Электродинамика передачи и потерь электроэнергии в устройствах систем электрической тяги
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Электродинамика передачи и потерь электроэнергии в устройствах систем электрической тяги
Електродинаміка передачі та втрат електроенергії в пристроях систем електричної тяги Electrodynamics of Transmission and Losses of Power in the Devices of Electric Traction Systems |
|
| Creator |
Костин, Николай Александрович
Костін, Микола Олександрович Kostin, Mykola O. Kostin, Nickolai A. |
|
| Subject |
электроэнергия
передача потери вектор Пойнтинга контактные провода рельсы электроподвижной состав электромагнитные волны електроенергія втрати вектор Пойнтінга контактні дроти рейки електрорухомий склад електромагнітні хвилі КЕЕ electric energy transmission losses Poynting vector contact wires rails electric rolling stock electromagnetic waves |
|
| Description |
Костин, Н. А. Электродинамика передачи и потерь электроэнергии в устройствах систем электрической тяги / Н. А. Костин // Наука та прогрес транспорту. — 2014. — № 1 (49). — С. 86—96. — Библиогр. в конце ст. — doi: 10.15802/stp2014/22665 RU: Цель. Теоретическо обоснование «полевого» (на основе электромагнитного поля) подхода к передаче и образованию потерь электроэнергии в устройствах систем тягового электроснабжения и электроподвижного состава. Методика. Использованы методы теории электромагнитного поля и, в частности, теория и практика передачи электромагнитной энергии на основе понятия вектора Пойнтинга и элементов теории распространения, отражения и преломления плоских электромагнитных волн. Результаты. Выполнены теоретические исследования передачи электромагнитной энергии от тяговой подстанции до электроподвижного состава по диэлектрику (воздуху), окружающему тяговую сеть (между контактным проводом и рельсом). Предложено стратегически конструировать «приземистые» (невысокие) типы электроподвижного состава. Оценены составляющие потока электроэнергии сквозь крышу электроподвижного состава и его лобовую часть кузова, что позволило достоверно оценить активные потери мощности в системе электротяги. Для компенсации реактивной мощности, потребляемой электроподвижным составом и обусловленной стоячими волнами, предложено (для гашения последних) создавать и помещать перед электроподвижным составом слой определённой среды с необходимыми параметрами. Научная новизна. Впервые предложен «полевой» принцип анализа передачи электроэнергии и возникновения её потерь в системах электрической тяги. Установлены закономерности движения потоков электромагнитной энергии через крышу и лобовую часть кузова электроподвижного состава. Практическая значимость. Получено выражение абсолютной величины вектора Пойнтинга в точках диэлектрика (воздуха) между контактным проводом и рельсом, позволяющее оценить наибольшую плотность энергии, передаваемой в единицу времени, и спрогнозировать основные габаритные размеры единицы электроподвижного состава. Численно оценены энергетические показатели крыши кузова электроподвижного состава, через которую проникают электромагнитные волны при переносе электроэнергии. UK: Мета. Теоретичне обґрунтування «польового» (на основі електромагнітного поля) підходу до передачі й утворення втрат електроенергії в пристроях систем тягового електропостачання та електрорухомого складу. Методика. Використано методи теорії електромагнітного поля та, зокрема, теорія й практика передачі електромагнітної енергії на основі поняття вектора Пойнтінга та елементів теорії розповсюдження, віддзеркалення й заломлення плоских електромагнітних хвиль. Результати. Виконано теоретичні дослідження передачі електромагнітної енергії від тягової підстанції до електрорухомого складу діелектриком (повітрям), що оточує тягову мережу (між контактним проводом і рейкою). Запропоновано стратегічно конструювати «приземисті» (невисокі) типи електрорухомого складу. Оцінено складові потоку електроенергії крізь дах електрорухомого складу та його лобову частину кузова, що дозволило достовірно оцінити активні втрати потужності в системі електротяги. Для компенсації реактивної потужності, споживаної електрорухомим складом й обумовленою стоячими хвилями, запропоновано (для гасіння останніх) створювати та розміщувати перед електрорухомим складом шар певного середовища з необхідними параметрами. Наукова новизна. Уперше запропоновано «польовий» принцип аналізу передачі електроенергії й виникнення її втрат у системах електричної тяги. Встановлено закономірності руху потоків електромагнітної енергії через дах і лобову частину кузова електрорухомого складу. Практична значимість. Отримано вираз абсолютної величини вектора Пойнтінга в точках діелектрика (повітря) між контактним проводом і рейкою, що дозволяє оцінити найбільшу густину енергії, передавану в одиницю часу, та спрогнозувати основні габаритні розміри одиниці електрорухомого складу. Чисельно оцінено енергетичні показники даху кузова електрорухомого складу, через який проникають електромагнітні хвилі при перенесенні електроенергії. EN: Purpose. Theoretical justification of the "field" approach (based on electromagnetic field) to the transmission and losses of power in the devices of traction power supply systems and electric rolling stock. Methodology. The methods of electromagnetic field theory and, in particular, the theory and practice of electromagnetic energy transmission based on the concept of the Poynting vector and elements of the theory of propagation, reflection and refraction of plane electromagnetic waves were used. Findings. Theoretical studies of electromagnetic energy transmission from the traction substation to the electric rolling stock through dielectric (air) surrounding traction network: between the contact wire and the rail were carried out. It is proposed strategic designing "squat" (low) types of electric rolling stock. The components of electric energy flow through the roof of electric rolling stock and its frontal part of the body were estimated. This allows reliable etimating active power losses in electric traction system. To compensate the reactive power consumed by electric rolling stock, which is conditioned by standing waves, it is proposed (for extinction of the the last) to develop and put in front of electric rolling stock the layer of particular environment with the necessary parameters. Originality. The "field" principle of the power transmission analysis and its losses arising in electric traction system was first proposed. The laws of motion of electromagnetic energy flows through the roof and the frontal part of the body of electric rolling stock were established. Practical value. An expression of the absolute value of the Poynting vector in the points of dielectric (air) between the contact wire and the rail was obtained. This allows assessing the highest density of energy, which is transferred to the time unit and predicting the main dimensions of the unit of electric rolling stock. The energy indices of the roof of electric rolling stock, through which penetrate the electromagnetic waves during energy transferring were numerically evaluated. |
|
| Date |
2014-11-05T07:34:24Z
2014-11-05T07:34:24Z 2014 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
doi: 10.15802/stp2014/22665
2307–3489 (Print) 2307–6666 (Online) http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/2880 |
|
| Language |
ru_RU
|
|
| Publisher |
ДНУЗТ
|
|