Система керування асинхронними машинами із двома роторами для гібридних транспортних засобів
/ 0
- Деталі
- Категорія: Електротехнічні комплекси та системи
- Останнє оновлення: 07 травня 2019
- Опубліковано: 24 квітня 2019
- Перегляди: 2706
Authors:
О. М. Сінчук, доктор технічних наук, професор, orcid.org/0000-0002-7621-9979, Державний вищий навчальний заклад „Криворізький національний університет“, м. Кривий Ріг, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
І. А. Козакевич, кандидат технічних наук, orcid.org/0000-0003-4472-4783, Державний вищий навчальний заклад „Криворізький національний університет“, м. Кривий Ріг, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Abstract:
Мета. Аналіз принципів побудови системи керування двороторною асинхронною машиною в ролі розділювача потужності у складі гібридного транспортного засобу. Виявлення особливостей функціонування даної електромеханічної системи при роботі двигуна внутрішнього згорання та при його відключенні.
Методика. Теоретичні дослідження базувалися на теорії асинхронних електричних машин, принципах функціонування силової перетворювальної техніки, закономірностях перетворення електричної енергії в механічну та навпаки. Синтез системи керування двороторною асинхронною машиною здійснювався з використанням теорії векторного полеорієнтованого керування. Конструювання комп’ютерної моделі виконувалося за допомогою імітаційного моделювання в середовищі Matlab/Simulink.
Результати. Проаналізовані існуючі структури гібридних транспортних засобів та виявлено, що найбільш універсальною схемою є послідовно-паралельна схема. У таких системах у якості розділювача потужності використовується планетарна передача, що є складним механічним вузлом. Із метою заміщення планетарної передачі у складі гібридних транспортних засобів вивчена можливість застосування двороторної електричної машини. Розроблена структура системи керування для асинхронної машини із двома роторами, внутрішній ротор якої підключається до двигуна внутрішнього згорання, а зовнішній ротор – до трансмісії транспортного засобу. Статор і внутрішній ротор машини підключаються до перетворювача, що може пропускати електричну енергію в обох напрямках. Представлені результати моделювання роботи системи при роботі двигуна внутрішнього згорання, а також при його відключенні.
Наукова новизна. Запропонована структура системи керування двороторною асинхронною машиною у складі гібридного транспортного засобу, в якій керування внутрішнім ротором здійснюється з метою підтримання заданої величини моменту, а керування зовнішнім ротором – з метою підтримання необхідної швидкості руху транспортного засобу.
Практична значимість. Отримана система може бути використана у структурі існуючих гібридних транспортних засобів, що побудовані за послідовно-паралельною схемою. За своєю структурою двороторна асинхронна машина може одночасно замінити обидві електричні машини, одна з яких найчастіше використовується в режимі генератора, а інша – у режимі двигуна, а також планетарну передачу, що виконує розділення електричних і механічних потужностей.
References.
1. Jichao, L. and Yangzhou, C., 2016. An online energy management strategy of parallel plug-in hybrid electric buses based on a hybrid vehicle-road model. In: IEEE 19 th International Conference on Intelligent Transportation Systems, 2016, pp. 927‒932. DOI: 10.1109/ITSC.2016.7795666.
2. Qiwei, X., Xiaobiao, J., Jing, S. and Shumei, C., 2016. Comparison analysis of power management used in hybrid electric vehicle based on electric variable transmission. In: UKACC 11th International Conference on Control, 2016, pp. 1‒7. DOI: 10.1109/CONTROL.2016.7737545.
3. Aryanezhad, M., 2015. A novel designing approach to dual rotor switched reluctance motor based electric vehicles. 30th International Power System Conference, 2015, pp. 54‒59. DOI: 10.1109/IPSC.2015.7827726.
4. Belie, F. De, Brabandere, E. De, Druant, J., Sergeant, P. and Melkebeek, J., 2016. Model based predictive torque control of an electric variable transmission for hybrid electric vehicles. In: International Symposium on power electronics, electrical drives, automation and motion, pp. 1203‒1207. DOI: 10.1109/SPEEDAM.2016.7525823.
5. Son, Y. and Ha, J.-I., 2015. The electric variable transmission without slip ring for the hybrid electric vehicle driving structure. In: 9th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia, 2015, pp. 857‒862. DOI: 10.1109/ICPE.2015.7167882.
6. Gruosso, G., 2014. Optimization and management of energy power flow in hybrid electrical vehicles. In: 5 th IET Hybrid and Electric Vehicles Conference (HEVC 2014), 2014, pp. 1‒5. DOI: 10.1049/cp.2014.0962.
7. Tong, C., Zheng, P., Wu, Q., Bai, J. and Zhao, Q., 2014. A brushless claw-pole double-rotor machine for power-split hybrid electric vehicles. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 61, pp. 4295‒4305. DOI: 10.1109/TIE.2013.2281169.
8. Yang, Y., Schofield, N. and Emadi, A., 2015. Double-rotor switched reluctance machine (DRSRM). IEEE Transactions on Energy Conversion, 30, pp. 671‒680. DOI: 10.1109/TEC.2014.2378211.
9. Xiang, Z., Quan, L., Zhu, X. and Wang, L., 2015. A brushless double mechanical port permanent magnet motor for plug-in HEVs. IEEE Transactions on Magnetics, 51, pp. 1‒4. DOI: 10.1109/TMAG.2015.2443048.
10. Zhao, X. and Niu, S., 2016. A novel double-rotor parallel hybrid-excitation machine for electric vehicle propulsion. In: IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation, 2016, pp. 1‒5. DOI: 10.1109/CEFC.2016.7816052.
11. Morkun, V. and Tron, V., 2014. Ore preparation energy-efficient automated control multi-criteria formation with considering of ecological and economic factors. Metallurgical and Mining Industry, 5, pp. 8‒10.
12. Voliansky, R.S. and Sadovoi, A.V., 2017. Second order sliding mode control of the inverted pendulum. In: Proceedings of the International Conference on Modern Electrical and Energy Systems, 2017, pp. 224‒227. DOI: 10.1109/MEES.2017.8248895.
13. Kozakevich, I., 2017. Investigation of the direct torque control system of an electromechanical system with a matrix converter. In: Proceedings of the International Conference on Modern Electrical and Energy Systems, 2017, pp. 228‒231. DOI: 10.1109/MEES.2017.8248896.
14. Sinchuk, O. and Kozakevich, I., 2017. Research of regenerative braking of traction permanent magnet synchronous motors. In: Proceedings of the International Conference on Modern Electrical and Energy Systems, 2017, pp. 92‒95. DOI: 10.1109/MEES.2017.824896.
15. Sinchuk, O. N., Kozakevich, I. A. and Yurchenko, N. N., 2017. Sensorless control of switched reluctance motors of traction electromechanical systems. Technical electrodynamics, 5, pp. 62‒66. DOI: 10.15407/techned2017.05.062.
Архів журналу