним зворотним зв’язком по швидкості // Технічна електродинаміка.- 1998.- №6.- С.34-38.

   Павлов В.Б., Юрченко О.М. Аналіз балансу енергії двох режимів руху електромобіля: Збірник наукових праць. – Київ: ІЕД НАН України, 2002. - №3(3).– С. 77 - 80.

   Павлов В. Б., Юрченко О. Н.,Павленко В. Е., Попов А. В. Современные системы энергообеспечения электротранспортных средств с автономными источниками питания // Технічна електродинаміка. – Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. -2005.- Ч. 3. – С. 44 – 45.

   Рычков В.А., Павлов В.Б., Скиданов В.М., Юрченко О.Н., Овчаренко А.А. Эффективный преобразователь для низковольтного электротранспорта // Энергетика и электрификация.- 1992.- №4.- С.49-51.

   Рычков В.А., Овчаренко А.А., Юрченко О.Н., Павлов В.Б., Скиданов В.М. Низковольтный импульсный преобразователь напряжения // Техническая электродинамика.- 1993.- №4.- С.27-31.

   Шидловська Н. А., Павлов В. Б., Юрченко О. М.. Аналіз енергетичних показників системи електроживлення електромобіля з урахуванням нелінійних елементів: Збірник наукових праць. – Київ: ІЕД НАН України, 2004. - №3(9).– С. 19 - 24.

   Шидловский А.К., Павлов В.Б., Скиданов В.М., Юрченко О.Н. Сравнительный анализ систем тяговых приводов электромобилей: Збірник наукових праць. – Київ: ІЕД НАН України, 1999. - №1.– С. 53 - 64.

   Шидловський А.К., Павлов В.Б., Скіданов В.М., Юрченко О.М. Концепція побудови автономних транспортних систем енергоживлення з засобами силової електроніки // Технічна електродинаміка. Спеціальний випуск 2. - 1998.- Т.2.- С.47-50.

   Шидловский А. К., Павлов В. Б., Юрченко О. Н. Гибридный электромобиль // Технічна електродинаміка. – Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. – 2001.- Ч. 2. – С. 21 – 28.

   Шидловський А. К., Павлов В. Б., Юрченко О. М. Перший український гібридний електромобіль // Технічна електродинаміка. – Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. – 2003.- Ч. 3. – С. 25 – 26.

   18. Шидловский А.К., Скиданов В.М., Павлов В.Б., Юрченко О.Н. Энергетические показатели систем автономного электропривода с комбинированным широтно-импульсным регулятором // Техническая электродинамика.- 1989.- №3.- С.31-37.

   19. Шидловський А.К., Скіданов В.М., Павлов В.Б., Юрченко О.М. Дослідження ефективності рекуперативного гальмування електромобіля // Технічна електродинаміка.- 1998.- №1.- С.22-30.

   20. Шидловский А.К., Юрченко О.Н., Скиданов В.М., Павлов В.Б. Анализ энергетических показателей источника вторичного электропитания для низковольтных потребителей транспортных средств // Техническая электродинамика.- 1989.- №4.- С.27-31.

   21. Юрченко О. М., Герасименко П. Ю. Визначення стану заряду джерел живлення автономних електротранспортних засобів: Збірник наукових праць. – Київ: ІЕД НАН України, 2007. - №2(17).– С. 73 - 80.

   22. Юрченко О. М., Павлов В. Б. Метод визначенні встановленої енергоємності тягової акумуляторної батареї електромобіля // Технічна електродинаміка. – 2002. - №2. – С. 52 – 55.

   23. Юрченко О. М., Павловський В.О.,Твердохліб Ю. О. Електромагнітна сумісність в автономних електротранмпортних засобах// Технічна електродинаміка. – Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. – 2007.- Ч.2. – С. 103-106.

   24. Юрченко О. М. Метод визначення параметрів компонентів систем енергоживлення автономних комбінованих електротранспортних засобів // Технічна електродинаміка. – Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. – 2006.- Ч. 2. – С. 111-115.

   25. Юрченко О. М. Особливості роботи двигунів внутрішнього згоряння в складі комбінованих енергоустановок гібридних електромобілів: Збірник наукових праць. - Чернігів: Чернігівський Державний технологічний університет, 2005. - № 25. - С.51 -61.

   26. Юрченко О.М. Способи керування системами енергоживлення комбінованих автономних електротранспортних засобів // Технічна електродинаміка. - 2007.- №1.- С. 47-51.

   27. Электропривод постоянного тока: А.с. 1610587 СССР. МКИ H 02 P 5/16. / В.Б. Павлов, В.А. Рычков, В.М. Скиданов, О.Н. Юрченко, А.В. Андрияшев- №4611066/24; Заявл. 31.10.88; Опубл. 30.11.90, Бюл. №44.- 3с.

   28. Устройство для управления электродвигателем постоянного тока: А.с. 1653116 СССР, МКИ H 02 P 5/16. / В.Б. Павлов, В.М. Скиданов, О.Н. Юрченко (СССР). - №4702733/07; Заявл. 06.06.89; Опубл. 30.05.91, Бюл. №20.- 3с.

   29. Пат. 46315 А, Україна, МПК⁶Н 01 М 10/46, Н 02 Р 9/00. Система електроживлення гібридного електромобіля / А. К. Шидловський, В. Б. Павлов, О.М. Юрченко. - Заявл. 18.06.01; Опубл. 15.05.02, Бюл. № 5.

   30. Пат. № 47021А,Україна, МПК В60К1/100. Електроцикл / В. Б. Павлов, О. М. Юрченко, Ю. О. Твердохліб, В. А. Запольський, В. Є. Павленко. - Заявл. 18.06.01; Опубл. 17.06.02, Бюл. № 6.

   31. Пат. 60493 А, Україна, МПК⁶ H02J7/00, Н02Р9/00, Н01М10/46. Система електроживлення гібридного електромобіля / А. К. Шидловський, В. Б. Павлов, О. М. Юрченко. - Заявл. 17.10.02; Опубл. 15.10.03, Бюл. № 10.

   32. Пат. № 65251 А, Україна, МПК Н02Р9/00,Н02J7/00. Спосіб двозонного управління перетворювачами в транспортних електроприводах з позитивним зворотнім зв’язком по швидкості / В. Б. Павлов, І. В. Мостовяк, О.М. Юрченко, В.Є. Павленко. - Заявл. 25.06.03; Опубл. 15.03.04, Бюл. №3.

   33. Пат. № 75459, Україна, МПК Н02Р7/00,G05B5/00. Пристрій регулювання та синхронізації швидкості обертання мотор-коліс електротранспортного засобу / Шидловский А.К., Cокіл Є.І., Павлов В. Б., Юрченко О. М. Павленко В. Е. - Заявл. 28.04.04; Опубл. 17.04.2006, Бюл. №4.