Рекуперативне гальмування

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Toyota Prius 2004 — серійний (з 1997) автомобіль з системою рекуперативного гальмування

Рекуперати́вне гальмува́ння — вид електричного гальмування, під час якого електроенергія вироблена тяговими електродвигунами, які працюють в генераторному режимі, повертається в електричну мережу[1] або накопичується в електричних акумуляторах.

Рекуперативне гальмування широко застосовується на електровозах, електропоїздах, сучасних трамваях і тролейбусах, де під час гальмування електродвигун починає працювати як електрогенератор, а вироблена електроенергія передається через контактну мережу іншим електровозам, або в загальну електросистему через тягові підстанції.

Аналогічний принцип використовується на електромобілях, гібридних автомобілях де електроенергія яка виробляється під час гальмування використовується для підзарядки акумуляторів.

Також проводили випробування по застосуванню інших видів рекуперативного гальмування на автотранспорті, де для зберігання енергії використовували маховики, пневмо- та гідроакумулятори тощо[2].

Використання на залізничному транспорті[ред.ред. код]

Рекуперативним гальмуванням на залізничному транспорті (на електровозах, обладнаних системою рекуперативного гальмування) називається процес перетворення кінетичної енергії руху поїзда, в електричну енергію тяговими електродвигунами (ТЕД), які працюють в режимі генератора. Вироблена електрична енергія повертається в контактну мережу (на відміну від реостатного гальмування, під час якого вироблена електрична енергія гаситься на гальмівних резисторах, тобто перетворюється в тепло і розсіюється системою охолодження). Рекуперативне гальмування використовується для пригальмовування поїзда в тих випадках, коли поїзд іде по не значному крутому схилу вниз і застосування пневматичних гальм є недоцільне. Тобто, рекуперативне гальмування використовується для підтримання заданої швидкості під час руху поїзда по спуску. Цей вид гальмування дає можливість значно заощадити електроенергію, оскільки вироблена електрична енергія повертається в контактну мережу і може бути використана іншими локомотивами на даній ділянці контактної мережі.

В основному, рекуперативним гальмуванням оснащуються електровози постійного струму, це пояснюється простотою перемикання ТЕД в режим генератора. На електровозах змінного струму встановлення даного виду гальмування є проблематичним, оскільки перетворення постійного електричного струму (з ТЕД) в змінний (в контактній мережі змінний) є складним процесом. Однак дану проблему вирішують за допомогою тиристорних перетворювачів.

Рекуперативне гальмування на локомотивах може використовуватися для пригальмовування в екстрених аварійних ситуаціях при недостатній ефективності пневматичних гальм.

Використання в автомобільному транспорті[ред.ред. код]

У сучасних гібридних автомобілях використовується система рекуперативного гальмування з електричним способом рекуперації кінетичної енергії та використанням електричних акумуляторних батарей.

В системі рекуперативного гальмування для уповільнення руху використовується електродвигун, включений у трансмісію автомобіля. При гальмуванні електродвигун починає працювати в генераторному режимі, виробляється електрична енергія, яка зберігається в акумуляторній батареї, в результаті чого на валу двигуна створюється гальмівний момент. Накопичена електрична енергія використовується у подальшому для приведення автомобіля у рух з використанням електродвигуна.

Застосування системи рекуперативного гальмування забезпечує максимальну віддачу від кожного заряду акумуляторної батареї та підвищує паливну економічність автомобіля. Рекуперативне гальмування є найбільше ефективним на передній осі автомобіля, оскільки до 70% кінетичної енергії при гальмуванні припадає саме на неї. Ефективність системи рекуперативного гальмування знижується при низьких швидкостях руху автомобіля. Тому, для повної зупинки автомобіля використовуються традиційні фрикційні гальма. Спільна робота обох систем гальмування здійснюється під керуванням електроніки. Окремий електронний блок керування реалізує функції:

  • контролю швидкості обертання коліс;
  • підтримання гальмівного моменту на рівні, необхідному для уповільнення автомобіля;
  • перерозподілу гальмівного зусилля між системою рекуперативного гальмування та фрикційною гальмівною системою;
  • підтримання крутного моменту, на рівні необхідному для заряджання акумуляторної батареї.

У даній гальмівній системі жорсткий зв'язок між педаллю гальма і гальмівними колодками відсутній. Рішення про інтенсивність і спосіб гальмування приймає система керування на підставі аналізу дій водія та характеру руху автомобіля. Система рекуперативного гальмування також взаємодіє з антиблокувальною системою гальм, системою розподілу гальмівних зусиль, системою курсової стійкості, підсилювачем екстреного гальмування тощо.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. ДСТУ 2286-93 Машини електричні обертові. Термiни та визначення.
  2. Карташев И. Без электричества: маховики и гидравлика на сайті «Компьютерра Online» (рос.)

Джерела[ред.ред. код]

  • Бажинов О. В., Смирнов О. П., Сєріков С. А., Гнатов А. В., Колєсніков А. В. Гібридні автомобілі. Наукове видання: Монографія — Харків, ХНАДУ. — 2008. — 327 с.

Посилання[ред.ред. код]