Підвищення енергоефективності маневрового тепловоза ЧМЕ3 шляхом застосування накопичувачів енергії

Abstract

UA: Об’єктом дослідження є модернізована тягова електрична передача маневрового тепловоза ЧМЕ3. Метою дослідження є дослідження ефективності роботи гібридної системи з різними типами приводів. У магістерській кваліфікаційній роботі проведено комплексне дослідження можливостей модернізації маневрового тепловоза ЧМЕ3 шляхом упровадження гібридної тягової системи. Така система поєднує дизельний двигун малої потужності, тяговий синхронний генератор, електрохімічні накопичувачі енергії та асинхронні тягові електродвигуни, що керуються перетворювачами частоти. Метою роботи є оцінювання ефективності функціонування гібридної силової установки в порівнянні з базовою електричною передачею тепловоза. У дослідженні визначено об’єктом модернізовану тягову електричну передачу тепловоза ЧМЕ3. Виконано аналіз енергоефективності, динамічних характеристик та особливостей керування обома варіантами силової установки під час руху на заданій ділянці шляху. У роботі наведено 49 рисунків, 16 таблиць та використано 12 літературних джерел, що дозволяє всебічно оцінити переваги й недоліки запропонованої гібридної конфігурації. Результати показують потенціал зниження енергоспоживання, підвищення коефіцієнта корисної дії та оптимізації режимів роботи маневрового тепловоза. Отримані висновки можуть бути використані під час розроблення модернізованих тягових систем для маневрового і промислового рухомого складу.

EN: The object of researchis a modernized traction electric transmission of a shunting diesel locomotive ЧМЕ3. The aim of research is studying the performance of a hybrid system with different types of drives. This master’s thesis presents a comprehensive study on the modernization of the CHME3 shunting locomotive through the implementation of a hybrid traction system. The proposed system integrates a low-power diesel engine, a synchronous traction generator, electrochemical energy storage devices, and asynchronous traction motors controlled by frequency converters. The primary objective of the research is to evaluate the operational efficiency of the hybrid powertrain in comparison with the locomotive’s baseline electric transmission. The object of the study is the modernized traction electric transmission of the CHME3 locomotive. The thesis examines energy efficiency, dynamic performance, and control features of both the original and hybrid configurations when operating along a selected track section. The work includes 49 figures, 16 tables, and references 12 literary sources, providing a detailed and substantiated analysis of the proposed hybrid solution. The results demonstrate the potential for reducing energy consumption, improving overall efficiency, and optimizing operating modes of the shunting locomotive. The findings may be applied in the design and modernization of traction systems for shunting and industrial rolling stock.