Proiectarea mecanică a motorului electric cu inducție în trei faze.
Este de netăgăduit că condițiile climatice ale lumii se confruntă cu o scădere semnificativă a calității în cazul în care aerul din jurul caselor noastre, inclusiv Jakarta, nu mai este fezabil acolo unde există o mulțime de particule periculoase 2.5 în aerul pe care îl respirăm zilnic. Nu numai aerul condiționat, cererea mare de petrol prelucrat, cum ar fi benzină și motorină, face ca Indonezia să importe, unde în 2018 sunt 393,000 de barili pe zi. Desigur, bugetul cheltuit pentru satisfacerea necesarului de combustibil nu este mic și nu va scădea în următorii câțiva ani, având în vedere că și stocul de petrol al Indoneziei a scăzut. Pe baza acestor probleme, Universitas Indonesia se angajează să construiască un transport prietenos cu mediul, numit Electric Bus. Acest autobuz electric are motor principal sub forma unui motor cu inducție trifazat. Autorul acestei lucrări face cercetări pentru a construi un design de motor electric utilizat pe autobuz, astfel încât motorul să poată produce performanță în conformitate cu specificațiile de proiectare.
Acționările cu motor cu inducție multifazic (MIM) cu modulație de pol fază (PPM) sunt potrivite pentru aplicațiile pentru vehicule electrice (EV) din motive, cum ar fi funcționarea cu putere constantă, cu eficiență ridicată pe o gamă extinsă de viteză-cuplu și fiabilitate ridicată. Prin utilizarea modulării Pole-Phase, în această lucrare este propusă un motor cu inducție (IM) cu 45 de faze cu rapoarte de viteză 1:3:5:9:15 pentru aplicațiile EV. Unitatea IM propusă cu 45 de faze cu 90 de sloturi pentru stator este capabilă să funcționeze la cinci combinații diferite de poli-fază, adică 45 de faze, 2 poli, 15 faze, 6 poli, 9 faze, 10 poli, 5 faze, 18 -poli si trifazat 3 poli. Cele cinci combinații de mai sus fac ca această unitate MIM să fie potrivită pentru aplicații EV, ceea ce elimină sistemul de angrenaj mecanic în EV convențional. Acest lucru poate fi util pentru a economisi dimensiunea și greutatea vehiculului. Această unitate MIM oferă cuplul mare pentru pornirea rutelor de accelerație și gradient la viteze mici și oferă putere mare pentru croazieră cu viteză medie și mare, care este analog cu motorul IC cu cinci trepte tipic.
Se discută problema funcționării unui motor cu inducție trifazat conectat la un sistem de alimentare monofazat folosind două convertoare. O atenție specială se acordă cuplului de pornire și cerințelor minime de dezechilibru pentru diferite puteri nominale ale motorului. O nouă abordare este sugerată aici, în ceea ce privește calculul dimensiunilor de pornire și de funcționare ale convertoarelor, pentru a permite motorului să pornească în condiții de sarcină maximă cu factori de dezechilibru minim. Aceste dimensiuni sunt modelate și în funcție de puterea motorului, cu o gamă largă de aplicații. De asemenea, este introdusă și modelată o metodă de determinare a momentului de comutare a primelor dimensiuni ale convertizorului. Aplicarea numerică a propunerii a fost efectuată pe diferite motoare cu inducție pentru a investiga validitatea acesteia. Rezultatele dovedesc un factor de dezechilibru minim rezonabil de 5.8% în condiții normale de funcționare. Ele demonstrează, de asemenea, că un cuplu de pornire suficient este cel puțin egal cu cifra de sarcină completă.
Metoda implică utilizarea comutației bloc și operarea motorului electric astfel încât unghiul de comutație să fie mai mic de 180 de grade și mai mare de 120 de grade. Este definit un număr natural de stări succesive de durată egală în fiecare dintre ele două sau trei dintre faze (P1-P3) au o tensiune de fază diferită de zero. Durata stării este derivată din viteza motorului și numărul de poli. O revendicare independentă este inclusă și pentru următoarele: un motor electric trifazat fără perii.
Un motor electric multifazic care include o carcasă, un stator montat pe carcasă, un rotor montat rotativ în raport cu statorul și un sistem de detectare a poziției configurat și dispus să emită un semnal reprezentând o poziție a rotorului în raport cu statorul. Sistemul de detectare a poziţiei include un element rotativ montat în raport cu rotorul şi o multitudine de senzori digitali montaţi în raport cu elementul rotativ. Cel puţin doi din multitudinea de senzori digitali sunt configuraţi şi dispuşi să genereze un semnal de ieşire în cuadratura. Mulţimea de senzori digitali fiind configuraţi şi dispuşi să detecteze porţiuni discrete ale elementului rotativ pentru a detecta o poziţie a rotorului în raport cu statorul.
Metoda propusă se bazează pe extragerea mărimilor și fazelor conținutului sub-benzii de înaltă frecvență (HFSB) prezente în componentele axei d−q ale curenților statorilor (id și iq) într-un motor cu inducție. Mărimile și fazele dorite sunt extrase prin procesarea id și iq folosind cadre phaselet care sunt realizate de un banc de filtre modulat. Acest banc de filtre este proiectat folosind șase filtre digitale trece-înalte, ai căror coeficienți sunt determinați de funcții de bază biortogonale phaselet. Conținutul HFSB extras oferă informații despre semnătură care pot oferi o detectare precisă și rapidă a defecțiunilor. Metoda de detectare a defecțiunilor electrice bazată pe phaselet a fost transformată într-o procedură de implementare digitală. Performanța metodei propuse este evaluată offline pentru curenții statori colectați de la două unități diferite de motoare cu inducție în condiții de funcționare diferite. Rezultatele testelor offline arată o detectare precisă, fiabilă și rapidă a defecțiunilor electrice, cu sensibilitate minoră.
Descrie supratensiunea cauzată de deconectarea multor sarcini ale motorului pe o linie de distribuție a energiei electrice cu condensatori de corectare a factorului de putere în timpul unei linii de transmisie în faza deschisă. Fenomenele de supratensiune sunt studiate printr-un test pe teren, o analiză în stare staționară și o analiză tranzitorie. Rezultatele experimentale arată că tensiunea linie la linie pe o linie de distribuție de 6.6 kV cu o linie de transport de 22 kV în fază deschisă este de 1.7 pe unitate. Supratensiunile sunt cauzate de două tipuri de rezonanță. Unul este rezonanța circuitului liniar dintre condensatorii de corectare a factorului de putere și impedanța secundară a motoarelor. Diferența dintre componentele pozitive și cele negative ale impedanței produce rezonanța. Celălalt este rezonanța circuitului neliniar dintre condensatoarele de corectare a factorului de putere și reactanța saturată a unui transformator.
Acest modul este alcătuit dintr-un circuit redresor necontrolat, un circuit de convertizor buck și un circuit invertor trifazat ca motor cu inducție trifazat. Modulul este o sursă de rețele conectate. Circuitul redresor trifazat este guvernat de ieșirea sa variac trifazată de la 200 Vcc. Apoi circuitul redresor de ieșire DC este conectat la circuitul convertorului buck, astfel încât ieșirea DC folosește ca intrare invertorul trifazat, ceea ce duce la o tensiune de 100 Vac. Tensiunea de ieșire a invertorului pentru a rula un motor cu inducție trifazat. Tehnica de comutare este utilizată pentru declanșarea MOSFET-urilor invertorului este modul de comutare a tensiunii PWM (Pulse Width Modulated) cu conducție 180. Generarea semnalului PWM este controlată prin microcontrolerul ATmega 8535.
Această lucrare modelează două tipuri de motoare BLDC în 3 faze, unul cu conexiune în Y și celălalt de tip independent și prezintă simularea acestora, compară caracteristicile acestora. Ca rezultat al simulării, tensiunea de fază a motorului BLDC trifazat independent este mai mare decât motorul BLDC trifazat cu conexiune Y. Când rezistența statorului și inductanța sunt stabile, tensiunea de fază ridicată determină o creștere a curentului maxim de fază și o creștere a acestuia în serie provoacă o creștere a cuplului maxim. De asemenea, se constată că pulsația curentă a motorului BLDC cu fază independentă a fost scăzută prin controlul curentului de fază al motorului BLDC independent.
În condițiile de viteză redusă, este propusă o metodă de urmărire și estimare în timp real a poziției rotorului bazată pe tehnologia PLL, care este utilizată pentru a rezolva problema acurateței detectării sistemului de control a motorului sincron cu magnet permanent (PMSM) pentru vehiculele electrice. Sunt analizate principiile de control ale fluctuației semnalului de înaltă frecvență și se stabilește modelul matematic al PMSM în trei faze sub cadru de referință rotativ sincron estimat de rotor. Sunt analizate principiile de bază ale buclei blocate în fază (PLL). Pe baza buclei blocate în fază, este proiectată și analizată o metodă de estimare a poziției rotorului. În cele din urmă, este configurat modelul de simulare al sistemului de control fără senzori și este efectuat experimentul de simulare. Rezultatele experimentului de simulare arată că controlul fără senzori bazat pe PLL poate obține pozițiile precise ale rotorului și capacitatea de control excelentă. Prin urmare, metoda de estimare a pozițiilor rotorului bazată pe PLL este o metodă ideală pentru controlul fără senzori a motorului de antrenare a vehiculului electric.
Invenția se referă la un motor electric pentru funcționarea convertizorului de putere cu o înfășurare statorică selectabilă, multifazică, care este împărțit în sisteme de înfășurare parțială m-fazată similare și este conectat la un total de ramuri de punte ale convertizorului de putere conectate în paralel pe partea de curent continuu. Este posibil să se selecteze înfășurarea statorului cu relativ puține contacte de comutare, deoarece sistemele de înfășurare parțială sunt separate galvanic și dispuse în stea fixă sau în rețea poligonală, astfel încât, pentru a schimba înfășurarea, cel puțin un punct de conectare al fiecărui sistem parțial poate fi conectat la un punct de conectare diametral opus, din punctul de vedere al poziţiei de fază, a unui alt sistem parţial printr-o componentă de comutare separată.
Un sistem de motor electric include o carcasă de motor și un miez de stator dispus în carcasa motorului. Miezul statorului include un schimbător de căldură din fier din spate pentru trecerea fluidului prin acesta. La o primă porţiune a a schimbătorului de căldură din fier din spate este dispusă o intrare de fluid, care este cel puţin parţial în comunicaţie de fluid cu o sursă de lichid de răcire şi este configurată să accepte un amestec de răcire. O ieșire a fluidului este dispusă la o a doua porțiune a schimbătorului de căldură din fier din spate pentru evacuarea unui lichid de răcire cu gaz din schimbătorul de căldură din fier din spate, astfel încât lichidul de răcire să fie convertibil în agentul de răcire cu gaz din schimbătorul de căldură din fier din spate prin primirea energiei din miezul statorului, permițând lichidul de răcire gazos iese prin orificiu de evacuare și astfel elimină căldura din miezul statorului.
Un motor electric multifazic care include o carcasă, un stator montat pe carcasă, un rotor montat rotativ în raport cu statorul și un sistem de detectare a poziției configurat și dispus să emită un semnal reprezentând o poziție a rotorului în raport cu statorul. Sistemul de detectare a poziţiei include un element rotativ montat în raport cu rotorul şi o multitudine de senzori digitali montaţi în raport cu elementul rotativ. Cel puţin doi din multitudinea de senzori digitali sunt configuraţi şi dispuşi să genereze un semnal de ieşire în cuadratura. Mulţimea de senzori digitali fiind configuraţi şi dispuşi să detecteze porţiuni discrete ale elementului rotativ pentru a detecta o poziţie a rotorului în raport cu statorul.
Un circuit de pornire pentru motoarele electrice monofazate care include atât motoarele de pornire cu fază divizată, cât și cu condensator include un comutator cu stare solidă controlat de poartă conectat în serie la înfășurarea de pornire a motorului. Impulsurile de referință rectificate de la un transformator de impulsuri sunt generate pentru a porni un prim tranzistor pentru a furniza curent de trecere pentru comutatorul cu stare solidă. Inițial, când motorul este alimentat la zero rpm, impulsurile sunt recepționate la comutator după ce curentul înfășurării de pornire trece prin nivelul de curent zero pentru a opri comutatorul să conducă fiecare jumătate de ciclu și să energizeze înfășurarea de pornire, totuși pe măsură ce motorul accelerează, impulsurile sunt recepționate din ce în ce mai devreme în raport cu trecerea la zero a curentului de pornire a înfășurării până când, la o viteză selectată, impulsurile sunt recepționate la comutator înainte de trecerea la zero a curentului de pornire a înfășurării, astfel încât comutatorul nu mai este conductiv. Când se întâmplă acest lucru, tensiunea pe comutator crește.
Metoda de control al unui motor electric monofazat sau polifazat controlat de un convertor de tensiune/frecvență evaluează defazarea dintre EMF și BEMF prin intermediul abaterii dintre trecerea la zero a curentului de fază și tensiunea produsă de inducția intrinsecă și reajustează frecvența convertizorului în consecință. Măsurarea inducției intrinseci se efectuează în trecerea cu zero a cursurilor curente ale fazei asociate, în care în timpul măsurării faza este separată de rețeaua de alimentare.
Un circuit de control al motorului electric, în special pentru un motor cu fază divizată, în care un rezistor cu coeficient de temperatură pozitiv este interpus în circuitul de înfășurare de pornire pentru a îndepărta substanțial înfășurarea de pornire din circuit după ce motorul a pornit în timp ce un comutator sensibil la temperatură este prevăzut în serie cu motorul pentru a deconecta motorul atunci când este supraîncărcat. Elementul rezistor cu coeficient de temperatură pozitiv are asociat cu acesta un element sensibil la temperatură care împiedică comutatorul sensibil la temperatură să se activeze într-o poziţie închisă dintr-o poziţie deschisă ori de câte ori elementul rezistor este peste o temperatură predeterminată.
Un mic motor bifazat având prima și a doua bobină de câmp, care cooperează fiecare cu un rotor cilindric lung și subțire. Rotorul este prevăzut doar cu o singură pereche de poli de rotor nesălienți și are un raport lungime/diametru care în mod avantajos este de cel puțin aproximativ 2.5. Un ansamblu de piesă polară a statorului este în relație de flux magnetic cu rotorul și include primul și al doilea set de poli statori proeminenți care cooperează, respectiv, cu prima și a doua bobină de câmp. Există doar doi poli statori proeminenți în fiecare set, iar polii statori sunt distanțați unghiular cu aproximativ nouăzeci de grade electrice. în unele exemple de realizare, unul dintre polii statorului din primul set şi unul dintre polii statorii din al doilea set se extind în direcţii opuse paralel cu axa rotorului dintr-un singur element tubular care formează o parte a ansamblului piesei polare.
O metodă de control pentru un motor DC trifazat fără perii. O tensiune indusă de rotația unui rotor poate fi eșantionată la o primă valoare de trecere cu zero așteptată pentru a produce o primă valoare eșantionată a tensiunii. Poate fi calculată o medie a mai multor valori eșantionate de tensiune, inclusiv valorile tensiunii eșantionate la o multitudine de valori de trecere cu zero așteptate anterior și prima valoare eșantionată a tensiunii. Prima valoare a tensiunii eșantionate poate fi scăzută din media calculată pentru a produce o eroare de trecere cu zero delta. Un ciclu de lucru al modulării pe lățimea impulsului poate fi ajustat pe baza erorii de trecere cu zero delta. Ciclul de lucru al modulării lățimii impulsului poate fi utilizat pentru a controla viteza de rotație a rotorului.
Pe lângă caracteristicile de bază, cum ar fi dimensiunea mică, greutatea ușoară și întreținerea ușoară, motorul vehiculului electric (EV) trebuie să posede caracteristici care să permită producerea unui cuplu mare la o regiune de viteză redusă și să realizeze o gamă largă de Funcționare cu putere constantă la o regiune de mare viteză. În încercarea de a îmbunătăți în continuare proprietățile de funcționare cu putere constantă ale motorului cu inducție (IM), această lucrare propune o schimbare de poli în șase faze IM (PCIM cu șase faze). PCIM cu șase faze extinde și mai mult domeniul de funcționare cu putere constantă fără a crește volumul și curentul IM. Pentru a clarifica principiul de bază și caracteristicile cuplului PCIM în șase faze, în primul rând, vor fi examinate metoda de înfășurare și distribuția mmf. În continuare, prin stabilirea unei metode de calcul a performanței bazată pe metoda undelor cvasi-sinusoidale, va fi demonstrată fezabilitatea unui calcul de performanță extrem de precis suficient pentru utilizarea efectivă. În plus, prin clarificarea caracteristicilor cuplului maxim prin experiment.
Tranzitorii de tensiune cu front abrupt, generați de condițiile de prestrângere în întrerupătoarele și contactoarele la închidere, produc solicitări severe de izolație între ture în înfășurările mașinii. Este descris un program de calculator care simulează producerea de tranzitorii de prestrângere. Simularea se bazează pe o reprezentare completă a sistemului trifazat, inclusiv bare colectoare, dispozitiv de comutare, cablu și înfășurare a motorului. Interacțiunea complexă dintre sistem și dispozitivul de comutare, precum și interacțiunea dintre cei trei poli ai dispozitivului de comutare sunt pe deplin luate în considerare. În calcule este utilizată o metodă de soluție bazată pe transformata Fourier și care utilizează o combinație de generatoare de tensiune și curent pentru a simula acțiunile de comutare.
Un motor cu magneți permanenți interior (FT-IPM) cu cinci faze în roți, tolerant la defecțiuni, încorporează avantajele unei eficiențe ridicate, densitate mare de putere și fiabilitate ridicată, potrivit pentru vehicule electrice (EV). O nouă strategie de remediere a rețelelor neuronale inverse (NNI) este propusă pentru a obține funcționarea post-defecțiune. În această schemă, NN este utilizat pentru a aproxima modelul invers al motorului FT–IPM. Cu acest sistem NNI și motorul original combinat, se poate obține un sistem compus pseudo-liniar. Simularea demonstrează că strategia de control propusă conduce la o performanță excelentă de control în modul defect și oferă o bună robustețe împotriva perturbărilor de sarcină.
Un circuit electric protejează un motor electric de curent continuu de suprasarcină. Circuitul are un stator cu magnet permanent, un rotor care preia curentul motor printr-un comutator, o diodă de recuperare și un rezistor de precizie. Rezistorul de precizie este în serie cu dioda de recuperare. O tensiune de distribuție (Uv) este aplicată între dioda de recuperare și rezistența de precizie, printr-un comutator de alimentare între unul dintre electrozii comutatorului de putere și un punct nodal. Electrodul de control al comutatorului de alimentare este conectat la o ieșire a comparatorului. Prima intrare a comparatorului este conectată la punctul nodal, iar oa doua intrare este conectată la un transmițător de valoare de prag. Legătura dintre primul electrod, tensiunea de distribuție și punctul nodal este întreruptă peste o valoare de prag predeterminată și este restabilită atunci când tensiunea a scăzut sub o valoare de prag mai mică.
Aici este descrisă o supapă de accelerație pentru un motor cu ardere internă; clapeta de accelerație este prevăzută cu: un motor electric trifazat fără perii având trei înfășurări statorice și trei senzori de poziție unghiulară proiectați pentru a determina poziția unghiulară a unui rotor al motorului electric; un scaun de supapă; un element de disc rotativ sau fluture , care cuplează scaunul supapei și este montat pe un arbore astfel încât să se poată roti în jurul unei axe de rotație pentru a se întoarce între o poziție de deschidere și o poziție de închidere a scaunului supapei sub împingerea motorului electric; o transmisie cu roți dințate pentru a conecta motorul electric la arborele elementului disc; și o unitate de comandă electronică concepută pentru a antrena motorul electric conform unei logici de control prin feedback folosind ca mărime de feedback poziția unghiulară a elementului disc în jurul axei de rotație, măsurată cu ajutorul celor trei senzori de poziție unghiulară integrați în motorul electric.
Este furnizată o metodă pentru detectarea unui curent de fază insuficient sau lipsă într-un motor sincron cu magnet permanent și include determinarea unei poziții vectoriale compozite a unui curent trifazat combinat în raport cu o porțiune staționară a motorului și alocarea unui sector către poziţie. Metoda include compararea curentului de fază cu un curent de prag calibrat corespunzător sectorului și executarea unui răspuns atunci când valoarea absolută este mai mică decât pragul. Un vehicul include un dispozitiv de stocare a energiei (ESD), un motor/generator configurat ca un motor sincron cu magnet permanent, un invertor de tensiune și o magistrală pentru conducerea curentului continuu de la ESD la invertor. Un controler detectează un curent de fază insuficient, determină o poziție vectorială curentă a AC trifazat, atribuie un sector poziției și execută un răspuns atunci când o valoare absolută a curentului de fază este mai mică decât un prag calibrat.
Un motor electric cu condensator divizat permanent este construit prin utilizarea componentelor existente ale unui proiect de motor cu stâlp umbrit cunoscut pentru a reduce costurile de inginerie, scule, inventar și alte costuri de producție ale noului motor și, potențial, proiectarea cunoscută prin economie de scară. Modificările la motorul cunoscut implică în principal diferite circuite de înfășurare și adăugarea unui condensator. Noul motor poate fi inversat cu un singur circuit de comutare.
