Энергетические и экономические параметры работы трактора с электроприводом колёс

   Агропромышленный комплекс нуждается в тракторах с электроприводом колёс малого тягового класса, которые более перспективны на фоне растущей стоимости топлива и экологических требований. Однако возникают вопросы о перспективе использования электродвигателей в качестве привода силового агрегата трактора, энергетической оснащённости и общей подготовленности к переходу тракторов на такие системы в условиях текущего состояния энергетических ресурсов на территории РФ. С этой целью представлена методика оценки энергетических и экономических характеристик трактора с электроприводным силовым агрегатом относительно трактора с дизельным двигателем. Введенный показатель – удельная энергетическая стоимость – позволил сравнить параметры тракторов с дизельным двигателем и электроприводным силовым агрегатом. Расчёты показали, что использование вентильного электродвигателя постоянного тока по сравнению с дизелем на средних и низких нагрузках позволит снизить удельную энергетическую стоимость на 5…7 руб/кВт·ч, или на 30…50 %. Расчётами установлено превышение электроэнергетического потенциала в РФ возможных энергетических затрат сельскохозяйственной техники на 300 млрд кВт·ч, что указывает на возможность перехода на электропривод силового агрегата. Однако использование электродвигателей в тракторах без дальнейшего развития энергетических комплексов и накопителей электрического заряда невозможно.

1. Fenimore C.P., Jones G.W. Coagulation of soot to smoke in hydrocarbon flames. Combustion and Flame. 1969;13(3):303‑310. doi: 10.1016/0010-2180(69)90008-X

2. Чумаков В.Л., Бижаев А.В., Путан А.А. Снижение выбросов оксидов азота с отработавшими газами газодизеля // Чтения академика В.Н. Болтинского (115 лет со дня рождения) : Сборник трудов конференции. М.: ООО «Мегаполис», 2019. С. 118‑122. EDN: ZCFNTR

3. Devyanin S.N., Bigaev A.V., Markov V.A. Influence of Method of Adding Water to Combustible Mixture on Diesel Engine Performance. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018;327(2):022024. doi: 10.1088/1757-899X/327/2/022024

4. Bizhaev A.V., Chumakov V.L., Andreev O.P., Levshin A.G., Kabdin N.E. Application of the electric drive of the power unit of the small traction tractor. The Challenge of Sustainability in Agricultural Systems. Lecture Notes in Networks and Systems. 2021;206:971‑980. doi: 10.1007/978-3-030-72110-7_107

5. Zeraoulia M., Benbouzid M.E.H., Diallo D. Electric motor drive selection issues for HEV propulsion systems: A comparative study. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2006;55 (6):1756‑1764. doi: 10.1109/TVT.2006.878719

6. Chau K., Chan C., Liu C. Overview of permanent‑magnet brushless drives for electric and hybrid electric vehicles. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2008;55(6):2246‑2257. doi: 10.1109/TIE.2008.918403

7. Hanselman D.C. Brushless permanent magnet motor design. 2^nd ed. 2003. 392 p.

8. Бижаев А.В. Исследование параметров трактора с электроприводным силовым агрегатом // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. № 14 (4). С. 33‑42. doi: 10.22314/2073-7599-2020-14-4-33-42

9. Трухачёв В.И., Дидманидзе О.Н., Девянин С.Н. Какие сельскохозяйственные тракторы нужны завтра России? // Чтения академика В.Н. Болтинского : Сборник трудов конференции (Москва, 22‑24 января 2020 г.). М.: ООО «Мегаполис», 2020. С. 11‑19. EDN: YSXSHT

10. Дерюшев В.В., Виноградова T.A. Анализ скоростных характеристик современных двигателей // Мир транспорта и технологических машин. 2019. № 1 (64). С. 3‑10. EDN: ZAMKZF

11. Шухарев С.А. Моделирование работы двигателя постоянного тока // Вестник Института тяги и подвижного состава. 2018. № 14. С. 7‑12. EDN: CZLPGJ

12. Dolgih A., Martemyanov V., Borikov V. Dependence of the torque‑rotor position characteristic from the tape winding current. PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY. 2019;95(9):71‑75. doi: 10.15199/48.2019.09.14

13. Bijaev A., Ishutochkina K. Assessment of the starter motor system use powered by capacitive power sources on internal combustion engine. MATEC Web of Conferences. 2021;341(490):00054. doi: 10.1051/matecconf/202134100054

14. Burress T.A., Campbell S.L., Coomer C.L., Ayers C.W. et al. Evaluation of the 2010 Toyota Prius hybrid synergy drive system. Oak Ridge, TN: Oak Ridge National Laboratory. 2011. 79 p.