Állandó mágneses szinkron gépek mezőorientált és közvetlen nyomatékszabályozása elektromos autókban

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Stumpf Péter Pál
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

A teljesítményelektronika elmúlt évtizedben tapasztalt fejlődésének köszönhetően állandó mágneses szinkrongépeket széles körben alkalmaznak változtatható fordulatszámú hajtásokban, kezdve az alacsony teljesítményű (néhány 100 W) szervo hajtásoktól egészen a nagyobb teljesítményű (több 10 vagy 100 kW) nagyságrendű hajtásokig. Az állandó mágneses szinkrongépek számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek. Többek közt hosszabb az élettartalmuk és jobb a hatásfokuk a kefés egyenáramú gépekkel szemben, illetve nagyobb a teljesítménysűrűségük az indukciós gépeknél. Állandó mágneses szinkrongépeket egyre gyakrabban alkalmaznak személygépjárművekben is, mint például a szervo rendszerekben, vagy hibrid és teljesen elektromos autó esetén a hajtásláncban. A szinkrongépek megfelelő működéséhez többnyire zárt hurkú vektorszabályozást alkalmaznak. A szakdolgozat célja a két legnépszerűbb állandó mágneses szinkronmotorok esetében széleskörűen alkalmazható vektorszabályozás megvizsgálása. Ezek a mezőorientált szabályozás és a közvetlen nyomatékszabályozás. Mezőorientált szabályozás esetén a forgórészhez rögzített koordináta rendszerben értelmezett állórész áramvektor két komponensét, a fluxusképző d és a nyomatékképző q komponenst, lineáris szabályzók segítségével szabályozzák, és a kapcsolójeleket Impulzusszélesség Moduláció segítségével állítják elő. Közvetlen nyomatékszabályozás esetén az állórész áramvektor szabályozás visszavezethető az állórész fluxusvektor szabályozására. Ebben az esetben a kapcsolójeleket hiszterézises komparátorok és kapcsolási tábla használatával valósítják meg. A dolgozat bemutatja a gép differenciálegyenleteit, valamint ezek segítségével bemutatásra kerül az átviteli függvények meghatározása, melyek a szabályozó tervezéshez szükségesek. Bemutatásra kerül mindkét szabályozási struktúra szimulációja, mely Matlab/Simulink környezetben készült. A szimulációk mellett bemutatásra kerül az algoritmusok gyakorlati implementálása is. A mérési és szimulációs eredményeket felhasználva összehasonlítom a két módszert, valamint következtetéseket vonok le azok elektromos hajtásláncokban történő alkalmazási lehetőségeiről. Dolgozatomban egyéb szabályozási stratégiákról is említést teszek, valamint a jövőbeli fejlesztési lehetőségeket is bemutatom.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.