Drive elektrikoetako egoeraren estimazioaz
Lerratze-moduaren kontrolaren diseinu-printzipioak eta eragiketa elektrikoetarako aplikazioak .Egitura aldakorreko sistemen oinarrizko kontzeptuak, matematika eta diseinu-alderdiak nahiz irristatze-moduak funtzionamendu-modu nagusi gisa dituztenak tratatzen dira. Lerratze-moduaren kontrolaren aldeko argudio nagusiak hauek dira: ordena murriztea, desakoplatze-diseinu-prozedura, asalduraren arbuioa, parametroen aldaketekiko sentikortasunik eza eta potentzia-bihurgailuen bidez ezartzea. Egitura aldakorreko sistemetan erabiltzen diren kontrol algoritmoak eta datuen tratamendua aztertzen dira. Modu irristagarriaren kontrol-metodologiaren potentziala frogatzen da unitate elektrikoen aldakortasunerako eta kontrol-helburu funtzionaletarako.
Potentzia handiko eta/edo tentsio handiko gailu elektrikoak. Maila anitzeko bihurgailuak: (1) tentsio ia sinusoidalak sor ditzakete oinarrizko maiztasun kommutazioarekin soilik; (2) ia ez dute interferentzia elektromagnetikorik edo modu komuneko tentsiorik; eta (3) egokiak dira voltampere handiko unitate elektrikoetarako eta tentsio altuetarako. Kaskadako inbertsorea automozioko unitate elektriko handietarako egokitzapen naturala da DC tentsio iturrien hainbat maila erabiltzen dituelako, bateria edo erregai-piletatik eskuragarri egongo liratekeenak. Atzeko diodoaren bidez estututako bihurgailua ezin hobea da AC tentsio iturri bat eskuragarri dagoen tokietan, adibidez, ibilgailu elektriko hibrido batean. Simulazio eta emaitz esperimentalek bi bihurgailu hauen nagusitasuna erakusten dute bi mailatako pultsu-zabaleran modulazioan oinarritutako unitateekiko. Maila anitzeko bihurgailuak unitate elektriko handietarako .
1994az geroztik, Minnesotako Unibertsitateak potentzia-elektronika eta makina elektrikoen / gidatzeko ikastaroen berregituraketa bat egiten ari da. Berregituraketa horri esker, kontrol digitala lehen ikastaroetan integratzea ahalbidetzen da, horrela ikasleei zer ikasi behar duten irakatsi, ikastaro hauek erakargarri bihurtuz eta etengabeko jarraikortasuna emanez kurtso aurreratuei. Graduko bi kurtsotan aurkezpen labur baten bidez, berregituraketa honek ikasleak kontroladore logiko programagarrien, mikrokontrolagailuen eta seinale digitaleko prozesadoreen aplikazioetan erlazionatutako ikastaroak hartzera motibatzen ditu. Drive elektrikoetako egoeraren estimazioari buruz.Horrek lantokian zein graduondoko hezkuntzan esanguratsua den lehen mailako hezkuntza bermatzen du, ikerketa eta garapenerako karrera bideratuko duena. Berregituraketa honek hainbat osagai ditu. Denbora galtzen duten eta ikasleak engainatzen dituzten gai zaharkituak ezabatzen dira. Kontrola lehen ikastaroetan integratzeko, ikuspegi bereziak garatzen dira informazioa modu eraginkorragoan transmititzeko. Potentzia-elektronikako lehen ikastaroan, gehien erabiltzen diren potentzia-bihurgailuen topologietan eraikuntza-bloke bat identifikatzen da. Potentzia-elektronikako lehen ikastaroak eta kontrol digitala integratzen duten unitate elektrikoak berregituratzea.
Unitate elektrikoek mundu osoko elektrizitatearen ia bi heren kontsumitzen dutenez, ez da harritzekoa izango haien kontrola egokiak energia-aurrezpen nabarmena izatea. Erabiltzaile elektrikoen erabilera eraginkorrak aplikazio zabalak ditu, hala nola, lantegien automatizazioa (robotika), garraio garbia (ibilgailu hibrido-elektrikoak) eta energia berriztagarrien (eolikoa eta eguzkia) baliabideen kudeaketan. Advanced Electric Drives-ek fisikan oinarritutako ikuspegia erabiltzen du unitate elektrikoen kontrol modernoaren oinarrizko kontzeptuak eta baldintza dinamikoetan funtzionatzeko. Ned Mohan egileak, hamarkada luzez Energia Elektrikoen Sistemen (EES) hezkuntzan eta ikerkuntzan liderra denak, kontrol egokien, MATLAB eta Simulink simulazio aurreratuen inbertsioak eta energia-sistemen diseinuan aurreikuspen arretatsuak energia-sistemen diseinuan aurrezten den energia eta aurrezpen handia nola eragiten duen erakusten du. dolarrak. Ikasleei alternatiba fresko bat eskaintzea abc fase-kantitateen dq-ardatzaren eraldaketaren tratamendu matematiko estandarrak, unitate elektriko aurreratuak: analisia, kontrola eta modelizazioa MATLAB/Simulink erabiliz.
Alde batetik behatzaile ez-lineal bat diseinatzen da, eta, bestetik, abiadura-egoera kalkulatzen da neurtutako posiziotik deribatu zikina erabiliz. Deribatu zikina deribatu perfektuaren gutxi gorabeherako bertsioa da, eta unitateko aplikazioetan aztertzen den zenbatespen-errorea sartzen du. Hori dela eta, lan honetan egiten dugun proposamena deribatu zikinaren errendimenduari buruzko hainbat alderdi ilustratzean datza, ereduaren ziurgabetasunen eta neurketa zaratatsuen aurrean. Horretarako, kasu-azterketa bat aurkezten da. Kasu-azterketan iman iraunkorreko pauso-motor batean errotorearen abiadura kalkulatzen da, errotorearen posizioa eta aldagai elektrikoak neurtzen direla suposatuz. Horrez gain, lan honek deribatu zikinen eta behatzaileen arteko loturari buruzko iruzkinak aurkezten ditu, eta bi tekniken abantailak eta desabantailak ere nabarmentzen dira.
Erabiltzaile elektrikoetarako erabilitako makina elektrikoen optimizaziorako metodo estatistikoa.
Motamendu elektrikoko sistema bat aukeratzeko eta optimizatzeko metodo bat eskaintzen da, Six Sigma teoriaren arabera, gidatzeko sistema elektrikoaren kalitate kritikoko gaiak aztertuz. Kalitaterako kritikoen gaiak pisua, bolumena, fidagarritasuna, eraginkortasuna eta kostua dira. Diseinu-ikuspegi desberdinak ebaluatu daitezke diseinu optimoa hautatzeko. Diseinu-ikuspegiek makina elektriko mota, hozte-sistema, integrazio elektrikoa eta interfaze elektriko-mekanikoa izan ditzakete.
Drive elektrikoen oinarriak, makina elektrikoen, potentzia-elektronika eta unitate elektrikoen azpian dauden oinarrizko gaiak eta oinarrizko kontzeptuak aurkezten ditu graduko ingeniaritza elektrikoko ikasleentzat. Drive elektrikoetako egoeraren estimazioari buruz.Distantzia elektrikoei buruz dauden liburu gehienek bihurgailuen eta uhin-formaren analisian (karga mekanikoaren dinamika alde batera utzita), edo motorraren ezaugarrietan (bihurgailuen eta kontrolagailuen azterketari laburpena emanez). Liburu honek irakasgaiaren ikuspegi osoa eskaintzen du, EE ikasleentzako maila egokian. Liburuak irakurleek unitate elektrikoen sistema oso baten azterketa eta diseinua egiten ditu, karga mekanikoen, motorren, bihurgailuen, sentsoreen eta kontrolagailuen estaldura barne. Testu gisa balio izateaz gain, liburu honek erreferentzia erabilgarri eta praktiko gisa balio du disko elektrikoen ingeniari profesionalentzat.
Hardware-in-the-loop simulazioa gaur egun automobilgintzako ekipamendu elektronikoak probatzeko metodo estandarra da. Unitate elektrikoak eta potentzia-gailu elektronikoak automobilgintzako aplikazioetan gero eta garrantzi handiagoa dutenez, sistema mota hauek hardware-in-the-loop simulazioan integratu behar dira. Potentzia-bihurgailuak eta unitate elektrikoak hainbat aplikaziotan erabiltzen dira gaur egun ibilgailuetan (motor elektriko edo elektriko hibridoa, gidatzeko sistema elektrikoak, DC-DC bihurgailuak, etab.). Aplikazioen, topologiaren eta potentzia-mailen sorta zabalaren ondorioz, hainbat hurbilketa eta soluzio desberdin sortzen dira hardware-begizta probak egiteko. Artikulu honek automobilgintzako potentzia elektronika eta unitate elektrikoen hardware-in-the-loop simulazioaren ikuspegi orokorra ematen du. Gaur egun dauden teknologiak deskribatzen dira eta etorkizuneko erronkak azaltzen dira.
Zaila da eraginkortasun handiko gailuetan potentzia-galeren neurketa zehatza. Bihurgailu industrialen eta unitate elektriko osoen neurketa estandarrak, motorrak eta bihurgailuak barne, laster sartuko dira indarrean, eta gailu horien neurketa-metodoak sartu beharko lirateke. Metodo kalorimetrikoan, potentzia-galerak zuzenean neurtzen dira. Dena den, aurretik aurkeztutako kalorimetroak neurrira egindako sistemak dira batez ere, eta, beraz, oso eraikuntza konplikatuak izaten dituzte. Beraz, unitate elektriko orokorren ebaluaziorako duten aplikagarritasuna mugatua da.Drive elektrikoetako egoeraren estimazioari buruz. Neurketa kalorimetriko funtzionalaren kontzeptua iradokitzen da ikerketa honetan 2 kW arteko potentzia-galerak egiteko. Potentzia-galera hori gaur egungo potentzia-bihurgailu elektronikoekin aplika daiteke 110 kW-era artekoa. Kontzeptuaren eraikuntza sinplea eta arina da. Ez du egitura konplexurik edo eremu handirik behar neurketa-gunean. Kontzeptua eskalagarria eta bikoizgarria da tamaina desberdinetarako. Arazorik gabe kable desberdinak dituzten gailu desberdinak neur daitezke. Distantzia elektrikoetan 2 kW arteko potentzia-galerak neurtzeko kontzeptu kalorimetrikoa.
Aux Galdara SIM 321 Sarrera digitala 6ES7 321 -1BL00 - 2AA0 1
Aux Galdara SIM 321 Sarrera digitala 32 CH 6ES7 321 -1BL00 - 0AA0 1
Aux Galdara SIM 321 Sarrera digitala 16 CH 6ES7 321 -1BH02 - 0AA0 1
Aux Galdara SIM 322 Irteera digitala 32 CH 6ES7 322 -1BL00 - 0AA0 1
Aux Galdara SIM 322 Irteera digitala 16 CH 6ES7 322 -1BH01 - 0AA0 1
Aux Galdara SIM 331 Sarrera analogikoa 8 kanal 24V 13bit 6ES7 331 - 1KF01- 0AB0 1
Aux Galdara SIM 331 Sarrera analogikoa 8 CH 6ES7 331 - 7KF02 - 0AB0 1
Aux Galdara SIM 331 Sarrera analogikoa 8 CH 6ES7 331 - 7HF01 - 0AB0 2
Aux Galdara SIM 332 Irteera analogikoa 8 CH 6ES7 332 - 5HF00 - 0AB0 1
Aux Galdara SIM 332 Irteera analogikoa 4 CH 6ES7 332 - 5HD01 - 0AB0 1
Nekazaritzako makineria modernoak modu eraginkorrenean egin behar du. Askotan dagoeneko kontrol sistema elektronikoz hornituta daude. Gaur egungo nekazaritza-tresnen motorrak mekanikoak edo hidraulikoak dira batez ere. Drive elektrikoen azken garapenek eta hobekuntzek nekazaritzako makinetan duten aplikagarritasuna indartzen dute. Erregai-kontsumoa murriztea eraginkortasun handiaren ondorioz eta lan-prozedura automatizatuen ondorioz interesgarriak dira. Sistema-arkitekturari dagokionez, agro-hibrido-egiturak deiturikoak automozio-sistema hibridoetatik erator daitezke. Beharrezko funtzionaltasunarekin batera definitu eta hautatu behar dira. Austriako tresneria eta makineria fabrikatzaileen artean egindako inkestaren oinarrizko emaitza batzuk aurkeztuko dira, gailu elektrikoekiko interesari eta potentzialari buruz.
Gidari hainbat unitate dituen gidari elektrikoaren sistema transmisioaren kontrolerako forma nagusia da. Gidatze sinkrono elektrikoa sistemaren funtsezko arazoa izaten da. Kontrol sinkronoaren oinarrizko printzipioa eta hiru kontrol sinkrono metodo mota aurkezten dira artikulu honetan, eta haien ezaugarriak xehetasunez eztabaidatzen dira.
Ereduak zirkuitu baliokide moduan aurkezten dira, parametro ez-linealen identitatea gordetzeko. Zirkuituak, Γ edo Γ alderantzizko forma gisa izendatuak, ohiko T formako zirkuitua baino sinpleagoak dira. Haien parametroak erraz zehazten dira terminaleko neurketetatik. Ez-linealtasun magnetikoaren efektu nagusiak T formako zirkuitu konbentzionalekin lortu ohi den baino modu zehatzago batean jasotzen dira ereduetan. Denbora harmonikoen modelizazioa ere eztabaidatzen da.
Hardware-in-the-loop simulazio mota desberdinak unitate elektrikoetarako 。Hardware-in-the-loop (HIL) simulazioak gero eta gehiago erabiltzen dira unitate elektrikoen errendimenduak ebaluatzeko. Software-simulazioek aztertutako sistemaren kontrola garatzen dute. Kasu honetan, oro har, sinplifikazio asko suposatzen dira konputazio-denbora murrizteko. Kontrola denbora errealean ezarri aurretik, HIL simulazioak oso baliagarriak izan daitezke bitartekari-pauso bat. Horrela hardware-gailu bat sartzen da begiztan, bere benetako mugak kontuan hartzeko. Artikulu honetan, hiru HIL simulazio mota ezberdin proposatzen dira: seinale-maila, potentzia-maila eta maila mekanikoa. Adibide bat scooter elektriko baten trakzio sistemarako ematen da.
Seinaleen identifikazioa ohiko arazoa da unitate elektrikoen aplikazioetan. Artikulu honek maiztasun-osagai espezifikoak ateratzeko eta identifikatzeko uhin-eraldaketak erabiltzea proposatzen du. Hasieran, tentsio/hertz konstanteko aplikazio bateko korronte-neurketak hainbat uhin erabiliz iragazten dira eta emaitzak ohiko iragazketa-metodoekin alderatzen dira. Ondoren, deskonposizio-maila errotorearen abiaduraren arabera doitzen duten uhinetan oinarritutako sasi-adaptaziozko denoising metodo bat proposatzen da. Azkenik, uhinak maiztasun handiko injekzio-abiaduraren estimazio-eskema batean erabiltzen dira eta ohiko metodoak baino hobeak direla erakusten dute kasu horietan, non informazio baliagarria maiztasun handiagokoa izan daitekeen eta maiztasun-osagai zehatzak ez dituztenak. Emaitz esperimentalek eta simulatuek baieztapen hauek egiaztatzen dituzte.
Bi gai dira oraindik ere erronka handia kontrolatutako unitate elektriko aurreratuen diseinuan eta aplikazioan, hots, balazta-energia berreskuratzea eta gidatzeko sistemaren ibilaldi-gaitasuna. Irtenbide arruntez gain, hala nola, back-to-back eta matrize bihurgailuak, energia biltegiratzeko elementu batekin hornitutako diodo-aurreko-bihurgailu arruntean oinarritutako hurbilketa bat erabiltzen da aplikazio batzuetan, hala nola trakzio eta igogailuak. Geruza bikoitzeko kondentsadore elektrokimikoen garapen azkarrarekin, ultrakondentsadoreak deiturikoak, ikuspegi hau zentratu da. Sistemaren malgutasuna eta eraginkortasun hobea lortzeko, ultrakondentsadorea unitatera konektatzen da dc-dc bihurgailu baten bidez. Bihurgailua kontrol-helburuak betetzeko moduan kontrolatzen da: dc-buseko tentsioaren kontrola, ultrakondentsadorearen karga-egoera eta puntako potentzia-iragazkia. Artikulu honetan, birsorkuntza kontrolatutako unitate elektrikoaren modelizazio eta kontrol alderdiak eztabaidatu ditugu ultrakondentsadorea energia biltegiratzeko eta larrialdietarako elikadura-hornidurarako gailu gisa erabiliz.
Sentsorerik gabeko disko elektrikoetarako abiadura-kontrolagailuaren diseinua AI tekniketan oinarrituta: azterketa konparatiboa. Abiadura-kontrolagailuak (1) feed-forward sare neuronalean, (2) sare neuro-lausoan eta (3) Takagi-Sugeno auto-antolatuan ( TS) arauetan oinarritutako eredua diseinatu da. Diskoaren portaeraren analisi konparatiboa egiten da AI oinarritutako hiru motatako abiadura-kontrolagailuekin. Horrez gain, konparaketa bat egiten da ohiko PI kontroladore optimizatu batekin lortutako disko-errendimenduarekin. Zenbait iragankorren simulazio-azterketa zehatzak adierazten du errendimendu onena, zehaztasun eta konplexutasun konputazionalaren aldetik, auto-antolakuntzako Takagi–Sugeno kontrolagailuak eskaintzen duela. Kontrolagailuak abiadura aldakorreko DC motor bereizita kitzikatua duen planta baterako garatu eta probatu dira.
EMCren ikuspuntutik, gaur egungo autoetan gidatzeko sistema elektrikoak integratzeak erronka handia dakar. Gidatze sistema elektrikoa goi-tentsioko elikadura-iturri batek, maiztasun-bihurgailu batek, motor elektriko batek eta blindatu edo blindatu gabeko potentzia handiko kablez osatutako osagai berri bat da. Eraikuntza elektrikoko sistema berri hau edo haren osagaiak ohiko automozio-osagai gisa tratatzeak EMI-ren proba-prozedurei eta isurien mugei dagokienez, bateraezintasun-arazo handiak ekarriko lituzke. Artikulu honetan, ohiko bidaiarien auto batean gidatzeko sistema elektrikoa integratzearekin lotutako EMC gaiak ikertzen dira. Gidatze-sistemaren osagaiak zarata iturriak edo autoaren sistema elektriko berriaren akoplamendu-bidearen zati direla aztertu dira. Lortutako emaitzak, era berean, eragiketa elektrikoko sistema baten tentsio handiko bus batean zarata-maila onargarriak zehazteko erabil daitezke.
Harmoniko murriztuak PWM kontrolatutako linea-alboko bihurgailua unitate elektrikoetarako harmoniko murriztuko pultsu-zabalera moduladorea eta bere aplikazioa deskribatzen dira abiadura-aldagaiko AC unitate baterako lineako hiru mailako potentzia-bihurgailua kontrolatzeko. Tentsio-iturriaren inbertsorearen pultsu-zabalera modulazio-eskemak konmutazio-une bakoitza zehazten du erreferentzia-bektorearen eta benetako kommutazio-egoeraren bektorearen arteko etengabe eguneratutako volt-segundo balantze batean oinarrituta. Sortutako pultsu-sekuentzia asinkronoa dela erakusten da. Fourier-en espektroak anplitude handiko eramaile-osagai diskretuen eza da. Osagai magnetikoetatik irradiatutako zarata akustikoen igorpena murrizten da. Emaitza esperimentalak 660 V-ko industria-iturritik funtzionatzen duen transistore bihurgailu batetik lortu dira. DC-link tentsioa 1200 V-koa da.
Motor unitateetarako bi mailako maiztasun handiko pultsu zabalera modulazio (PWM) inbertsore tradizionalek hainbat arazo dituzte maiztasun handiko kommutazioarekin lotuta, eta horrek tentsio arrunteko tentsioa eta tentsio handiko aldaketa (dV/dt) tasak sortzen ditu motorraren harilketetan. Maila anitzeko inbertsoreek arazo hauek konpontzen dituzte, haien gailuak askoz maiztasun baxuagoan alda daitezkeelako. Drive elektrikoetako egoeraren estimazioari buruz.Maila anitzeko bi topologia ezberdin identifikatzen dira unitate elektrikoetarako potentzia-bihurgailu gisa erabiltzeko: kaskada-inbertsore bat DC iturri bereiziekin; eta bizkarrezurreko diodoa clamped bihurgailu bat. Kaskadako inbertsorea automozioko unitate elektriko handietarako egokitzapen naturala da VA maila altua duelako eta bateria edo erregai-piletatik eskuragarri egongo liratekeen DC tentsio-iturri hainbat maila erabiltzen dituelako. Atzeko diodoa estututako bihurgailua ezin hobea da AC tentsio iturri bat eskuragarri dagoen tokietan, hala nola ibilgailu elektriko hibrido bat. Simulazio eta emaitz esperimentalek bi potentzia-bihurgailu hauen nagusitasuna erakusten dute PWMn oinarritutako diskoekiko.
Harmoniko murriztuko PWM moduladorearen kontzeptua deskribatzen da, abiadura aldakorreko unitate elektrikoetarako linearen alboko potentzia-bihurgailuaren kontrolarako aplikatu den moduan. PWM algoritmoak konmutazio-bektore bakoitzaren on-egoeraren iraupena zehazten du denbora-aldakorreko tentsio-erreferentzia-bektorearen behaketan oinarrituta. Maiztasun konstanteko eramailearen seinaleari erreferentziarik egiten ez denez, sortutako pultsu-ereduak asinkronoak bihurtzen dira. Metodo honen funtsezko propietatea da espektro harmoniko ia-etengabe bat sortzea, non maiztasun-osagai guztiek magnitude gutxi gorabehera berdinak dituzten. Hau abantaila bat da eramaileetan oinarritutako PWM kontrol-eskemekin alderatuta, anplitude handiko eramailea eta albo-banda osagaiak beren espektro harmonikoetan erakusten dituztenak. AC iragazkiaren induktoretik irradiatutako zarata akustikoen igorpena murrizten da.
