Наблюдатель тягового электромагнитного момента на валу тягового электродвигателя

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В настоящее время всё больше ужесточаются требования к энергоэффективности транспортных машин, что связано со снижением затрат на их эксплуатацию. Энергоэффективность особенно актуальная для них, т.к. самым прямым образом влияет на ключевое свойство — дальность хода. Поэтому необходимо управлять электрическими двигателями таким образом, чтобы обеспечивать максимальный коэффициент сцепления с опорным основанием, исключая проскальзывание движителя, а также организовать режимы работы агрегатов и переход от режима к режиму соответствующему максимуму КПД. В этом случае для эффективного управления необходимо оперативно определять электромагнитный момент на валу электродвигателя и момент сопротивления на колесе для генерации соответствующих управляющих и корректирующих воздействий.

Цель работы ― разработка теоретических основ и закона оценки электромагнитного момента на валу тягового электродвигателя транспортных машин для эффективного управления тяговым электрическим приводом и его диагностики.

Материалы и методы. Моделирование наблюдателя электромагнитного момента на валу тягового электродвигателя выполнено в программном комплексе Matlab Simulink.

Результаты. В статье приводятся теоретические основы построения закона оптимальной оценки электромагнитного момента на валу тягового электродвигателя транспортных машин для эффективного управления тяговым электрическим приводом, его диагностики, а также результаты моделирования закона оценки электромагнитного момента на валу тягового электродвигателя в Matlab Simulink.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в возможности использования предложенного наблюдателя при разработке системы управления и диагностики тягового привода транспортных машин.

Об авторах

Александр Владимирович Климов

Инновационный центр КАМАЗ; Московский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: klimmanen@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5351-3622
SPIN-код: 7637-3104
Scopus Author ID: 57218166154

кандидат техн. наук, руководитель службы электрифицированных автомобилей, доцент Перспективной инженерной школы электротранспорта

Россия, 107023, Москва, ул. Большая Семёновская, д. 38; Москва

Список литературы

  1. Андрющенко В.А. Теория систем автоматического управления: Учебное пособие. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1990.
  2. Алиев Ф.А., Ларин В.Б., Науменко К.И. и др. Оптимизация линейных инвариантных во времени систем управления. Киев: Наукова думка, 1978.
  3. Иванов В.А., Фалдин Ф.В. Теория оптимальных систем автоматического управления. М.: Наука, 1981.
  4. Келлер А., Сергеевский Ю.Н. Прямое измерение момента в электроприводе // Труды VIII международной (XIX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2014. Саранск, 07–09 октября 2014 г. Саранск, 2014. C. 58–62.
  5. Smolin V., Topolskaya I., Gladyshev S. Energy Method for Torque Control of a Synchronous Traction Motor // SAE Technical. 2018. P. 2018-01-0766. doi: 10.4271/2018-01-0766
  6. Smolin V.I., Topolskaya I.G., Volovich G.I. The energy method for monitoring the instantaneous state and the information of a synchronous motor control variables // 2016 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Chelyabinsk: IEEE, 2016. doi: 10.1109/ICIEAM.2016.7911509
  7. Шульга Р.Н. К вопросу определения электромагнитного момента на валу тягового асинхронного двигателя // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2022. № 7.
  8. Анучин А.С. Системы управления электроприводов: учебник для вузов. М.: Изд. дом МЭИ, 2013.
  9. Горелов В.В., Жилейкин М.М., Ловцов А.Н., и др. Закон управления с функцией систем активной безопасности для электромеханических трансмиссий многоосных колесных машин // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2013. № 9. С. 56–66.
  10. Афанасьев Б.А., Белоусов Б.Н., Жеглов Л.Ф. и др. Проектирование полноприводных колесных машин: Учебник для вузов; В 3 т. М.: МГТУ имени Н.Э.Баумана, 2008. Т. 3.
  11. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1989.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Векторная диаграмма электродвигателя: α, β ― неподвижная декартова система координат; d, q ― вращающаяся система координат; Is ― вектор тока статора; Rs ― активное сопротивление статора; Us ― вектор напряжения статора; ω ― угловая скорость вращения поля; Ψf ― потокосцепление, создаваемое постоянным магнитом; E ― вектор электромагнитной индукции; Isq, Isd ― проекции вектора тока статора на оси d, q соответственно; Lsq, Lsd ― проекции вектора индуктивности статора на оси d, q соответственно; φ ― угол между осью q и вектором Is; j ― мнимая единица. α β

Скачать (61KB)
3. Рис. 2. Общий вид транспортного средства (а) и схема привода (б).

Скачать (115KB)
4. Рис. 3. Имитационная модель движения транспортного средства в Matlab Simulink.

Скачать (184KB)
5. Рис. 4. Реализация наблюдателя электромагнитного момента в Matlab Simulink.

Скачать (66KB)
6. Рис. 5. Реализация мгновенного электрического момента Mt(t) для СДПМ: 1 ― модельное значение электрического момента; 2 ― оценка электрического момента.

Скачать (107KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).