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 с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».