Về ước tính trạng thái trong ổ điện
Các nguyên tắc thiết kế điều khiển chế độ trượt và các ứng dụng đối với truyền động điện. Các lập luận chính ủng hộ điều khiển chế độ trượt là giảm thứ tự, quy trình thiết kế tách, loại bỏ nhiễu, không nhạy cảm với các biến thể tham số và thực hiện đơn giản bằng bộ chuyển đổi công suất. Các thuật toán điều khiển và xử lý dữ liệu được sử dụng trong hệ thống cấu trúc biến đổi được phân tích. Tiềm năng của phương pháp luận điều khiển chế độ trượt được chứng minh về tính linh hoạt của truyền động điện và các mục tiêu chức năng của điều khiển.
Ổ điện công suất lớn và / hoặc điện áp cao. Bộ chuyển đổi đa cấp: (1) có thể tạo ra điện áp gần hình sin mà chỉ cần chuyển đổi tần số cơ bản; (2) hầu như không có nhiễu điện từ hoặc điện áp chế độ chung; và (3) thích hợp cho các ổ điện có vôn kế lớn và điện áp cao. Biến tần thác nước là một sự phù hợp tự nhiên cho các ổ đĩa chạy điện hoàn toàn trên ô tô lớn vì nó sử dụng nhiều mức nguồn điện áp DC, có thể có sẵn từ pin hoặc tế bào nhiên liệu. Bộ chuyển đổi đi-ốt được kẹp ở phía sau là lý tưởng khi có sẵn nguồn điện áp xoay chiều, chẳng hạn như trong xe điện hybrid. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy tính ưu việt của hai bộ chuyển đổi này so với các ổ đĩa dựa trên điều chế độ rộng băng thông hai cấp. Bộ chuyển đổi đa cấp cho các ổ đĩa điện lớn.
Kể từ năm 1994, Đại học Minnesota đã tiến hành tái cấu trúc các khóa học về điện tử công suất và máy điện / truyền động đã quá hạn từ lâu. Việc tái cấu trúc này cho phép điều khiển kỹ thuật số được tích hợp vào các khóa học đầu tiên, qua đó dạy cho sinh viên những gì họ cần học, làm cho các khóa học này trở nên hấp dẫn và cung cấp sự liên tục liền mạch cho các khóa học nâng cao. Bằng cách trình bày ngắn gọn chỉ trong hai khóa học đại học, sự tái cấu trúc này thúc đẩy sinh viên tham gia các khóa học liên quan về bộ điều khiển logic khả lập trình, bộ vi điều khiển và các ứng dụng bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số. Về ước lượng trạng thái trong ổ điện.Điều này đảm bảo một nền giáo dục bậc nhất có ý nghĩa tại nơi làm việc cũng như trong giáo dục sau đại học dẫn đến sự nghiệp theo định hướng nghiên cứu và phát triển. Việc tái cấu trúc này có một số thành phần. Các chủ đề lỗi thời gây lãng phí thời gian và gây hiểu lầm cho học sinh sẽ bị xóa. Để tích hợp kiểm soát trong các khóa học đầu tiên, các phương pháp tiếp cận độc đáo được phát triển để truyền tải thông tin hiệu quả hơn. Trong khóa học đầu tiên về điện tử công suất, một khối xây dựng được xác định trong cấu trúc liên kết bộ chuyển đổi điện thường được sử dụng. Cấu trúc của các khóa học đầu tiên về điện tử công suất và truyền động điện tích hợp điều khiển kỹ thuật số.
Với gần XNUMX/XNUMX lượng điện toàn cầu được tiêu thụ bởi các ổ điện, không có gì ngạc nhiên khi việc kiểm soát thích hợp của chúng giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể. Việc sử dụng hiệu quả các ổ điện cũng có những ứng dụng sâu rộng trong các lĩnh vực như tự động hóa nhà máy (robot), giao thông sạch (xe hybrid-điện) và quản lý tài nguyên năng lượng tái tạo (gió và mặt trời). Advanced Electric Drives sử dụng cách tiếp cận dựa trên vật lý để giải thích các khái niệm cơ bản về điều khiển truyền động điện hiện đại và hoạt động của nó trong các điều kiện động. Tác giả Ned Mohan, nhà lãnh đạo lâu năm trong lĩnh vực giáo dục và nghiên cứu Hệ thống năng lượng điện (EES), tiết lộ cách đầu tư vào các điều khiển thích hợp, mô phỏng MATLAB và Simulink tiên tiến, cũng như suy tính trước cẩn thận trong thiết kế hệ thống năng lượng dẫn đến tiết kiệm đáng kể năng lượng và USD. Cung cấp cho sinh viên một giải pháp thay thế mới cho các phương pháp xử lý toán học tiêu chuẩn về phép biến đổi trục dq của đại lượng pha abc, Truyền động điện nâng cao: Phân tích, Điều khiển và Mô hình hóa Sử dụng MATLAB / Simulink.
Một mặt thiết bị quan sát phi tuyến được thiết kế, mặt khác trạng thái tốc độ được ước tính bằng cách sử dụng đạo hàm bẩn từ vị trí đo được. Đạo hàm bẩn là một phiên bản gần đúng của đạo hàm hoàn hảo đưa ra một lỗi ước lượng được phân tích một vài lần trong các ứng dụng ổ đĩa. Vì lý do này, đề xuất của chúng tôi trong công trình này bao gồm việc minh họa một số khía cạnh về hiệu suất của bộ dẫn xuất bẩn khi có cả độ không đảm bảo của mô hình và các phép đo nhiễu. Cuối cùng, một nghiên cứu điển hình được giới thiệu. Nghiên cứu điển hình xem xét ước tính tốc độ rôto trong động cơ bước nam châm vĩnh cửu, bằng cách giả định rằng vị trí rôto và các biến điện được đo. Ngoài ra, bài báo này còn trình bày các nhận xét về mối liên hệ giữa các bộ dẫn xuất bẩn và các bộ quan sát, đồng thời các ưu nhược điểm của cả hai kỹ thuật cũng được nhận xét.
Phương pháp thống kê để tối ưu hóa máy điện dùng cho truyền động điện.
Một phương pháp được cung cấp để lựa chọn và tối ưu hóa hệ thống truyền động điện bằng cách phân tích các chủ đề quan trọng đến chất lượng của hệ thống truyền động điện theo lý thuyết Six Sigma. Các chủ đề quan trọng đến chất lượng bao gồm trọng lượng, khối lượng, độ tin cậy, hiệu quả và chi phí. Có thể đánh giá nhiều cách tiếp cận thiết kế khác nhau để chọn ra một thiết kế tối ưu. Các phương pháp thiết kế có thể bao gồm loại máy điện, hệ thống làm mát, tích hợp điện và giao diện điện-cơ.
Cơ bản về Truyền động điện, trình bày các chủ đề cơ bản và khái niệm cơ bản về máy điện, điện tử công suất và truyền động điện cho sinh viên kỹ thuật điện ở cấp đại học. Về ước lượng trạng thái trong ổ điện.Hầu hết các sách hiện có về truyền động điện đều tập trung vào bộ chuyển đổi và phân tích dạng sóng (bỏ qua động lực học tải cơ học) hoặc về đặc tính động cơ (đưa ra phân tích ngắn gọn về bộ chuyển đổi và bộ điều khiển). Cuốn sách này cung cấp một cái nhìn tổng quan đầy đủ về môn học, ở trình độ phù hợp cho học sinh EE. Cuốn sách đưa người đọc đi qua việc phân tích và thiết kế một hệ thống truyền động điện hoàn chỉnh, bao gồm phạm vi của tải cơ, động cơ, bộ chuyển đổi, cảm biến và bộ điều khiển. Ngoài vai trò là một văn bản, cuốn sách này còn là tài liệu tham khảo hữu ích và thiết thực cho các kỹ sư truyền động điện chuyên nghiệp.
Mô phỏng phần cứng trong vòng ngày nay là một phương pháp tiêu chuẩn để kiểm tra thiết bị điện tử trong ngành công nghiệp ô tô. Vì ổ điện và các thiết bị điện tử ngày càng quan trọng hơn trong các ứng dụng ô tô, các loại hệ thống này phải được tích hợp vào mô phỏng phần cứng trong vòng lặp. Bộ biến đổi điện và truyền động điện được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau trên các phương tiện giao thông ngày nay (hệ thống truyền lực hybrid hoặc điện, hệ thống lái điện, bộ chuyển đổi DC-DC, v.v.). Một loạt các ứng dụng, cấu trúc liên kết và mức công suất dẫn đến nhiều cách tiếp cận và giải pháp khác nhau để kiểm tra phần cứng trong vòng lặp. Bài báo này cung cấp một cái nhìn tổng quan về mô phỏng phần cứng trong vòng lặp của điện tử công suất và truyền động điện trong ngành công nghiệp ô tô. Các công nghệ hiện có được mô tả và những thách thức trong tương lai được nêu ra.
Khó đo chính xác tổn thất điện năng trong các thiết bị hiệu suất cao. Các tiêu chuẩn đo lường dành cho bộ chuyển đổi công nghiệp và bộ truyền động điện hoàn chỉnh, bao gồm cả động cơ và bộ chuyển đổi, sẽ sớm có hiệu lực và các phương pháp đo lường cho các thiết bị này nên được bao gồm. Trong phương pháp đo nhiệt lượng, tổn thất điện năng được đo trực tiếp. Tuy nhiên, các nhiệt lượng kế được trình bày trước đây chủ yếu là các hệ thống được thiết kế riêng và do đó, chúng thường có cấu tạo rất phức tạp. Do đó, khả năng ứng dụng của chúng để đánh giá các ổ điện nói chung còn hạn chế.Về ước lượng trạng thái trong ổ điện. Một khái niệm đo nhiệt lượng chức năng được đề xuất trong nghiên cứu này đối với tổn thất điện năng lên đến 2 kW. Một tổn thất điện năng như vậy có thể được áp dụng với các bộ chuyển đổi điện tử công suất ngày nay lên đến 110 kW. Việc xây dựng khái niệm rất đơn giản và nhẹ nhàng. Nó không yêu cầu cấu trúc phức tạp hoặc diện tích lớn trong khu vực đo đạc. Khái niệm này có thể mở rộng và có thể nhân bản cho các kích thước khác nhau. Các thiết bị khác nhau với các loại cáp khác nhau có thể được đo mà không gặp bất kỳ vấn đề gì.
Aux Boiler Đầu vào kỹ thuật số SIM 321 6ES7 321 -1BL00 - 2AA0 1
Aux Boiler Đầu vào kỹ thuật số SIM 321 32 CH 6ES7 321 -1BL00 - 0AA0 1
Aux Boiler Đầu vào kỹ thuật số SIM 321 16 CH 6ES7 321 -1BH02 - 0AA0 1
Aux Boiler Đầu ra kỹ thuật số SIM 322 32 CH 6ES7 322 -1BL00 - 0AA0 1
Aux Boiler Đầu ra kỹ thuật số SIM 322 16 CH 6ES7 322 -1BH01 - 0AA0 1
Aux Boiler SIM 331 Đầu vào tương tự 8 kênh 24V 13Bit 6ES7 331 - 1KF01- 0AB0 1
Aux Boiler Đầu vào tương tự SIM 331 8 CH 6ES7 331 - 7KF02 - 0AB0 1
Aux Boiler Đầu vào tương tự SIM 331 8 CH 6ES7 331 - 7HF01 - 0AB0 2
Aux Boiler SIM 332 Đầu ra tương tự 8 CH 6ES7 332 - 5HF00 - 0AB0 1
Aux Boiler SIM 332 Đầu ra tương tự 4 CH 6ES7 332 - 5HD01 - 0AB0 1
Máy móc nông nghiệp hiện đại phải hoạt động một cách hiệu quả nhất. Thường thì chúng đã được trang bị hệ thống điều khiển điện tử. Bộ truyền động của các loại nông cụ ngày nay chủ yếu là cơ khí hoặc thủy lực. Những phát triển và cải tiến gần đây trong truyền động điện tăng cường khả năng ứng dụng của chúng trong máy móc nông nghiệp. Giảm tiêu thụ nhiên liệu do hiệu suất cao và quy trình làm việc tự động được quan tâm nhất định. Về mặt kiến trúc hệ thống, cái gọi là cấu trúc hỗn hợp nông nghiệp có thể bắt nguồn từ hệ thống lai ô tô. Chúng phải được xác định và lựa chọn cùng với chức năng cần thiết. Một số kết quả cơ bản của cuộc khảo sát giữa các nhà sản xuất máy móc và nông cụ của Áo liên quan đến sự quan tâm đến hệ thống truyền động điện và tiềm năng sẽ được trình bày.
Hệ thống truyền động điện với một số đơn vị trình điều khiển là một hình thức điều khiển truyền lực chính. Truyền động đồng bộ điện thường là vấn đề quan trọng của hệ thống. Nguyên tắc cơ bản của điều khiển đồng bộ và ba loại phương pháp điều khiển đồng bộ được trình bày trong bài viết này và các đặc điểm của chúng sẽ được thảo luận chi tiết.
Các mô hình được trình bày dưới dạng mạch tương đương để bảo toàn danh tính của các tham số phi tuyến. Các mạch, được ký hiệu là dạng Γ hoặc dạng nghịch đảo, đơn giản hơn mạch dạng T thông thường. Các thông số của chúng được xác định dễ dàng từ các phép đo đầu cuối. Các tác động chính của tính phi tuyến tính từ tính được đưa vào các mô hình theo cách chính xác hơn so với các tác động thường thu được đối với các mạch dạng T thông thường. Mô hình hóa sóng hài thời gian cũng được thảo luận.
Các kiểu mô phỏng phần cứng trong vòng lặp khác nhau cho ổ điện。 Mô phỏng phần cứng trong vòng (HIL) ngày càng được sử dụng nhiều hơn để đánh giá hiệu suất của ổ điện. Mô phỏng phần mềm dẫn đến phát triển kiểm soát hệ thống được nghiên cứu. Trong trường hợp này thường có rất nhiều đơn giản hóa được giả định để giảm thời gian tính toán. Trước khi thực hiện kiểm soát theo thời gian thực, mô phỏng HIL có thể là một bước trung gian rất hữu ích. Do đó, một thiết bị phần cứng được đưa vào trong vòng lặp để tính đến các ràng buộc thực sự của nó. Trong bài báo này, ba loại mô phỏng HIL khác nhau được đề xuất: mức tín hiệu, mức công suất và mức cơ học. Một ví dụ được đưa ra cho hệ thống lực kéo của một chiếc xe tay ga điện.
Nhận dạng tín hiệu là một vấn đề phổ biến trong các ứng dụng truyền động điện. Bài báo này đề xuất việc sử dụng các phép biến đổi wavelet để trích xuất và xác định các thành phần tần số cụ thể. Ban đầu, các phép đo dòng điện từ ứng dụng điện áp / hertz không đổi được lọc bằng cách sử dụng các wavelet khác nhau và kết quả được so sánh với các phương pháp lọc thông thường. Sau đó, một phương pháp làm giảm khả năng nạp điện giả được đề xuất dựa trên các wavelet điều chỉnh mức độ phân hủy tùy thuộc vào tốc độ rôto. Cuối cùng, wavelet được sử dụng trong một sơ đồ ước tính tốc độ tiêm tần số cao và tỏ ra vượt trội hơn so với các phương pháp thông thường trong những trường hợp như vậy, trong đó thông tin hữu ích có thể ở tần số cao hơn và có các thành phần tần số không chính xác. Kết quả thực nghiệm và mô phỏng xác minh những tuyên bố này.
Hai vấn đề vẫn còn là một thách thức lớn trong việc thiết kế và ứng dụng hệ thống truyền động điện có điều khiển tiên tiến, đó là khả năng phục hồi năng lượng phanh và khả năng chạy qua của hệ thống truyền động. Ngoài các giải pháp thông thường, chẳng hạn như bộ chuyển đổi ma trận và mặt sau, cách tiếp cận dựa trên bộ chuyển đổi ổ đĩa phía trước diode thông thường được trang bị phần tử lưu trữ năng lượng được sử dụng trong một số ứng dụng, chẳng hạn như truyền động lực kéo và thang máy. Cách tiếp cận này đã được chú trọng gần đây với sự phát triển nhanh chóng của các tụ điện hai lớp điện hóa, được gọi là siêu tụ điện. Để đạt được tính linh hoạt của hệ thống và hiệu quả tốt hơn, siêu tụ điện được kết nối với biến tần thông qua bộ chuyển đổi dc-dc. Bộ chuyển đổi được điều khiển theo cách để thực hiện các mục tiêu điều khiển: điều khiển điện áp bus dc, trạng thái sạc siêu tụ điện và lọc công suất đỉnh. Trong bài báo này, chúng tôi đã thảo luận về các khía cạnh mô hình hóa và điều khiển của truyền động điện được điều khiển phục hồi bằng cách sử dụng siêu tụ điện làm thiết bị lưu trữ năng lượng và cung cấp điện khẩn cấp.
Thiết kế bộ điều khiển tốc độ cho truyền động điện không cảm biến dựa trên kỹ thuật AI: một nghiên cứu so sánh Các bộ điều khiển tốc độ dựa trên (1) mạng nơ ron truyền tiến, (2) mạng mờ thần kinh và (3) tự tổ chức Takagi – Sugeno ( TS) mô hình dựa trên quy tắc được thiết kế. Một phân tích so sánh về hành vi của ổ đĩa với ba loại bộ điều khiển tốc độ dựa trên AI này được thực hiện. Ngoài ra, một so sánh được thực hiện liên quan đến hiệu suất truyền động thu được với bộ điều khiển PI được tối ưu hóa thông thường. Một nghiên cứu mô phỏng chi tiết về một số quá độ chỉ ra rằng hiệu suất tốt nhất, về độ chính xác và độ phức tạp tính toán, được cung cấp bởi bộ điều khiển Takagi-Sugeno tự tổ chức. Các bộ điều khiển được phát triển và thử nghiệm cho nhà máy có động cơ điện một chiều được kích thích riêng biệt có tốc độ thay đổi.
Theo quan điểm của EMC, việc tích hợp hệ thống truyền động điện vào ô tô ngày nay là một thách thức lớn. Hệ thống truyền động điện là một thành phần mới bao gồm nguồn điện cao áp, bộ biến tần, động cơ điện và cáp điện cao cấp có vỏ bọc hoặc không được che chắn. Việc coi hệ thống truyền động điện mới này hoặc các bộ phận của nó như một bộ phận ô tô thông thường theo quy trình kiểm tra EMI và giới hạn phát thải sẽ dẫn đến các vấn đề về tính không tương thích đáng kể. Trong bài báo này, các vấn đề EMC liên quan đến việc tích hợp hệ thống truyền động điện vào một chiếc xe du lịch thông thường được nghiên cứu. Các thành phần của hệ thống truyền động đã được phân tích là nguồn ồn hoặc một phần của đường dẫn khớp nối trong hệ thống điện mới của ô tô. Các kết quả thu được cũng có thể được sử dụng để xác định mức ồn chấp nhận được trên thanh cái cao áp của hệ thống truyền động điện.
Giảm sóng hài Bộ chuyển đổi phía dòng có điều khiển PWM cho truyền động điện Một bộ điều chế độ rộng xung giảm sóng hài và ứng dụng của nó để điều khiển bộ chuyển đổi công suất phía dòng ba cấp cho một biến tần xoay chiều tốc độ được mô tả. Sơ đồ điều chế độ rộng xung cho bộ nghịch lưu nguồn điện áp xác định từng thời điểm chuyển mạch riêng lẻ trên cơ sở cân bằng vôn-giây được cập nhật liên tục giữa vectơ tham chiếu và vectơ trạng thái chuyển mạch thực tế. Chuỗi xung được tạo ra được hiển thị là không đồng bộ. Phổ Fourier được đặc trưng bởi sự vắng mặt của các thành phần sóng mang rời rạc biên độ cao. Giảm phát ra tiếng ồn âm thanh phát ra từ các thành phần từ tính. Kết quả thử nghiệm thu được từ một bộ chuyển đổi bóng bán dẫn hoạt động từ nguồn điện công nghiệp 660 V. Điện áp liên kết một chiều là 1200 V.
Biến tần điều chế độ rộng xung tần số cao (PWM) hai cấp truyền thống cho truyền động động cơ có một số vấn đề liên quan đến việc chuyển đổi tần số cao của chúng, tạo ra tốc độ điện áp chế độ chung và tốc độ thay đổi điện áp cao (dV / dt) đối với cuộn dây động cơ. Bộ biến tần đa cấp giải quyết những vấn đề này vì thiết bị của chúng có thể chuyển đổi ở tần số thấp hơn nhiều. Về ước lượng trạng thái trong ổ điện.Hai cấu trúc liên kết đa cấp khác nhau được xác định để sử dụng như một bộ chuyển đổi năng lượng cho các ổ đĩa điện: bộ nghịch lưu tầng với các nguồn DC riêng biệt; và một bộ chuyển đổi kẹp diode ra sau. Bộ biến tần thác nước là sự phù hợp tự nhiên cho các ổ đĩa chạy điện hoàn toàn trên ô tô lớn vì có thể có xếp hạng VA cao và vì nó sử dụng một số mức nguồn điện áp DC có sẵn từ pin hoặc tế bào nhiên liệu. Bộ chuyển đổi đi-ốt được kẹp ở phía sau là lý tưởng khi có sẵn nguồn điện áp xoay chiều, chẳng hạn như xe điện hybrid. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy tính ưu việt của hai bộ chuyển đổi nguồn này so với các ổ đĩa dựa trên PWM.
Mô tả khái niệm về bộ điều chế PWM giảm sóng hài, được áp dụng để điều khiển bộ chuyển đổi công suất phía đường dây cho truyền động điện tốc độ thay đổi. Thuật toán PWM xác định thời gian hoạt động của mỗi vectơ chuyển mạch dựa trên việc quan sát vectơ tham chiếu điện áp biến thiên theo thời gian. Vì không có tham chiếu đến tín hiệu sóng mang tần số không đổi, các mẫu xung được tạo ra trở nên không đồng bộ. Đặc tính cơ bản của phương pháp này là tạo ra phổ sóng hài bán liên tục trong đó tất cả các thành phần tần số đều có cường độ bằng nhau hoặc ít hơn. Đây là một lợi thế so với các sơ đồ điều khiển PWM dựa trên sóng mang thể hiện các thành phần sóng mang biên độ cao và dải bên trong phổ hài của chúng. Giảm sự phát ra tiếng ồn âm thanh phát ra từ cuộn cảm của bộ lọc AC.
