Elektromos jármű hajtásának irányítórendszere

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Varjasi István
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Diplomatervezési feladatom a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen alakult BMEmotion hallgatói projekthez kapcsolódik. A csapat célja egy elektromos versenyautó megtervezése és megépítése. A hátsó kerékagyakba majdan beépítésre kerülő állandómágneses szinkrongépekből egy prototípus már elkészült, de a táplálására hivatott inverter korábbi verziója nem volt képes meghajtani azt.

A tapasztalatokat figyelembe véve, ezért egy teljesen új hardver lett megtervezve, és legyártva. Ehhez a korábbitól eltérő, hajtásvezérlői feladatra optimalizált mikrokontrollert választottunk.

A BSc képzésem alatt írt szakdolgozatomban a mezőorientált áramszabályozást megvalósító szoftvert készítettem el, melyet HIL (hardware-in-the loop) szimulátorral teszteltem.

Jelen diplomamunka a projekt folytatásaként az irányító hardver beüzemelésével, tesztelésével kezdődik, hogy a szoftver valós környezetben is kipróbálható legyen.

Bevezetésként bemutatom az inverter részeit és felvázolom, hogy az miként fog kapcsolódni a járműirányításban szerepet játszó egyéb elektronikákhoz.

Mivel egy 17 kW-os névleges teljesítményű elektronikus átalakítóról van szó, amely ráadásul egy járműben fog üzemelni, különösen fontos szerepe van a védelmeknek. A lefedett hibatípusokról részletesen írok, melyek megfelelő működéséről mérések során győződtem meg.

Egy villamos hajtásnál rendkívül sok érzékelési feladat merül fel. Az áramszabályozáshoz alapvető követelmény a fázisáramok mérése. Az áramokkal kialakított állórész mágneses mező forgórész mezejéhez orientálása viszont megköveteli valamilyen pozíció érzékelő használatát. A sensorless megoldások jellemzően magasabb fordulatszámon alkalmazhatók, ezért a járműhajtásokban a jeladós megoldások dominálnak.

Érdemes követni a DC sínen lévő feszültséget is, mely segít megadni a szabályozás eredményeként a motorra kapcsolt feszültség nagyságát. A túlmelegedés elkerüléséhez pedig a hőmérsékletmérés jelent megoldást.

A szenzorok illesztése, tesztelés után került sor a főkör beüzemelésére, ahol az összeépített konstrukció működőképességét ellenőriztük. A lépésről-lépésre, kellő körültekintéssel végzett mérések sorozatában egy másik villamosmérnök csapattaggal dolgoztam együtt.

A sikeres próbákat követően a saját kerékagymotorunkon is működött a hajtás, igaz, egyelőre csak kisebb teljesítményen, terhelés nélkül.

A folytatásban a szoftverrendszer tökéletesítésén dolgoztam tovább. Ennek eredményeként egy pólusfluxus pozícióbecslő algoritmus készült, valamint a hajtás fel lett készítve a számára nyomaték alapjelet előíró járművezérlővel való kommunikációra is. Az ide tartozó ellenőrző teszteket ismét HIL szimulációval végeztem el.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.