ENERGY SAVING DURING OPERATION OF EQUIPMENT WITH NON-CONTROLLED ELECTRIC DRIVE IN LOCOMOTIVE DEPOT

L. V. Dubynets, O. L. Marenych, O. Yu. Baliichuk, A. S. Kortohus

Abstract


Purpose. To conduct research of electric motors in order to obtain the results that will assess the degree of energy saving due to electric loss reduction in the equipment with non-controlled electric drive. Methodology. The paper proposes an engineering method for determination of active power losses in the motors of the equipment with non-controlled electric drive in locomotive depot during load changes on the motor shaft. It is necessary to analyse the reduction of active power losses in the motor and the power supply network when an under-loaded motor is replaced with a motor having less power. Findings. After the calculations performed by the authors, it was found that for electric motors, in case of reducing the load factor from  to active loss reduction after the motor replacement for the less powerful one ranges from 0.58 kW to 2.865 kW. Also, the calculations were carried out on the example of electric motors with a lower synchronous speed, the effect of under-loaded motor replacement increases in terms of active power loss reduction. The greatest effect is achieved when the load factor is . Originality. For the first time the paper outlines the issues of energy saving efficiency for the equipment with non-controlled electric drive in locomotive depot by replacing the under-loaded motors with the less powerful ones. As long as there is a significant amount of the considered electric drives, it may cause severe losses, taking into account the peculiarities of their operation. Practical value. The obtained research results allow us to solve the problem of replacement of under-loaded motors in locomotive depot equipment with the motors having less power as efficiently as possible in terms of reducing electric losses. For instance 90-kW motor of a washing machine can be replaced with 75-kW motor when the load factor is , this can significantly reduce the performance losses. This method can be applied not only in locomotive depot but also for all equipment with non-controlled electric drives that operates in under-load mode.


Keywords


electric drives; locomotive depot; energy savings; active power loss; motor load factor; AIR series motors

References


Vishnevskiy, S. N. (1977). Kharakteristiki dvigateley v elektroprivode. Leningrad: Energiya.

Derzhavnyi standart Ukrainy DSTU 3886-99. Enerhozberezhennia. Systemy elektropryvodu. Metod analizu ta vyboru (2000). Kyiv: Derzhstandart Ukrainy.

Zakladnyi, O. M., Prakhovnyk, A. V., & Solovei, O. I. (2005). Enerhozberezhennia zasobamy promyslovoho elektropryvoda . Kyiv: Kondor.

Ilinskiy, N. F. (1989). Energosberezheniye v elektroprivode. Moscow: Vysshaya shkola.

Katsman, M. M. (2005). Spravochnik po elektricheskim mashinam. Moscow: Akademiya.

Kovalko, M. P., Denysiuk, S. P., & Shydlovskyi, A. K. (1998). Enerhozberezhennia – priorytetnyi napriamok derzhavnoi polityky Ukrainy. Kyiv: UEZ.

Elektrotekhnika – Electrotechnics (1999). K teorii energosberezheniya sredstvami promyshlennogo elektroprivoda. Elektrotekhnika – Electrotechnics, 5, 62-67.

Kuzhekov, S. L., & Goncharov, S. V. (2011). Prakticheskoye posobiye po elektricheskim setyam i elektrooborudovaniyu. Rostov na Donu: Feniks.

Mamolapa, V. M. (1995). Energosberezheniye v sistemakh elektroprivoda. Kiyev: Energeticheskiy tsentr YES v Kiyeve.

Marenych, O. L., & Marenych, O. O. (2008). Pidvyshchennia koefitsiienta potuzhnosti elektrodvyhuniv prystoiv na pidpryiemstvakh z remontu zaliznychnoi tekhniky. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana, 21, 72-73.

Filkov, N. I., Dubinskiy, Ye. L., Maydel, M. M., & Sterlin, I. B. (1983). Potochnyye linii remonta lokomotivov v depo. Moscow: Transport.

OOO "GRANAT-EnergoServis" (2016). Predelno dopustimyye znacheniya toka kholostogo khoda dlya trekhfaznykh asinkhronnykh dvigateley. OOO "GRANAT-EnergoServis", Retrieved from http://granat-es.ru/2.-dopustimye-znacheniya-toka-holos

Rodionov, V. G. (2010). Energetika: Problemy nastoyashchego i vozmozhnosti budushchego. Moscow: ENASl.

Sibikin, Yu. D., & Sibikin, M. Yu., (2012). Tekhnologiya energosberezheniya. Moscow: Forum.

Dubinets, L. V., Marenich, O. L., Karzova, O. A., Krasnov, R. V., & Melnik, A. A. (2013). Uluchsheniye energeticheskikh pokazateley predpriyatiy po remontu podvizhnogo sostava. Naukovo-tekhnichnyi zbirnyk: «Hirnycha elektromekhanika ta avtomatyka», 90, 144-150.

PO Elektromotor (2016). Elektrodvigateli AIR – tekhnicheskiye kharakteristiki. PO Elektromotor, Retrieved from http://electronpo.ru/production

Hillmansen, S., & Tllis, R. (2014). Electric railway traction systems and techniques for energy saving. Paper presented at IET 13th Professional Development Course on Electric Traction Systems. doi:10.1049/cp.2014.1432

Zeraoulia, M., Benbouzid, M. El H., & Diallo, D. (2006). Electric Motor Drive Selection Issues for HEV Propulsion Systems: A Comparative Study. IEEE Transactions on Vehicular Technology,55(6), 1756-1764. doi:10.1109/TVT.2006.878719


GOST Style Citations


  1. Вишневский, С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе / С. Н. Вишневский. – Ленинград : Энергия, 1977. – 432 с.
  2. ДСТУ 3886-99. Енергозбереження. Системи електроприводу. Метод аналізу та вибору. – Надано чинності 2000-07-01. – Київ : Держстандарт України, 2000. – 54 с.
  3. Закладний, О. М. Енергозбереження засобами промислового електропривода / О. М. Закладний, А. В. Праховник, О. І. Соловей. – Київ : Кондор, 2005. – 408 с.
  4. Ильинский, Н. Ф. Энергосбережение в электроприводе / Н. Ф. Ильинский. – Москва : Высш. шк., 1989. – 127 с.
  5. Кацман, М. М. Справочник по электрическим машинам / М. М. Кацман. – Москва : Академия, 2005. – 480 с.
  6. Ковалко, М. П. Енергозбереження – пріоритетний напрямок державної політики України / М. П. Ковалко, С. П. Денисюк ; відпов. ред. А. К. Шидловський. – Київ : УЕЗ, 1998. – 506 с.
  7. К теории энергосбережения средствами промышленного электропривода // Электротехника. – 1999. – № 5. – С. 62–67.
  8. Кужеков, С. Л. Практическое пособие по электрическим сетям и электрооборудованию / С. Л. Кужеков, С. В. Гончаров. – 5-е изд., перераб. и доп. – Ростов-на-Дону : Феникс, 2010. – 492 с.
  9. Мамолапа, В. М. Энергосбережение в системах электропривода / В. М. Мамолапа. – Київ : Энергетический центр ЕС в Киеве, 1995. – 86 с.
  10. Маренич, О. Л. Підвищення коефіцієнта потужності електродвигунів пристроїв на під-приємствах з ремонту залізничної техніки / О. Л. Маренич, О. О. Маренич // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Дніпропетровськ, 2008. – Вип. 21. – С. 72–73.
  11. Поточные линии ремонта локомотивов в депо / Н. И. Фильков, Е. Л. Дубинский, М. М. Майдель, И. Б. Стерлин. – Москва : Транспорт, 1983. – 302 с.
  12. Предельно допустимые значения тока холостого хода для трехфазных асинхронных двигателей [Electronic resource]. – Available at: http://granat-es.ru/2.-dopustimye-znacheniya-toka-holos. – Title from the screen. – Accessed : 09.09.2016.
  13. Родионов, В. Г. Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего / В. Г. Родионов. – Москва : ЭНАС, 2010. – 352 с.
  14. Сибикин, Ю. Д. Технология энергосбережения / М. Ю. Сибикин, Ю. Д. Сибикин. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва : Форум, 2012. – 352 с.
  15. Улучшение энергетических показателей предприятий по ремонту подвижного состава / Л. В. Дубинец, О. Л. Маренич, О. А. Карзова [и др.] // Гірнича електромеханіка та автоматика : наук.-техн. зб. / ДВНЗ «НГУ». – Дніпропетровськ, 2013. – Вип. 90. – С. 144–150.
  16. Электродвигатели АИР – технические характеристики [Electronic resource]. – Available at: electronpo.ru/production. – Title from the screen. – Accessed : 09.09.2016.
  17. Hillmansen, S. Electric railway traction systems and techniques for energy saving / S. Hillmansen, R. Tllis // Proc. of IET 13th Professional Development Course on Electric Traction Systems. – 2014. – Р. 6. doi: 10.1049/cp.2014.1432.
  18. Zeraoulia, M. Electric Motor Drive Selection Issues for HEV Propulsion Systems: A Com-parative Study / M. Zeraoulia, M. El H. Benbouzid, D. Diallo // IEEE Transactions on Vehicular Technology. – 2006. – Vol. 55. – Iss. 6. – P. 1756–1764. doi: 10.1109/TVT.2006.878719.


DOI: https://doi.org/10.15802/stp2016/83992

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN 2307–3489 (Print)
ІSSN 2307–6666 (Online)