Energy Efficiency Analysis of Permanent Magnet Synchronous Motors in the Whole Life Cycle of Urban Rail Vehicles
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทความนี้วิเคราะห์ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ฉุดลากด้วยแม่เหล็กถาวรแบบซิงโครนัส (PMSM) ตลอดวงจรชีวิตของยานพาหนะที่ใช้รางในเมืองจากโดยใช้ยานพาหนะแม่เหล็กถาวรจากรถไฟฟ้าใต้ดินเป็นตัวอย่าง เริ่มจากการใช้ข้อมูลการทำงานของรถไฟฟ้าใต้ดินจริงเพื่อสร้างแบบจำลองการใช้พลังงานของยานพาหนะ จากนั้นจะสถิติในการประมาณค่าการใช้พลังงานตลอดอายุการใช้งานมอเตอร์ฉุดลากด้วยแม่เหล็กถาวรแบบซิงโครนัสของรถไฟฟ้าใต้ดินครอบคลุมการใช้พลังงานระหว่างช่วงการทำงานต่างๆ ของรถไฟฟ้าใต้ดิน ได้แก่ ช่วงการเร่งความเร็ว ช่วงความเร็วสม่ำเสมอ ช่วงการเบรก และช่วงการหยุดรถ บทความนี้จะพิจารณาการใช้พลังงานและค่าใช้จ่ายของรถไฟฟ้าใต้ดินอย่างครอบคลุม และการวิเคราะห์เปรียบเทียบการฉุดลากยานยนต์ด้วยแม่เหล็กถาวรแบบซิงโครนัสและมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส ผลการศึกษาพบว่ายานยนต์ที่ใช้แม่เหล็กถาวรช่วยประหยัดพลังงาน 40% และ และค่าใช้จ่าย 36% ตลอดอายุการใช้งาน ข้อมูลที่นำเสนอได้แสดงให้เห็นว่ายานยนต์ฉุดลากด้วยแม่เหล็กถาวรแบบซิงโครนัสมีข้อได้เปรียบในการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญตลอดวงจรชีวิต ดังนั้น การใช้พลังงานของมอเตอร์ฉุดลากด้วยแม่เหล็กถาวรแบบซิงโครนัส (PMSM) จึงลดการใช้พลังงานในการปฏิบัติงาน ลดค่าใช้จ่าย และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม การศึกษานี้เป็นข้อมูลที่สนับสนุนการเพิ่มประสิทธิภาพและการควบคุมการใช้พลังงานในยานพาหนะที่ใช้รางในเมือง
Article Details
References
H. Douglas, F. Schmid, C. Roberts and S. Hillmansen, “Evaluation of permanent magnet motor energy saving technology for different types of railways,” 2016 IEEE Int. Conf. Intelligent Rail Transport. (ICIRT), Birmingham, UK, 23-25 August 2016, pp. 123-129, 2016.
K. Matsuoka, “Development trend of the permanent magnet synchronous motor for railway traction.” IEEJ Trans. Electric. Electron. Eng., Vol. 2, no. 2, pp. 154-161, 2007.
K. Kondou and K. Matsuoka, “Permanent magnet synchronous motor control system for railway vehicle traction and its advantages,” Proc. Power Conv. Conf.-PCC'97. IEEE, Vol. 1, pp. 63-68, 1997.
J. H. Feng, “Key technology and development trend of permanent magnet motor traction system for rail transit,” Electric Drive for Locomotives, Vol. 6, pp. 9-17, 2018. (in Chinese, translated abstract).
Q. Xu, “Application and characteristics of permanent magnet synchronous motor in rail transit traction system,” Sci. Tech. Inform., Vol. 2, pp. 378-379, 2013. (in Chinese).
M. G. Dong, “Characteristics and application of direct drive traction motor,” Electric Locomotives Mass Transit Vehicles, Vol. 29, no. 2, pp. 56-58, 2006. (in Chinese).
A. Khare and DSK. Shriwastava, “A Survey of Traction Permanent Magnet Synchronous Motor,” Inter. J. Sci. Tech. Eng., Vol. 1, no. 10, pp. 149-152, 2015.
L. J. Liu, W. G. Chen, X. Liu and T. He, “Research on Energy Saving Technology of Metro Permanent Magnet Synchronous Traction System,” Electric Drive for Locomotives, Vol. 6, pp. 23-25, 2018. (in Chinese, translated abstract).
J. M. Zhang, H. Su, Q. Ren, W. Li, and H. C. Zhou, “Review on development and key technologies of permanent magnet synchronous traction system for rail transit,” J. Traffic Transport. Eng., Vol. 21, no. 6, pp. 63-77, 2021. (in Chinese, translated abstract).
M. Kondo, J. Kawamura and N. Terauchi, “Energy consumption calculation of permanent magnet synchronous motor for railway vehicle traction using equivalent circuit,” IEEJ Trans. IA, Vol. 125, no. 4, pp. 313-320, 2005. (in Chinese, translated abstract).
F. Qi, Z. Wang and Q. F. Jiang, “Research on Energy-saving Measures of Urban Rail Transit,” Rolling Stock (1002-7602) vol. 61, no. 3, pp. 102-108, 2023. (in Chinese, translated abstract).
M. Franko, J. Kuchta, and J. Buday, “Development and performance investigation of permanent magnet synchronous traction motor,” Inter. Symp. Power Electron., Electrical Drives, Automat. Motion. IEEE, Sorrento, Italy, 20-22 June 2012, pp. 70-74, 2012.
J. J. Yan and W.Ruengphrathuengsuka, “Review of Energy Saving Technologies for Urban Rail Vehicles,” SAU J. Sci. Tech., Vol. 9, no. 2, pp. 89-103, 2023.
J. Wang and H. A. Rakha, “Electric train energy consumption modeling,” Applied energy, Vol. 193, pp. 346-355, 2017.
C. W. Jenks, L. D. Goldstein, A. P. Avery, E. P. Delaney and S. Lamberton, “National cooperative rail research program (ncrrp) report 3: Comparison of passenger rail energy consumption with competing modes,” Washington (DC): Transportation Research Board, 2015.
Changsha Rail Transit Operation Co., “Research Report on Maintenance of Permanent Magnet Traction Motors,” 2022. (in Chinese).
Ministry of Transport of the People's Republic of China, “Management Measures for Operation and Maintenance of Urban Railway Transport Facilities and Equipment,” 2019. https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/ysfws/202006/t20200623_3315955.html (in Chinese).
H. H. Deng and B. Y. Zhong, “Train energy consumption analysis of permanent magnet synchronous traction system for Changsha metro line 1,” Modern Urban Transit, Vol. 9, pp. 10-13, 2017. (in Chinese, translated abstract).
A. Nordelöf, E. Grunditz, S. Lundmark, A. M. Tillman, M. Alatalo and T. Thiringer, “Life cycle assessment of permanent magnet electric traction motors,” Transport. Res. Part D, Vol. 67, pp. 263-274, 2019.
Xiangtan Electric Co., “YQ-190-7A AC Asynchronous Traction Motor User’s Manual,” 2015. (in Chinese).
CRRC Zhuzhou Institute Co., Ltd., “tDriver-MD1014.J2 permanent magnet synchronous traction motor User’s Manual,” 2019. (in Chinese).