Забезпечення ефективності індуктивної системи передачі енергії зі змінюваними умовами зв’язку

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЖук, Олександр Кирилович
dc.contributor.authorZhuk, Oleksandr K.
dc.contributor.authorДзисюк, Яна В’ячеславівна
dc.contributor.authorDzysiuk, Yana V.
dc.date.accessioned2021-11-03T09:24:56Z
dc.date.available2021-11-03T09:24:56Z
dc.date.issued2021
dc.descriptionЖук, О. К. Забезпечення ефективності індуктивної системи передачі енергії зі змінюваними умовами зв’язку = Ensuring the efficiency of the inductive energy transmission system with variable connection conditions / О. К. Жук, Я. В. Дзисюк // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2021. – № 1 (15). – С. 24–35.uk_UA
dc.description.abstractАнотація. У статті розглядаються загальні проблеми зарядки потужних літій-іонних акумуляторів у морських застосуваннях, зокрема на електричних поромах із нульовим рівнем викидів, за умови підзарядки до достатнього рівня енергії за короткий час кожного стикування, який становить лише 4–5 хв. Для таких застосувань найбільш прийнятне використання бездротової безконтактної індуктивної передачі енергії, що дозволяє виконувати безпечні та повністю автоматизовані операції підзарядки із кращим використанням обмеженого часу стикування, проте впровадження технології індуктивної зарядки у морському секторі вимагає врахування деяких особливостей і вирішення пов’язаних із ними технічних проблем: 1) на відміну від наземних транспортних засобів (електромобілів, електробусів, трамваїв) для суден потрібен значно вищий рівень потужності, що передається, тому морський індуктивний зарядний пристрій повинен мати номінальну потужність близько кількох одиниць мегават; 2) під час зарядки судно може переміщуватися відносно нерухомої частини зарядної системи через комбіновану дію вітру, хвиль і зміну осадки під час завантаження і вивантаження, тобто ефективність індуктивної зарядної системи повинна бути незалежною від зсуву і зміни взаємного розташування елементів індуктивного зв’язку (котушок), а також довжини повітряного проміжку між ними. Метою роботи є аналіз напрямів удосконалення сучасних індуктивних зарядних систем для акумуляторних морських суден шляхом пошуку принципів забезпечення інваріантності переданої потужності (зарядного струму) і показників енергоефективності зазначених систем до зміни умов індуктивного зв’язку. У статті розглянута послідовно-послідовна конфігурація компенсованої індуктивної зарядної системи з керованим інвертором напруги та діодним випрямлячем, запропоновано математичну модель системи та виконано її дослідження в частотній області. Вперше отримані та досліджені залежності енергетичних характеристик системи від робочої частоти. За результатами зазначених досліджень сформульовані нові принципи стабілізації переданої потужності (зарядного струму) і забезпечення одиничного коефіцієнта потужності у всьому діапазоні зміни коефіцієнта індуктивного зв’язку, що реалізуються за рахунок регулювання частоти при незмінній вихідній напрузі інвертора; одержані рекомендації щодо покращення енергоефективності шляхом використання нерезонансних режимів за умови зміни індуктивного зв’язку. Використання зазначених результатів дозволить зменшити необхідну встановлену потужність індуктивної зарядної системи, а отже, її вагу і габарити, та мінімізувати час зарядки акумуляторів електричних морських суден.uk_UA
dc.description.abstract1Abstract. The general problems of charging powerful lithium-ion batteries in marine applications, in particular on zero-emission electric ferries, are considered, provided that they are charged to a sufficient energy level for a short time of each docking, which is only 4–5 minutes. For such applications, the most acceptable use of wireless contactless inductive energy transfer, which allows you to perform safe and fully automated charging operations with the best use of limited docking time. However, the introduction of inductive charging technology in the maritime sector requires taking into account some features and solving related technical problems: 1) in contrast to land vehicles (electric cars, electric buses, trams), ships require a much higher level of transmitted power, so the marine inductive charger must have a rated power of the order of a few megawatts; 2) during charging the vessel can move relative to the stationary part of the charging system due to the combined action of wind, waves and change of draft during loading and unloading, ie the efficiency of the inductive charging system must be independent of shift and change of mutual arrangement of inductive communication elements ( coils), as well as the length of the air gap between them. The purpose of this work is to analyze the areas of improvement of modern inductive charging systems for battery ships by finding the principles of invariance of transmitted power (charging current) and energy efficiency of these systems to change the conditions of inductive communication. The sequential-serial configuration of the compensated inductive charging system with a controlled voltage inverter and a diode rectifier is considered in the article, a mathematical model of the system is proposed and its research in the frequency domain is performed. For the first time, the dependences of the energy characteristics of the system on the operating frequency are obtained and investigated. According to the results of these studies, new principles of stabilization of transmitted power (charging current) and providing a single power factor in the entire range of changes in the inductive coupling, which are implemented by adjusting the frequency at constant output voltage of the inverter; received recommendations for improving energy efficiency through the use of non-resonant modes under the condition of changing the inductive coupling. The use of these results will reduce the required installed capacity of the inductive charging system, hence its weight and dimensions, and minimize the charging time of batteries of electric marine vessels.uk_UA
dc.identifier.issn2409–3858 (Print)
dc.identifier.issn2519-1845 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/4542
dc.language.isoukuk_UA
dc.relation.ispartofseries621.314.26uk_UA
dc.subjectіндуктивна передача енергіїuk_UA
dc.subjectпередана потужністьuk_UA
dc.subjectмагнітний зв’язокuk_UA
dc.subjectпотужні індуктивні зарядні системиuk_UA
dc.subjectрезонансні колаuk_UA
dc.subjectстабілізація зарядного струмуuk_UA
dc.subjectрегулювання напругиuk_UA
dc.subjectрегулювання частотиuk_UA
dc.subjectinductive power transferuk_UA
dc.subjecttransmitted poweruk_UA
dc.subjectmagnetic couplinguk_UA
dc.subjecthighpower inductive charging systemsuk_UA
dc.subjectresonant circuitsuk_UA
dc.subjectstabilization of charging currentuk_UA
dc.subjectvoltage controluk_UA
dc.subjectfrequency controluk_UA
dc.titleЗабезпечення ефективності індуктивної системи передачі енергії зі змінюваними умовами зв’язкуuk_UA
dc.title1Ensuring the efficiency of the inductive energy transmission system with variable connection conditionsuk_UA
dc.title22021
dc.typeArticleuk_UA

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Zhuk.pdf
Розмір:
865.37 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
стаття
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.05 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№1 (15) 2021