Иновационный способ питания электромобиля по однопроводной сети
Моделирование схемы питания электромобиля по однопроводной сети. Принципиальная схема однопроводной передачи электроэнергии. Описание способа подключения безрельсовых транспортных средств к электрической сети посредствам двух штанговых токоприемников.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.05.2019 |
| Размер файла | 711,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Иновационный способ питания электромобиля по однопроводной сети
Лебедев В.А., Микрюков А.А.
Аннотация
Наиболее экологичным видом транспорта сегодня является электромобиль. Однако он обладает рядом существенных недостатков: небольшой запас хода, необходимость длительной зарядки. Другим экологичным видом транспорта на электрической тяге являются троллейбусы и трамваи, напрямую связанные с источником электроэнергии. Отсутствие маневренности (привязанность к электросети) не позволяет использовать этот принцип для личного транспорта. Предлагается использовать электромобиль, заряжая аккумуляторы во время движения, посредствам однопроводной сети.
Способ подключения электромобиля
Известен способ подключения безрельсовых транспортных средств к электрической сети посредствам двух штанговых токоприемников. Такой способ ограничивает маневренность ТС. Подключение к сети штанговых токоприемников не может быть произведено на ходу. Для дугового токосъемника типа бугель, устанавливаемого на трамваях возможно подключение на ходу, теоретически возможно перестроение и т.п. У трамвая вторым контактом выступают рельсы, для безрельсовых же транспортных средств предлагается использовать схему питания по одному проводнику, предложенную Николой Тесла в 1980-х годах. Данная схема будет рассмотрена и экспериментально проверена в данной работе.
Принципиальная схема однопроводной передачи электроэнергии
Однопроводная передача электроэнергии основана на свойствах высокочастотного тока высоко напряжения и проста для восприятия (Рис.1). О возможности передавать электроэнергию по одному проводнику известно с 19 века, однако, в связи со сложностью получения высокой частоты данный принцип практически не применяется.
Рис.1. Принципиальная схема однопроводной передачи электроэнергии.
Ключевым элементом в схеме является трансформатор-генератор электрических токов высокого потенциала высокой частоты. Для получения токов высокой частоты (0,515кГц), пригодных для однопроводной передачи используют колебательный контур. В классической схеме катушки Тесла используются конденсаторы и разрядник, сегодня для генерации ВЧ-колебаний доступны полупроводниковые схемы с использованием транзисторов. электромобиль однопроводная сеть токоприемник
Конструкция приемника зависит от характера нагрузки. Так, например, газоразрядные лампы можно подключать напрямую к ВЧ линии. Для получения низкого напряжения и соответственно большей силы тока используется понижающий трансформатор по аналогии с генерирующим (подключенный на понижение). Для выпрямления полученного тока на выходе понижающего трансформатора устанавливается диодный мост. Проводник, связывающий генератор и приемник в данном опыте может передавать значительную мощность при сколь угодно малом сечении (напряжение велик, сила протекающего по проводнику тока мала, потери на нагрев проводника минимальны).
Моделирование схемы питания электромобиля по однопроводной сети
Для экспериментальной проверки принципа однопроводной передачи электроэнергии сконструирована установка, передающая ВЧ токи по одному проводу для приведения электромобиля в движение. Схема экспериментальной установки изображена на Рис.2.
Рис.2. Схема экспериментальной установки.
В качестве генератора используется трансформатор Тесла на одном транзисторе (по схеме “качер”). На выходе трансформатора напряжение достигает 5 кВ (частота 1,5 кГц). В качестве приемника выступает модель электромобиля с токоприемником типа бугель. Электромобиль оборудован понижающим трансформатором. Первичная катушка через токосъемник одним концом соединена с ВЧ линией. Выходные контакты трансформатора подключены к диодному мосту на ВЧ диодах для выпрямления тока, далее к электромотору постоянного тока, который через редуктор приводит модель в движение. Передача электроэнергии производится по проводнику сечением 0,02 мм2, предварительно очищенному от изоляции и подвешенному между двумя диэлектрическими опорами. Заземление для данной схемы не требуется в связи с большой распределенной емкостью приемника. Вид установки представлен на рис. 3.
Рис. 3. Модель одноконтакнтной сети.
Заключение
Изготовлен действующий макет установки однопроводной передачи электроэнергии, основанной на идеях Н. Тесла. Предложен возможный способ использования установки для питания электромобиля посредством одноконтактной сети. Такой способ питания электромобиля позволит многократно увеличить запас хода без зарядки традиционным способом при сохранении маневренности. В тоже время аккумуляторы позволят, какое-то время, продолжать движение электромобилю в условиях, где размещение однопроводной сети невозможно (вблизи жилых домов, на развязках и.т.д). Наиболее существенным препятствием для внедрения данной системя является негативное воздействие ВЧ колебаний на живые организмы. Для изучения возможности экранирования ВЧ однопроводных линий требуется проведение дополнительных исследований.
Использованная литература
1. Тесла Н. Патенты - Самара: издательский дом “Анги”, 2009. - 496 с. - ISBN 978-589850-6.
2. Демирчан К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов. 5-е издание - СПб.: Питер, 2009. - 512 с. - ISBN 978-5-338-00410-9.
3. Фонд возрождения технологий Н.Тесла [Электронный ресурс] http://www.teslatech.com.ua/
4. Альтернативная энергетика [Электронный ресурс] http://cyberenergy.ru/
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Сущность беспроводных способов передачи электричества. Принципиальная схема WiTricity. Энергосберегающая технология передачи электрической энергии на расстояния. Преимущества однопроводной резонансной системы по сравнению с традиционной трехфазной.
реферат [1,2 M], добавлен 05.08.2013Выбор силовых трансформаторов подстанции, сечения проводов варианта электрической сети. Схема замещения варианта электрической сети. Расчёт рабочих режимов электрической сети в послеаварийном режиме. Регулирование напряжения сети в нормальном режиме.
курсовая работа [694,7 K], добавлен 04.10.2015Месторасположение источника питания и потребителей электроэнергии. Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных вариантов. Схема кольцевой сети в нормальном режиме. Выбор номинальных напряжений. Баланс реактивной мощности.
курсовая работа [316,7 K], добавлен 03.04.2014Разработка вариантов конфигурации электрической сети. Выбор номинального напряжения сети, сечения проводов и трансформаторов. Формирование однолинейной схемы электрической сети. Выбор средств регулирования напряжений. Расчет характерных режимов сети.
контрольная работа [616,0 K], добавлен 16.03.2012Анализ расположения источников питания. Разработка вариантов схемы сети. Выбор основного оборудования. Схемы электрических соединений понижающих подстанций. Уточненный расчет потокораспределения. Определение удельных механических нагрузок и КПД сети.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 01.08.2013Требования к схемам питания и секционирования контактной сети, условные графически обозначения ее устройств. Принципиальные схемы питания однопутного и двухпутного участка контактной сети и их экономическая эффективность. Устройства секционирования.
контрольная работа [2,5 M], добавлен 09.10.2010Характеристика реконструируемой сети 10кВ, предназначенной для передачи и распределения электроэнергии потребителям Псковской области. Расчет электрических нагрузок и токов короткого замыкания. Выбор схем присоединения подстанций к источникам питания.
курсовая работа [47,4 K], добавлен 20.01.2016Характерная особенность длинных линий - проявление интерференции двух волн, распространяющихся навстречу друг другу. Погонные параметры линии передачи. Телеграфные уравнения для многопроводной линии. Графическое представление конечно-разностной схемы.
курсовая работа [376,1 K], добавлен 11.12.2012Характеристика района проектирования электрической сети. Анализ источников питания, потребителей, климатических условий. Разработка возможных вариантов конфигураций электрической сети. Алгоритм расчета приведенных затрат. Методы регулирования напряжения.
курсовая работа [377,2 K], добавлен 16.04.2011Характеристика электрифицируемого района и потребителей электроэнергии. Составление и обоснование вариантов схемы электрической сети. Баланс реактивной мощности и выбор компенсирующих устройств. Выбор номинального напряжения и сечений проводов сети.
курсовая работа [89,3 K], добавлен 13.04.2012Характеристика электрифицируемого района, потребителей и источника питания. Потребление активной и баланс реактивной мощности в проектируемой сети. Конфигурация, номинальное напряжение, схема электрических соединений, параметры электрооборудования сети.
курсовая работа [981,2 K], добавлен 05.04.2010Расчет технико-экономических показателей работы электрической сети 110 кВ. Суммарные потери электроэнергии. Расчет капитальных вложений в сеть, себестоимости продукции. Оценка убытка потребителя от перерывов электроснабжения в зависимости от питания.
курсовая работа [201,7 K], добавлен 23.03.2012Выбор напряжения сети, типа и мощности силовых трансформаторов на подстанции, сечения проводов воздушной линии электропередачи. Схема замещения участка электрической сети и ее параметры. Расчеты установившихся режимов и потерь электроэнергии в линии.
курсовая работа [688,8 K], добавлен 14.07.2013Выбор оптимального варианта конфигурации электрической сети и разработка проекта электроснабжения населённых пунктов от крупного источника электроэнергии. Расчет напряжения сети, подбор трансформаторов, проводов и кабелей. Экономическое обоснование сети.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 20.10.2014Понятие, назначение и классификация вторичных источников питания. Структурная и принципиальная схемы вторичного источника питания, работающего от сети постоянного тока и выдающего переменное напряжение на выходе. Расчет параметров источника питания.
курсовая работа [7,0 M], добавлен 28.01.2014Принципиальная схема участка электрической сети предприятия, оборудованного предохранителями. Определение токов нагрузки и коротких замыканий участка электрической сети. Освоение методики и практики расчетов номинальных токов плавких предохранителей.
лабораторная работа [363,7 K], добавлен 18.06.2015Составление баланса активной и реактивной мощностей. Схемы соединений сети. Выбор номинального напряжения и сечений проводов, трансформаторов на подстанциях. Расчет потерь электроэнергии в элементах сети. Определение ущерба от перерыва в электроснабжении.
курсовая работа [164,2 K], добавлен 05.09.2013Характеристики источников питания и потребителей электроэнергии. Варианты радиально-магистральных схем и схем, имеющих замкнутый контур. Расчет потокораспределения мощности в сети, баланса активной и реактивной мощностей, выбор номинальных напряжений.
контрольная работа [251,3 K], добавлен 20.10.2010Анализ расчета районной электрической сети. Характеристика электрифицируемого района, источника питания и потребителей. Составление баланса активной и реактивной мощности. Анализ расчётов основных режимов работы сети: расчет нагрузок, составление схем.
курсовая работа [593,6 K], добавлен 17.11.2011Составление схемы замещения электрической сети и расчет её параметров. Определение технических потерь и их структуры в элементах сети по методу средних нагрузок. Вычисление показателей развёрнутого баланса на основе показаний счётчиков электроэнергии.
контрольная работа [221,2 K], добавлен 13.12.2013
