Электр жетектеріндегі күйді бағалау туралы
Жылжымалы режимді басқаруды жобалау принциптері және электр жетектеріне қолдану . Негізгі түсініктер, математикалық және ауыспалы құрылымды жүйелердің конструкциялық аспектілері, сондай-ақ негізгі жұмыс режимі ретінде сырғымалы режимдер қарастырылады. Жылжымалы режимді басқарудың пайдасына негізгі дәлелдер ретті азайту, ажырату жобалау процедурасы, бұзылудан бас тарту, параметрлердің өзгеруіне сезімталдық және қуат түрлендіргіштері арқылы қарапайым іске асыру болып табылады. Айнымалы құрылымдық жүйелерде қолданылатын басқару алгоритмдері мен мәліметтерді өңдеу талданады. Жылжымалы режимді басқару әдістемесінің әлеуеті электр жетектерінің әмбебаптығы және басқарудың функционалдық мақсаттары үшін көрсетілген.
Жоғары қуатты және/немесе жоғары вольтты электр жетектері. Көпдеңгейлі түрлендіргіштер: (1) тек іргелі жиілікті ауыстырып қосу арқылы синусоидаға жақын кернеулерді құра алады; (2) дерлік электромагниттік кедергі немесе жалпы режимдегі кернеу жоқ; және (3) вольтампері бар үлкен электр жетектері мен жоғары кернеулер үшін жарамды. Каскадты инвертор үлкен автомобильдік толық электр жетектеріне табиғи түрде сәйкес келеді, себебі ол батареялардан немесе отын элементтерінен қолжетімді тұрақты ток көздерінің бірнеше деңгейін пайдаланады. Артқы жағындағы диодты қысқыш түрлендіргіш айнымалы ток кернеуінің көзі бар жерде, мысалы, гибридті электр көлігінде өте қолайлы. Модельдеу және эксперименттік нәтижелер бұл екі түрлендіргіштің екі деңгейлі импульстік ені модуляциясына негізделген жетектерден артықшылығын көрсетеді. Үлкен электр жетектеріне арналған көп деңгейлі түрлендіргіштер .
1994 жылдан бері Миннесота университеті күштік электроника мен электр машиналары/диспетчерлер курстарын ұзақ уақыт бойы қайта құрылымдауды қолға алды. Бұл қайта құрылымдау цифрлық бақылауды бірінші курстарға біріктіруге мүмкіндік береді, осылайша студенттерге нені үйрену керек екенін үйретеді, бұл курстарды тартымды етеді және тереңдетілген курстардың үздіксіз үздіксіздігін қамтамасыз етеді. Бакалавриаттың екі курсындағы қысқаша презентация арқылы бұл қайта құрылымдау студенттерді бағдарламаланатын логикалық контроллерлер, микроконтроллерлер және цифрлық сигнал процессорлары қолданбалары бойынша тиісті курстарды өтуге ынталандырады. Электр жетектеріндегі күйді бағалау туралы .Бұл жұмыс орнында, сондай-ақ ғылыми-зерттеу және әзірлеуге бағытталған мансапқа әкелетін жоғары оқу орнында маңызды бірінші дәрежелі білім беруді қамтамасыз етеді. Бұл қайта құрылымдаудың бірнеше құрамдас бөліктері бар. Уақытты босқа өткізіп, оқушыларды адастыратын ескірген тақырыптар жойылады. Бірінші курстарда бақылауды біріктіру үшін ақпаратты тиімдірек жеткізу үшін бірегей тәсілдер әзірленеді. Қуат электроникасының бірінші курсында құрылымдық блок жиі қолданылатын қуат түрлендіргіш топологияларында анықталады. Сандық басқаруды біріктіретін электрлік электроника мен электр жетектерінің бірінші курстарын қайта құрылымдау.
Жаһандық электр қуатының шамамен үштен екісі электр жетектерімен тұтынылатындықтан, оларды дұрыс басқару энергияны айтарлықтай үнемдейтіні таң қалдырмайды. Электр жетектерін тиімді пайдалану зауытты автоматтандыру (робототехника), таза көлік (гибридті-электрлік көліктер) және жаңартылатын (жел және күн) энергия ресурстарын басқару сияқты салаларда кең ауқымды қолданбаларға ие. Жетілдірілген электр жетектері қазіргі заманғы электр жетекті басқарудың негізгі тұжырымдамаларын және оның динамикалық жағдайларда жұмыс істеуін түсіндіру үшін физикаға негізделген тәсілді пайдаланады. Автор Нед Мохан, электр энергиясы жүйелерінің (EES) білім беру және зерттеу саласында ондаған жылдар бойы көшбасшы болып табылады, дұрыс басқару құралдарын инвестициялау, кеңейтілген MATLAB және Simulink модельдеулері және энергетикалық жүйелерді жобалаудағы мұқият ойлану энергия мен энергияны айтарлықтай үнемдеуге қалай әсер ететінін ашады. доллар. Студенттерге abc фазалық шамалардың dq осі түрлендіруінің стандартты математикалық өңдеулеріне жаңа балама ұсыну, жетілдірілген электр жетектері: MATLAB/Simulink көмегімен талдау, басқару және модельдеу.
Бір жағынан сызықты емес бақылаушы құрастырылған, ал екінші жағынан жылдамдық күйі өлшенген позициядан ластанған туындыны пайдалану арқылы бағаланады. Лас туынды - диск қолданбаларында бірнеше рет талданған бағалау қатесін енгізетін тамаша туындының шамамен нұсқасы. Осы себепті, біздің бұл жұмыстағы ұсынысымыз модельдік белгісіздіктер мен шулы өлшемдер болған кезде лас туындының өнімділігінің бірнеше аспектілерін көрсетуден тұрады. Осы мақсатта кейс-стади енгізілген. Жағдайлық зерттеу ротордың орны мен электрлік айнымалылар өлшенетінін ескере отырып, тұрақты магнитті қадамдық қозғалтқыштағы ротор жылдамдығын бағалауды қарастырады. Бұған қоса, бұл мақалада лас туындылар мен бақылаушылар арасындағы байланыс туралы түсініктемелер берілген, сонымен қатар екі әдістің де артықшылықтары мен кемшіліктері ескертілген.
Электр жетектері үшін қолданылатын электр машиналарын оңтайландырудың статистикалық әдісі .
Алты сигма теориясына сәйкес электр жетегі жүйесінің критикалық-сапа субъектілерін талдау арқылы электр жетек жүйесін таңдау және оңтайландыру әдісі қарастырылған. Сапаға сыни тақырыптарға салмақ, көлем, сенімділік, тиімділік және баға кіреді. Оңтайлы дизайнды таңдау үшін әртүрлі дизайн тәсілдерін бағалауға болады. Жобалау тәсілдеріне электрлік машина түрі, салқындату жүйесі, электрлік интеграция және электр-механикалық интерфейс кіруі мүмкін.
«Электр жетектерінің негіздері» бакалавриат деңгейіндегі электротехника студенттеріне арналған электр машиналары, күштік электроника және электр жетектері туралы негізгі тақырыптар мен іргелі ұғымдарды ұсынады. Электр жетектеріндегі күйді бағалау туралы .Электр жетектері туралы бар кітаптардың көпшілігі түрлендіргіштерге және толқын пішінін талдауға (механикалық жүктеме динамикасын елемей) немесе қозғалтқыш сипаттамаларына (түрлендіргіштер мен контроллерлерді талдауға қысқаша ығысу) шоғырланған. Бұл кітап EE студенттері үшін дұрыс деңгейде тақырыпқа толық шолу жасайды. Кітап оқырмандарды механикалық жүктемелерді, қозғалтқыштарды, түрлендіргіштерді, сенсорларды және контроллерлерді қамтитын толық электр жетектер жүйесін талдау және жобалау арқылы қабылдайды. Мәтін ретінде қызмет етуден басқа, бұл кітап кәсіби электр жетектері инженерлері үшін пайдалы және практикалық анықтамалық ретінде қызмет етеді.
Циклдегі аппараттық модельдеу бүгінде автомобиль өнеркәсібіндегі электронды жабдықты сынаудың стандартты әдісі болып табылады. Электр жетектері мен қуатты электронды құрылғылар автомобильдік қолданбаларда маңыздырақ болғандықтан, мұндай жүйелер циклдегі аппараттық құралды модельдеуге біріктірілуі керек. Қуатты түрлендіргіштер мен электр жетектері қазіргі уақытта көліктерде көптеген әртүрлі қолданбаларда қолданылады (гибридті электр немесе электрлік қуат, электр рульдік жүйелер, тұрақты ток түрлендіргіштері және т.б.). Қолданбалардың, топологиялардың және қуат деңгейлерінің кең ауқымы аппараттық құралдарды циклде сынауға арналған әртүрлі әртүрлі тәсілдер мен шешімдерге әкеледі. Бұл мақалада автомобиль өнеркәсібіндегі қуат электроникасы мен электр жетектерінің аппараттық құрал-жабдықты модельдеуіне шолу жасалады. Қазіргі уақытта қол жетімді технологиялар сипатталған және болашақ қиындықтар көрсетілген.
Жоғары тиімділіктегі құрылғыларда қуат жоғалтуларын дәл өлшеу қиын. Өнеркәсіптік түрлендіргіштер мен толық электр жетектеріне, соның ішінде қозғалтқыштар мен түрлендіргіштерге арналған өлшеу стандарттары жақын арада күшіне енеді және осы құрылғыларға өлшеу әдістерін қосу керек. Калориметриялық әдісте қуаттың жоғалуы тікелей өлшенеді. Дегенмен, бұрын ұсынылған калориметрлер негізінен бейімделген жүйелер болып табылады, сондықтан олар әдетте өте күрделі конструкцияларға ие. Демек, олардың жалпы электр жетектерін бағалауға қолдану мүмкіндігі шектеулі.Электр жетектеріндегі күйді бағалау туралы . Бұл зерттеуде 2 кВт-қа дейінгі қуат жоғалтулары үшін функционалды калориметриялық өлшеу тұжырымдамасы ұсынылған. Мұндай қуатты жоғалту 110 кВт-қа дейінгі қазіргі қуатты электронды түрлендіргіштермен қолданылуы мүмкін. Тұжырымдаманың құрылысы қарапайым және жеңіл. Ол күрделі құрылымды немесе өлшеу орнында үлкен аумақты қажет етпейді. Тұжырымдама масштабталады және әртүрлі өлшемдер үшін қайталанады. Әртүрлі кабельдері бар әртүрлі құрылғыларды еш қиындықсыз өлшеуге болады. Электр жетектеріндегі 2 кВт-қа дейінгі қуаттың жоғалуын өлшеуге арналған калориметриялық тұжырымдама .
Aux қазандығы SIM 321 сандық кіріс 6ES7 321 -1BL00 - 2AA0 1
Aux қазандығы SIM 321 сандық кіріс 32 CH 6ES7 321 -1BL00 - 0AA0 1
Aux қазандығы SIM 321 сандық кіріс 16 CH 6ES7 321 -1BH02 - 0AA0 1
Aux қазандығы SIM 322 сандық шығыс 32 CH 6ES7 322 -1BL00 - 0AA0 1
Aux қазандығы SIM 322 сандық шығыс 16 CH 6ES7 322 -1BH01 - 0AA0 1
Aux қазандығы SIM 331 Аналогтық кіріс 8-арна 24В 13бит 6ES7 331 - 1KF01- 0AB0 1
Aux қазандығы SIM 331 Аналогтық кіріс 8 CH 6ES7 331 - 7KF02 - 0AB0 1
Aux қазандығы SIM 331 Аналогтық кіріс 8 CH 6ES7 331 - 7HF01 - 0AB0 2
Aux қазандығы SIM 332 аналогтық шығыс 8 CH 6ES7 332 - 5HF00 - 0AB0 1
Aux қазандығы SIM 332 аналогтық шығыс 4 CH 6ES7 332 - 5HD01 - 0AB0 1
Заманауи ауыл шаруашылығы техникасы барынша тиімді жұмыс істеуі керек. Көбінесе олар электронды басқару жүйелерімен жабдықталған. Қазіргі ауылшаруашылық құралдарының жетектері негізінен механикалық немесе гидравликалық болып табылады. Электр жетектеріндегі соңғы әзірлемелер мен жетілдірулер олардың ауыл шаруашылығы машиналарында қолданылуын күшейтеді. Жоғары тиімділік пен автоматтандырылған жұмыс тәртібінің нәтижесінде отын шығынының азаюы белгілі бір қызығушылық тудырады. Жүйе архитектурасы тұрғысынан агрогибридті құрылымдар деп аталатын автомобиль гибридті жүйелерден алынуы мүмкін. Оларды қажетті функционалдылықпен бірге анықтау және таңдау керек. Электр жетектеріне қызығушылық пен әлеуетке қатысты австриялық қондырғылар мен машиналар өндірушілері арасында жүргізілген сауалнаманың кейбір негізгі нәтижелері ұсынылатын болады.
Жүргізушінің бірнеше бірліктері бар электр жетек жүйесі трансмиссияны басқарудың негізгі түрі болып табылады. Электрлік синхронды жүргізу жиі жүйенің негізгі мәселесі болып табылады. Синхронды басқарудың негізгі принципі және синхронды басқару әдістерінің үш түрі осы мақалада берілген және олардың сипаттамалары егжей-тегжейлі қарастырылады.
Модельдер сызықты емес параметрлердің сәйкестігін сақтау үшін эквивалентті схема түрінде ұсынылған. Γ немесе кері Γ пішіні ретінде белгіленген схемалар әдеттегі Т-пішінді схемаға қарағанда қарапайым. Олардың параметрлері терминалдық өлшемдерден оңай анықталады. Магниттік сызықтылықтың негізгі әсерлері үлгілерге әдеттегі T-пішінді тізбектермен алынғаннан гөрі дәлірек енгізілген. Уақыт гармоникаларын модельдеу де талқыланады.
Электрлік жетектерге арналған аппараттық құралды модельдеудің әртүрлі түрлері 。Тұйықтықтағы аппараттық (HIL) модельдеулері электр жетектерінің өнімділігін бағалау үшін көбірек қолданылады. Бағдарламалық модельдеу зерттелетін жүйені басқаруды дамытуға әкеледі. Бұл жағдайда, әдетте, есептеу уақытын қысқарту үшін көптеген жеңілдетулер қабылданады. Бақылауды нақты уақыт режимінде жүзеге асырмас бұрын, HIL модельдеулері өте пайдалы делдалдық қадам болуы мүмкін. Осылайша, оның нақты шектеулерін есепке алу үшін аппараттық құрылғы циклге енгізіледі. Бұл мақалада HIL модельдеуінің үш түрлі түрі ұсынылған: сигнал деңгейі, қуат деңгейі және механикалық деңгей. Мысал электрлік скутердің тарту жүйесі үшін келтірілген.
Сигналдарды анықтау - электр жетегі қолданбаларында жиі кездесетін мәселе. Бұл құжат белгілі бір жиілік құрамдастарын бөліп алу және анықтау үшін толқындық түрлендірулерді пайдалануды ұсынады. Бастапқыда тұрақты кернеу/герц қолданбасынан алынған ток өлшемдері әртүрлі толқындық толқындардың көмегімен сүзіледі және әдеттегі сүзу әдістерімен салыстырылады. Содан кейін ротордың жылдамдығына байланысты ыдырау деңгейін реттейтін толқындарға негізделген псевдоадаптивті деноизизация әдісі ұсынылады. Соңында, толқындық толқындар жоғары жиілікті инъекция жылдамдығын бағалау схемасында пайдаланылады және пайдалы ақпарат жоғары жиілікте болуы мүмкін және жиіліктің нақты емес құрамдастары бар мұндай жағдайларда кәдімгі әдістерден жоғары екендігі көрсетіледі. Эксперименттік және имитацияланған нәтижелер осы мәлімдемелерді растайды.
Жетілдірілген басқарылатын электр жетектерін жобалау мен қолдануда екі мәселе әлі де үлкен мәселе болып табылады, атап айтқанда, тежеу энергиясын қалпына келтіру және жетек жүйесінің жүру мүмкіндігі. Артқы және матрицалық түрлендіргіштер сияқты қарапайым шешімдерден басқа, тарту және көтеру жетектері сияқты кейбір қолданбаларда энергия сақтау элементімен жабдықталған қарапайым диодты алдыңғы жетек түрлендіргішіне негізделген тәсіл қолданылады. Бұл тәсіл соңғы уақытта ультраконденсаторлар деп аталатын екі қабатты электрохимиялық конденсаторлардың қарқынды дамуымен назар аудара бастады. Жүйенің икемділігі мен тиімділігін арттыру үшін ультра конденсатор дискіге тұрақты ток түрлендіргіші арқылы қосылады. Түрлендіргіш басқару мақсаттарын орындау үшін басқарылады: тұрақты ток шинасының кернеуін, ультра конденсаторлық зарядтың күйін және ең жоғары қуатты сүзуді бақылау. Бұл жұмыста біз ультра конденсаторды энергия сақтау және апаттық қуат көзі ретінде пайдалану арқылы регенеративті басқарылатын электр жетегінің модельдеу және басқару аспектілерін талқыладық.
AI әдістеріне негізделген сенсорсыз электр жетектеріне арналған жылдамдық реттегішінің дизайны: салыстырмалы зерттеу (1) алға бағытталған нейрондық желіге, (2) нейро-анық емес желіге және (3) өзін-өзі ұйымдастыратын Такаги-Сугеноға (XNUMX) негізделген жылдамдық реттегіштері. TS) ережеге негізделген модель құрастырылған. AI негізіндегі жылдамдық реттегіштерінің осы үш түрімен жетек әрекетінің салыстырмалы талдауы орындалады. Бұған қоса, әдеттегі оңтайландырылған PI контроллері арқылы алынған диск өнімділігіне қатысты салыстыру жүргізіледі. Бірқатар өтпелі кезеңдерді егжей-тегжейлі модельдеу зерттеу дәлдік пен есептеу күрделілігі тұрғысынан ең жақсы өнімділікті өзін-өзі ұйымдастыратын Takagi–Sugeno контроллері ұсынатынын көрсетеді. Контроллерлер айнымалы жылдамдықты бөлек қозған тұрақты ток қозғалтқышы бар зауыт үшін әзірленді және сыналады.
EMC көзқарасы бойынша электр жетек жүйелерін қазіргі автомобильдерге біріктіру айтарлықтай қиындық туғызады. Электр жетек жүйесі жоғары вольтты қуат көзінен, жиілік түрлендіргішінен, электр қозғалтқышынан және экрандалған немесе экрандалмаған жоғары қуатты кабельдерден тұратын жаңа құрамдас бөлік болып табылады. Осы жаңа электр жетек жүйесін немесе оның құрамдастарын EMI сынақ процедуралары мен эмиссия шектеулері тұрғысынан кәдімгі автомобиль құрамдас бөлігі ретінде қарастыру елеулі үйлесімсіздік мәселелеріне әкеледі. Бұл жұмыста электр жетек жүйесін кәдімгі жеңіл автомобильге біріктіруге байланысты ЭМС мәселелері зерттеледі. Жетек жүйесінің құрамдас бөліктері шу көздері немесе автомобильдің жаңа электр жүйесіндегі ілінісу жолының бөлігі ретінде талданған. Алынған нәтижелерді электр жетек жүйесінің жоғары вольтты шинасында рұқсат етілген шу деңгейлерін анықтау үшін де пайдалануға болады.
Қысқартылған гармоникалар PWM электр жетектеріне арналған басқарылатын желілік түрлендіргіш Қысқартылған гармоникалы импульстік ені модуляторы және оның жылдамдығы айнымалы ток жетегіне арналған үш деңгейлі желілік қуат түрлендіргішін басқаруға қолданылуы сипатталған. Кернеу көзінің түрлендіргіші үшін импульстік ені модуляция схемасы сілтеме векторы мен нақты ауысу күйінің векторы арасындағы үздіксіз жаңартылатын вольт-секунд теңгерімінің негізінде әрбір жеке ауысу сәтін анықтайды. Жасалған импульс тізбегі асинхронды болып көрсетілген. Фурье спектрлері жоғары амплитудалы дискретті тасымалдаушы компоненттердің болмауымен сипатталады. Магниттік құрамдас бөліктерден шығатын акустикалық шудың эмиссиясы азаяды. Эксперименттік нәтижелер 660 В өндірістік қуат көзінен жұмыс істейтін транзисторлық түрлендіргіштен алынды. Тұрақты байланыс кернеуі 1200 В.
Қозғалтқыш жетектеріне арналған дәстүрлі екі деңгейлі жоғары жиілікті импульстік ені модуляциясының (PWM) инверторларында олардың жоғары жиілікті ауысуымен байланысты бірнеше проблемалар бар, бұл жалпы режимдегі кернеуді және қозғалтқыш орамдарына жоғары кернеуді өзгерту жылдамдығын (дВ/дт) тудырады. Көп деңгейлі инверторлар бұл мәселелерді шешеді, себебі олардың құрылғылары әлдеқайда төмен жиілікте ауыса алады. Электр жетектеріндегі күйді бағалау туралы .Электр жетектері үшін қуат түрлендіргіші ретінде пайдалану үшін екі түрлі көпдеңгейлі топологиялар анықталған: жеке тұрақты ток көздері бар каскадты түрлендіргіш; және артқы диодты қысқыш түрлендіргіш. Каскадты түрлендіргіш үлкен VA толық электр жетектеріне табиғи түрде сәйкес келеді, өйткені мүмкін болатын жоғары VA рейтингтері және ол батареялардан немесе отын элементтерінен қолжетімді тұрақты ток көздерінің бірнеше деңгейін пайдаланады. Артқы жағындағы диодты қысқыш түрлендіргіш гибридті электр көлігі сияқты айнымалы ток кернеуінің көзі бар жерде өте қолайлы. Модельдеу және эксперимент нәтижелері осы екі қуат түрлендіргішінің PWM негізіндегі дискілерден артықшылығын көрсетеді.
Айнымалы жылдамдықтағы электр жетектері үшін желілік қуат түрлендіргішін басқару үшін қолданылатын төмендетілген гармоникасы бар PWM модуляторының тұжырымдамасы сипатталған. PWM алгоритмі уақыт бойынша айнымалы кернеудің анықтамалық векторын бақылау негізінде әрбір ауысу векторының күйдегі ұзақтығын анықтайды. Тұрақты жиілікті тасымалдаушы сигналға сілтеме болмағандықтан, жасалған импульстік үлгілер асинхронды болады. Бұл әдістің маңызды қасиеті барлық жиіліктің құрамдас бөліктері бірдей шамаларға ие болатын квазиүздіксіз гармоникалық спектрді шығару болып табылады. Бұл гармоникалық спектрлерінде жоғары амплитудалы тасымалдаушы және бүйірлік жолақ құрамдастарын көрсететін тасымалдаушыға негізделген PWM басқару схемаларымен салыстырғанда артықшылық. Айнымалы ток сүзгісінің индукторынан шығатын акустикалық шудың эмиссиясы азаяды.
