141 "Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/49050
Переглянути
1 результатів
Результати пошуку
Документ Дослідження асинхронного електропривода електромобіля у режимах рекуперації та буксування(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Воробйов, Богдан ВіталійовичДисертація на здобуття наукового ступеня PHD доктора філософії за спеціальністю 141 "Електротехніка, електроенергетика та електромеханіка". – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", МОН України, Харків, 2021. Дисертаційна робота присвячена дослідженню асинхронного електроприводу електромобіля у різних режимах роботи, виявленню особливостей поведінки електроприводу з урахуванням основних типів навантаження та механічних частин, визначення способу ідентифікації буксування та його запобігання засобами електроприводу. Об’єктом дослідження є процеси перетворення енергії в асинхронному електроприводі у різних режимах руху електромобіля. Предметом дослідження є дослідження електропривода у режимах рекуперації та буксування, визначення ознак переходу електромобіля у режим буксування та підвищення безпеки руху засобами електропривода. Проведений аналіз літератури свідчить про безумовне збільшення світового виробництва електромобілів в найближчому майбутньому. Україна повинна своєчасно відреагувати на дану тенденцію підготовкою відповідних фахівців, проведенням наукових досліджень, мати власні актуальні напрацювання і дослідження. Обрана найбільш актуальна структура електроприводу електромобіля. Вид функціональної схеми визначається характером перетворення енергії в процесі руху електромобіля. Джерелом енергії є батарея акумуляторів, що забезпечує на виході постійну напругу. Перетворення постійної напруги в змінну, необхідне для живлення асинхронного двигуна, забезпечується силовим електронним перетворювачем – трифазним автономним інвертором напруги. Інвертор напруги виконує функції регулювання як частоти, так і значення напруги з векторним керуванням, а саме DTC. Керування інвертором здійснюється мікропроцесорним блоком, що здійснює ввімкнення і вимкнення ключів автономного інвертора за алгоритмом ШІМ. Перетворення електричної енергії в механічну здійснюється асинхронним двигуном, на валу якого формується механічний момент. Підвищення моменту на валах коліс з відповідним зниженням швидкості досягається за допомогою механічної коробки перемикання передач. Виходячи зі стандартного міського циклу руху транспорту, були побудовані діаграми і зроблений вибір потужності двигуна. Був проведений аналіз енергетичних характеристик електроприводу зі встановленою коробкою передач та без неї. Зіставляючи отримані співвідношення для двигуна без застосування коробки перемикання передач видно, що потужності в сталому режимі рівні, проте в динамічних режимах роботи необхідна потужність, що приблизно в 1,5 рази перевищує потужність двигуна при використанні КПП. Отже, використання КПП виправдано і доцільно, так як необхідна потужність двигуна в динамічних режимах значно нижче, а також немає необхідності в значних конструкційних змінах при переобладнанні автомобіля в електромобіль. Побудовано математичну модель електромеханічної системи електроприводу. По ній побудована комп'ютерна модель в пакеті Matlab, і була складена на елементах бібліотеки SimPowerSystems. До складу моделі входять такі основні елементи: - система електроживлення; - інвертор (IGBT-Inverter); - асинхронний двигун; - система керування; - блок формування моменту навантаження; - трансмісія; - блок моніторингу вимірюваних величин; - блок ініціалізації параметрів. Проведено комп'ютерне моделювання електроприводу в різних режимах роботи. Особливу увагу приділено режимам пробуксовування, коли одне з коліс частково або повністю втрачає зчеплення з дорожнім покриттям. Отримані графіки показують неузгодженість швидкостей двох коліс, яка має місце при наїзді на ділянку дорожнього покриття зі зниженим коефіцієнтом зчеплення, а також перехідні процеси при наїзді двома колесами на ділянку зі зниженим коефіцієнтом зчеплення. Спираючись на отримані залежності, було запропоновано метод розпізнавання переходу електромобіля у режим буксування з використанням неузгодженності швидкостей. Підібрано найбільш відповідні коефіцієнти неузгодженості і на їх основі побудована структура регулятора з нечіткою логікою. Запропоновано функціональну схему для визначення і запобігання переходу в режим буксування. Наукова новизна роботи полягає в наступному. - Удосконалено та перевірено методику розробки ЕП ЕМБ, яка може бути використана при розробці нових електромобілів і переобладнанні серійних автомобілів в електромобілі; - Вперше розроблено та досліджено загальну математичну модель електромобіля з асинхронним електроприводом, що включає до себе розгорнуту модель системи живлення, електромеханічної частини з системою прямого керування моментом з урахуванням рекуперації та модель механічної частини електромобіля з можливістю моделювання режиму буксування; - Синтезована система розпізнавання та запобігання буксування коліс шляхом з використанням нечіткої логіки засобами електроприводу з використанням вперше запропонованого способу раннього розпізнавання переходу електромобіля в режим буксування.