DD266539A1 - METHOD FOR THE ENERGY-OPTIMAL CONTROL OF TRACKED ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLES WITH NUT BRAKE - Google Patents
METHOD FOR THE ENERGY-OPTIMAL CONTROL OF TRACKED ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLES WITH NUT BRAKE Download PDFInfo
- Publication number
- DD266539A1 DD266539A1 DD87310760A DD31076087A DD266539A1 DD 266539 A1 DD266539 A1 DD 266539A1 DD 87310760 A DD87310760 A DD 87310760A DD 31076087 A DD31076087 A DD 31076087A DD 266539 A1 DD266539 A1 DD 266539A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- energy
- optimal control
- efficiency
- steady
- braking
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
Fuer spurgebundene, elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit Nutzbremse ist eine maximale Einsparung an Elektroenergie durch Ermittlung einer energieoptimalen Steuerung zu vorgegebener Fahrzeit zwischen zwei Planhalten zu erzielen. Die energieoptimale Steuerung wird eindeutig beschrieben durch die zeitliche Abfolge der Bewegungsphasen Anfahrt mit maximaler Zugkraft, Beharrungsfahrt, Auslauf, Bremsen mit maximal zulaessiger Bremskraft und die Angabe der vom Wirkungsgrad der Antriebsphase und vom Wirkungsgrad der Energierueckspeisung abhaengigen Groessen Beharrungsgeschwindigkeit, Beharrungslaenge und Bremseinsatzpunkt. Das erfindungsgemaesse Verfahren realisiert eine Senkung des Gesamtverbrauchs an Elektroenergie fuer die Zugfahrt. Fig. 3For track-bound, electrically driven vehicles with regenerative braking, a maximum saving of electrical energy by determining an energy-optimal control at a given travel time between two Planhalten to achieve. The energy-optimal control is clearly described by the timing of the movement phases approach with maximum traction, steady drive, coasting, braking with maximum permissible braking force and the indication of the efficiency of the drive phase and the efficiency of the energy retransmission dependent amounts of steady state speed, steady state length and braking point. The inventive method realizes a reduction in the total consumption of electrical energy for the train ride. Fig. 3
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung einer energiesparenden Fahrwolse bei der Elektrotraktion mit elektrischen Triebfahrzeugen, bei denon die Nutzbremsung angewendet wird.The invention relates to a method for supporting an energy-saving driving column in electric traction with electric traction vehicles, in which the regenerative braking is applied.
Bekanntlich (DD B 60 L 16/20, WP-Nr. 129761) wurden die beim Nahverkehr für eine energiesparende Fahrweise erforderlichen Umschaltungen bei großen Fahrzeitreserven von Beschleunigungen im Auslauf geschwindigkeitsabhängig, bei kleinen Fahrzeitreserven von Beharrungsfahrt in Auslauf wegabhängig sowie der jeweils zugehörige Bremseinsatzpunkt unter der Voraussetzung der Fahrplaneinhaltung wegabhängig vorausberechnet und vorprogrammiert, so daß bei Einhaltung der Schaltvorschrift nicht vermeidbare, jedoch hinreichend kleine Abweichungen des Fahrverlaufes ausgeglichen worden. Diese Umschaltungen sind vor bzw. zum Zeitpunkt dos Fahrbeginns von der Steuereinrichtung bereitzustellen, wobei bei vorgegebenen konstanten Äufenthaltszoiten je Bahnhof eine ortsabh" ,lglge (zeitfesto Programmauswahl) und boi variablen Aufenthaltszeiten eine zeit- und ortsabhängige Programmauswahl (zoltvariable Programmauswahl) zu realisieren ist. Die Reihenfolge der Schalthandlungen ist von den im Nahverkehr bekannten energiesparenden Fahrweisen abhängig, so daß die vier SteuerregimeAs is known (DD B 60 L 16/20, WP No. 129761) required for local transport for energy-saving driving shifts at high travel reserves of accelerations in the outlet speed-dependent, with small travel time reserves of persistence in departure path-dependent and each associated brake application point under the Precondition of the schedule compliance pre-calculated path-dependent and preprogrammed, so that when complying with the switching regulation unavoidable, but sufficiently small deviations of the course of travel has been compensated. These switches are to be provided by the control device before or at the time of the start of the drive, wherein a time-dependent and location-dependent program selection (zolt-variable program selection) is to be implemented at predetermined constant station times per station with a location-dependent program selection and variable travel times Sequence of switching operations is dependent on the well-known in local energy-saving driving styles, so that the four control regimes
— Anfahrt- Directions
— ggf. Beharrungsfahrt entlang der Höchstgeschwindigkeit- If necessary, steady drive along the maximum speed
— Auslauf- spout
— Bremsen- Brakes
notwendigerweise nacheinander abzuarbeiten sind.necessarily be processed sequentially.
Über eine Logikschaltung erfolgt die Unterscheidung zwischen geschwindigkeits- oder wegabhängiger Umschaltung in das Fahrregime Auoiauf. Die entweder über den Zwischenspeicher oder direkt durch die Speicheranordnung bereitgestellte Information (In Form einer Vorgabe der Beharrungsgeschwindlgkoit VBEM bzw. des Beharrungsweges SBEH und des Bremseinsatzpunktes Sbr) über das aktuell zu realisierende Fahrregime kann sowohl über eine digit Je Anzeigeeinrichtung an den Triebfahrzeugführer ausgegeben und dieser realisiert die eigentliche Zugfahrt, als auclt unmittelbar an eine selbsttätige Steuereinrichtung übarnnhen werden, so daß dieser mit Hilfe der Anzeige Im wesentlichen nur eine Kontrollfunktlon ausübt. Der Nachteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß die veränderten energetischen Bedingung, ι bei Anwendung dei· Nutzbremsung (Möglichkeit der Rückspeisung elektrischer Energie an das Netz während des Bremsvorganges) nicht berücksichtigt weiden und dieses Verfahren somit nicht in der Lage ist, für elektris'he Triebfahrzeuge mit Nutzbremse eine energiooptimalü Fahrweise zu bestimmen.Via a logic circuit, the distinction between speed-dependent or distance-dependent switching into the driving regime Auoiauf takes place. The information provided either via the buffer memory or directly by the memory arrangement (in the form of a specification of the steady-state velocity V BEM or the steady-state path S BEH and the brake application point Sbr) about the driving regime currently to be implemented can be output both to the driver via a digit per display device and this realizes the actual train ride, as auclt directly to an automatic control device arn nn, so that this essentially exerts only a Kontrollfunktlon using the display. The disadvantage of the described method is that the changed energetic condition, when using regenerative braking (the possibility of regenerating electrical energy to the grid during the braking process), are not taken into account and this method is thus unable to be used for electrical purposes Traction vehicles with regenerative braking to determine an energiooptimalü driving style.
An anderer Stolle (DE B60 L 7/12, Nr. 34 28118 A1) wird eine Nutzbremse für einen Gleichstrom-Fahrmotor schaltungstechnisch beschrieben, bei der der Anker, eine Drossel, ein Netz-Thyristorsteller und eine Parallelschaltung aus einem Kondensator und einem lösbaren Thyristorsteller in Serie an das Netz anschaltbar sind. Im oberen Drehzahlbereich, in dem die erzeugte Motorspannung größer odor gleich der Netzspannung ist, werden der Ankerstrom-Thyristorsteller und der Netz-Thyristorsteller wechselweise gegensinnig geöffnet und geschlossen. Dabei kann die gesamte kinetische Energie des Fahrzeuges weitgehend verlustfrei an das Netz zurückgespeist werden.At another Stolle (DE B60 L 7/12, No. 34 28118 A1) a Nutzbremse for a DC traction motor is described circuitry, in which the armature, a choke, a network thyristor and a parallel circuit of a capacitor and a detachable thyristor in series can be connected to the grid. In the upper speed range in which the generated motor voltage is greater than or equal to the mains voltage, the armature current thyristor and the network thyristor are alternately opened and closed in opposite directions. The entire kinetic energy of the vehicle can be fed back to the grid largely lossless.
Der Nachteil besteht darin, daß auf die Möglichkeit einer weiteren Einsparung von elektrischer Energie mittels Anwendung einer energiesparenden Fahrweise nicht eingegangen wird. Weiterhin liefert die Anwendung der Optimierungstheorie auf die Betriebsabläufe von modernen Schnellbahnen (nach K. H. Kraft und E. Schnieder: „Optimale Trajektorien im spurgebundenen Schnellverkehr", Regelungstechnik 1981, H.4, S.,11-119) optimale Trajektorien für planmäßigen und gestörten Betrieb. Für zeitoptimale und energieoptimale Fahrweisen werden mit Hilfe des Maximumprinzips und unter Beachtung beschränkter Steuer- und Zustandsgrößen die zugehörigen Algorithmen entwickelt. Aus der Berücksichtigung verschiedener Bremssysteme geht hervor, welche Energieersparnis unter welchen Bedingungen durch eine ideale Nutzbremsung erreicht wird. Für nichtplanmäßige Betriebsfälle mit veränderlichen Zielkoordinaten liefert die Optimierungstheorie nach Euler-Lagrange günstige Fahrverläufe, die sich durch ein adaptives Regelsystem verwirklichen lassen.The disadvantage is that the possibility of a further saving of electrical energy by using an energy-saving driving style is not discussed. Furthermore, the application of optimization theory to the operation of modern highways (according to KH Kraft and E. Schnieder: "Optimal trajectories in track-bound high-speed traffic", Control Engineering 1981, H.4, pp. 11-119) provides optimal trajectories for scheduled and disturbed operation For time-optimized and energy-optimized driving modes, the associated algorithms are developed with the help of the maximum principle and considering limited control and state variables.The consideration of different braking systems shows which energy savings under which conditions is achieved by an ideal regenerative braking According to Euler-Lagrange, the optimization theory provides favorable driving characteristics, which can be realized by means of an adaptive control system.
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in einer unzulässigen Idealisierung von fahrzeugtechnischen Parametern, in deren Ergebnis Fahrwelsen (Trajaktorien) ermittelt werden, die sich in der Praxis als nicht energieoptlnia1 f weisen.The disadvantage of this method consists in an impermissible idealization of vehicle-technical parameters, in the result Fahrwelsen (Trajaktorien) are determined, which show in practice as nichtenergieoptlnia 1 f.
Ziel der Erfindung 1st es, bei vorgegebener Fahrzeit zwischen zwei Planhalten eine enerQiooptlmale Fahrwelse zu ermitteln und damit eine Einsparung an elektrischer Energie zu ermöglichen.The aim of the invention is to determine an enerQiooptlmale Fahrwelse for a given travel time between two Planhalten and thus to allow a saving in electrical energy.
* Die Ursache eines höheren Energieverbrauchs bei bisher bekannten technischen Lösungen besteht in der unberechtigten Idealisierung des Fahrzeugsystems, in dem sowohl der Energieverbrauch in der Antriebsphase als auch die Rückspeisung während der Bremsphase in der Zeiteinheit als nur von der Kraft und der Geschwindigkeit abhängig angesehen werden:* The cause of higher energy consumption in previously known technical solutions is the unjustified idealization of the vehicle system, in which both the energy consumption in the drive phase and the feedback during the braking phase in the time unit are regarded as dependent only on the force and speed:
E = / F(t)V(t)dt OE = / F (t) V (t) dt O
Das zu lösende Problem besteht darin, unter Berücksichtigung der Wirkungsgradverhältnisse während des Antriebs und bei der Rückspeisung eine Steuerung zu realisieren, die zur Einsparung von Elektroenergie führt.The problem to be solved is to realize, taking into account the efficiency ratios during the drive and in the feedback, a control that leads to the saving of electrical energy.
Erfindungsgemäß wird bei Beachten der Abhängigkeit des Gesamtenergieverbrauchs vom Antriebswirkungsgrad γ)αν und des Rückspeisungswirkungsgrades i"|huck 'n der FormAccording to the invention in compliance with the dependency of the total energy consumption by the driving efficiency γ) αν and the recovery efficiency i "| h piece 'n the form
1T 1 11 T 1 1
E = ~/ (I— - HflucKiifiO: + (— + r|RücK)F(t)]V(t)dt 2 Q Παν ΠανE = ~ / (I- - HflucKiifiO: + (- + r | RücK) F (t)] V (t) dt 2 Q Παν Παν
ein energieoptimales Fahrregime in der zeltlichen Abfolge der Bewegungsphasen -> Anfahrt mit maximaler Zugkraftan energy-optimal driving regime in the temporal sequence of the movement phases -> approach with maximum traction
-> Beharrungsfahrt mit V = const.-> steady movement with V = const.
-> Auslauf-> spout
-> Bremsen mit maximal zulässiger Bremskraft-> Brakes with maximum permissible braking force
mit von Παν und Hrock abhängigen Umschaltprodukten zwischen den Phasen für eine Fahrt zwischen zwei Planhalten ermittelt.determined by Παν and Hrock switching products between the phases for a trip between two Planhalten.
charakterisiert und neben den Wirkungsgradverhältnissen von der vorgegebenen Fahrzeit zwischen den Planhalten funktional abhängig. Sie werden durch Darstellung des Zugmodells unter Berücksichtigung fahrdynamischer Gesetzmäßigkeiten für jedencharacterized and functional addition to the efficiency ratios of the predetermined travel time between the plan contents. They are presented by the train model taking into account driving dynamics laws for each
-» Anfahrt- »Directions
-> Boharrungsfahrt-> Boharrungsfahrt
-> Auslauf-> spout
-* Bremsen - * brakes
realisiert, ist bei vorgegebener Fahrzeit eindeutig durch die Größnngeschwlndigkelt der Beharrungsfahrt Vreh> Wegpunkt SSehrealized is, for a given travel time clearly by the Schwngeschgeschnndig tent of steady movement Vreh> waypoint S S eh
des Übergangs von der Phase Beharrung zur Phase Auslauf (Beharrungslänge) und Bremseinsatzpunkt SBr bestimmt.of the transition from the phase steady state to the phase discharge (steady length) and brake application point S B r.
durch den Fahrplan vorgegebene Fahrzeit, sind darüber hinaus aber durch unterschiedliche Beharrungsgeschwindigkeiten Veen*However, due to the different travel speeds Veen *
gekennzeichnet. Den Zusammenhang zwischen Auslauf länge AL bei energieoptimaler Fahrt und dem Produkt auscharacterized. The relationship between outlet length AL for energy-optimized travel and the product
(ti. Παν. Haue*)-und SBR(t|, Παν. Πηϋεκ.) und somit die Festlegung der optimalen Auslauf lange AL für jeden Abschnitt mit konstanter zulässiger Höchstgeschwindigkeit Vmix. Die zu berücksichtigende Fanrzeit t\ wird nach bekannten Verfahren zur Ermittlung energieoptimaler Teilftihfeiten bei Vorliegen mehrerer, verschiedener Höchstgeschwindigkeitsbegrenzungen bzw. zur(ti. Παν. Haue *) - and S BR (t |, Παν. Πηϋεκ.) and thus defining the optimal run-out long AL for each section with constant maximum speed V mix . The Fanrzeit t \ to be considered by known methods for determining energy-optimal Teilftihfeiten in the presence of several, different maximum speed limits or for
werden abschnittsweise die optimale Beharrungsgeschwindigkeit VBeh> die optimale Beharrungslänge S0Eh und derin sections, the optimum steady-state velocity V B eh> the optimal steady-state length S 0E h and
automatische Zugsteuerung verarbeitet werden oder durch den Triebfahrzeugführer ausgeführt werden.automatic train control are processed or executed by the driver.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD87310760A DD266539A1 (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | METHOD FOR THE ENERGY-OPTIMAL CONTROL OF TRACKED ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLES WITH NUT BRAKE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD87310760A DD266539A1 (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | METHOD FOR THE ENERGY-OPTIMAL CONTROL OF TRACKED ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLES WITH NUT BRAKE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD266539A1 true DD266539A1 (en) | 1989-04-05 |
Family
ID=5595329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD87310760A DD266539A1 (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | METHOD FOR THE ENERGY-OPTIMAL CONTROL OF TRACKED ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLES WITH NUT BRAKE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD266539A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001008955A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Bombardier Transportation Gmbh | Method for optimizing energy in the manner in which a vehicle or train is driven using kinetic energy |
WO2001008959A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Bombardier Transportation Gmbh | Method for optimizing the energy consumption of a motor vehicle/train with operating-point dependent efficiency |
WO2001008957A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Bombardier Transportation Gmbh | Driving mode for optimizing energy and time in the manner in which a vehicle or train is driven |
WO2001008956A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Bombardier Transportation Gmbh | Method for optimizing energy in the manner in which a vehicle or train is driven using a sliding optimization horizon |
WO2001008958A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Bombardier Transportation Gmbh | Method for optimizing energy in a vehicle/train with multple drive units |
-
1987
- 1987-12-18 DD DD87310760A patent/DD266539A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001008955A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Bombardier Transportation Gmbh | Method for optimizing energy in the manner in which a vehicle or train is driven using kinetic energy |
WO2001008959A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Bombardier Transportation Gmbh | Method for optimizing the energy consumption of a motor vehicle/train with operating-point dependent efficiency |
WO2001008957A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Bombardier Transportation Gmbh | Driving mode for optimizing energy and time in the manner in which a vehicle or train is driven |
WO2001008956A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Bombardier Transportation Gmbh | Method for optimizing energy in the manner in which a vehicle or train is driven using a sliding optimization horizon |
WO2001008958A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Bombardier Transportation Gmbh | Method for optimizing energy in a vehicle/train with multple drive units |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2049356B1 (en) | Diesel-electric drive system | |
EP2277259B1 (en) | Diesel-electric drive system | |
DE10244229A1 (en) | Power supply system and method | |
DE102018220809A1 (en) | Method for operating at least two pulse-controlled inverters, circuit arrangement and motor vehicle connected to a direct current network | |
EP3679383B1 (en) | Energy accumulator emulator and method for emulation of an energy accumulator | |
DE102014000514A1 (en) | Electric vehicle, generator control device and generator control method | |
DE1936597A1 (en) | Device for regulating the speed of a vehicle driven by a linear induction motor, in particular a hovercraft | |
DD266539A1 (en) | METHOD FOR THE ENERGY-OPTIMAL CONTROL OF TRACKED ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLES WITH NUT BRAKE | |
DE19727507A1 (en) | Regulation for a drive with an asynchronous motor | |
DE2846801C2 (en) | Control system for track-guided model vehicles | |
DE19548286C1 (en) | Anti-skid protection method for regulating vehicle engine speed during skid | |
DE102015220736A1 (en) | Railway vehicle drive unit | |
DE102018000871A1 (en) | Method and apparatus for reducing voltage ripples of a high voltage power module for a vehicle | |
DE2331458A1 (en) | BRAKE CONTROL DEVICE | |
DD236705A1 (en) | METHOD FOR THE ENERGY SAVING CONTROL OF TRANSMISSION VEHICLES | |
DE1463654B2 (en) | PULSE CONTROLLED SWITCHABLE DC MOTOR | |
DE2225376A1 (en) | ||
DE2855330A1 (en) | Control circuit for three=phase asynchronous motor - stops, starts and brakes motor using only two pairs of antiparallel thyristors | |
WO2020126794A1 (en) | Operation of switching elements of an inverter of an in particular rail-bound vehicle driven by way of least one at least three-phase synchronous machine | |
DE4215917A1 (en) | Rotary-field motor control using integrated current difference - depends on actual stator current and desired current value which does not exceed predeterminable stator current set-point | |
WO2020011461A1 (en) | Method for operating a track-bound vehicle and driving data determination unit for determining driving curve data | |
DE10204215A1 (en) | Vehicle with braking energy storage | |
DE2447577C3 (en) | Circuit to prevent the axles of multi-engine electric traction vehicles from slipping | |
EP3344488B1 (en) | Energy conversion device for an electrically driven vehicle | |
DE19530622A1 (en) | Torque control for railway vehicle rotary field machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |