Mehanički dizajn trofaznog indukcijskog elektromotora.
Nepobitno je da klimatski uvjeti u svijetu doživljavaju značajan pad kvalitete gdje zrak oko naših domova, uključujući Jakartu, više nije izvediv gdje ima puno opasnih čestica 2.5 u zraku koji svakodnevno udišemo. Ne samo klima, velika potražnja za prerađenom naftom poput benzina i dizela uzrokuje uvoz Indonezije gdje 2018. ima 393,000 barela dnevno. Naravno, proračun utrošen za podmirenje potreba za gorivom nije mali i neće se smanjivati sljedećih nekoliko godina, s obzirom da su se smanjile i zalihe nafte u Indoneziji. Na temelju ovih problema, Universitas Indonesia se zalaže za izgradnju ekološki prihvatljivog prijevoza, nazvanog Electric Bus. Ovaj električni autobus ima glavni pokretač u obliku 3-faznog indukcijskog motora. Autor ovog rada provodi istraživanje kako bi izgradio dizajn elektromotora koji se koristi na autobusu, tako da motor može proizvoditi performanse u skladu s projektnim specifikacijama.
Pogoni s višefaznim indukcijskim motorom (MIM) s polfaznom modulacijom (PPM) prikladni su za primjenu električnih vozila (EV) iz razloga, kao što je rad s konstantnom snagom s visokom učinkovitošću u proširenom rasponu brzine i momenta i visoke pouzdanosti. Korištenjem pol-fazne modulacije, u ovom radu predlaže se 45-fazni pogon s kaveznim indukcijskim motorom (IM) s omjerima brzine 1:3:5:9:15 za EV aplikacije. Predloženi 45-fazni IM pogon s 90 utora statora može raditi na pet različitih kombinacija polova i faza, tj. 45-fazni 2-polni, 15-fazni 6-polni, 9-fazni 10-polni, 5-fazni 18 -polni i 3-fazni 30-polni. Gornjih pet kombinacija čini ovaj MIM pogon prikladnim za EV aplikacije, što eliminira mehanički sustav prijenosa u konvencionalnom EV. To može biti od pomoći za uštedu veličine i težine vozila. Ovaj MIM pogon nudi veliki zakretni moment za pokretanje ubrzanja i uspona pri malim brzinama i pruža veliku snagu za krstarenje srednjim i velikim brzinama, što je analogno tipičnom IC motoru s pet stupnjeva prijenosa.
Raspravlja se o problemu rada trofaznog asinkronog motora spojenog na jednofazni sustav napajanja pomoću dva pretvarača. Posebna je pozornost usmjerena na početni moment i minimalne zahtjeve za neuravnoteženost za različite nazivne snage motora. Ovdje se predlaže novi pristup, koji se tiče izračuna početnih i radnih veličina pretvarača, kako bi se omogućilo pokretanje motora pod uvjetima punog opterećenja uz minimalne faktore neuravnoteženosti. Ove veličine su također modelirane kao funkcije snage motora, sa širokim rasponom primjene. Uvedena je i modelirana metoda određivanja trenutka uključivanja prvih veličina pretvarača. Provedena je numerička primjena prijedloga na različitim asinkronim motorima kako bi se ispitala njegova valjanost. Rezultati dokazuju razuman minimalni faktor neuravnoteženosti od 5.8 posto tijekom normalnih uvjeta rada. Oni također pokazuju da je dovoljan početni moment najmanje jednak punom opterećenju.
Metoda uključuje korištenje blok komutacije i rad elektromotora tako da je kut komutacije manji od 180 stupnjeva i veći od 120 stupnjeva. Definiran je prirodni broj uzastopnih stanja jednakog trajanja u svakom od kojih dvije ili tri faze (P1-P3) imaju fazni napon različit od nule. Trajanje stanja se izvodi iz brzine motora i broja polova. Neovisni zahtjev je također uključen za sljedeće: 3-fazni elektromotor bez četkica.
Višefazni elektromotor koji uključuje kućište, stator montiran na kućište, rotor koji je rotirajući montiran u odnosu na stator, i sustav senzora položaja koji je konfiguriran i postavljen za izlaz signala koji predstavlja položaj rotora u odnosu na stator. Sustav za otkrivanje položaja uključuje rotirajući element postavljen u odnosu na rotor i mnoštvo digitalnih senzora postavljenih u odnosu na rotirajući dio. Najmanje dva od mnoštva digitalnih senzora su konfigurirana i postavljena da generiraju kvadraturni izlazni signal. Mnoštvo digitalnih senzora je konfigurirano i raspoređeno da osjeti diskretne dijelove rotirajućeg elementa za detekciju položaja rotora u odnosu na stator.
Predložena metoda temelji se na izdvajanju veličina i faza sadržaja visokofrekventnog podpojasa (HFSB) prisutnih u komponentama d−q osi struja statora (id i iq) u asinkronom motoru. Željene veličine i faze ekstrahiraju se obradom id i iq korištenjem faznih okvira koji se realiziraju moduliranom filtarskom bankom. Ova banka filtera dizajnirana je pomoću šest digitalnih visokopropusnih filtara, čiji su koeficijenti određeni biortogonalnim funkcijama fazeletne baze. Ekstrahirani HFSB sadržaj pruža informacije o potpisu koje mogu ponuditi točno i brzo otkrivanje kvarova. Metoda detekcije električnih kvarova temeljena na fazama pretvorena je u proceduru za digitalnu implementaciju. Učinkovitost predložene metode ocjenjuje se izvan mreže za prikupljene struje statora iz dva različita pogona asinkronog motora u različitim radnim uvjetima. Rezultati izvanmrežnog testiranja pokazuju točno, pouzdano i brzo otkrivanje električnih kvarova, uz manju osjetljivost.
Opisuje prenapon uzrokovan odspajanjem velikog broja opterećenja motora na distribucijskom vodu s kondenzatorima za korekciju faktora snage tijekom otvorene faze dalekovoda. Fenomene prenapona proučavaju se terenskim ispitivanjem, analizom stacionarnog stanja i analizom prijelaza. Eksperimentalni rezultati pokazuju da napon na 6.6 kV distribucijskom vodu s otvorenim 22 kV dalekovodom iznosi 1.7 po jedinici. Prenapone uzrokuju dvije vrste rezonancije. Jedna je rezonancija linearnog kruga između kondenzatora koji ispravljaju faktor snage i sekundarne bočne impedancije motora. Razlika između pozitivnih i negativnih komponenti impedancije stvara rezonanciju. Druga je rezonancija nelinearnog kruga između kondenzatora koji ispravljaju faktor snage i zasićenih reaktancija transformatora.
Ovaj modul se sastoji od nekontroliranog ispravljačkog kruga, strujnog pretvarača i trofaznog inverterskog kruga kao pogonskog trofaznog indukcijskog motora. Modul je izvor mreže povezan trofaznim ispravljačkim krugom upravlja svojim trofaznim varijabilnim izlazom od do 200 Vdc. Zatim se DC izlazni ispravljački krug spoji na strujni krug pretvarača, tako da izlaz DC koristi kao ulaz trofaznog pretvarača koji rezultira naponom do 100 Vac. Izlazni napon pretvarača za pokretanje trofaznog indukcijskog motora. Tehnika preklapanja se koristi za aktiviranje MOSFET-a pretvarača je PWM (Pulse Width Modulated) naponski preklopni način sa 180 vodljivosti. Generiranje PWM signala kontrolira se preko mikrokontrolera ATmega 8535.
Ovaj rad modelira dva tipa 3-faznih BLDC motora, jedan ima Y-vezni tip, a drugi neovisni tip, te prikazuje njihovu simulaciju, uspoređuje njihove karakteristike. Kao rezultat simulacije, fazni napon nezavisnog 3-faznog BLDC motora veći je od trofaznog BLDC motora Y-veze. Kada su otpor i induktivnost statora stabilni, visoki fazni napon uzrokuje povećanje maksimalne fazne struje, a njezino povećanje serijski uzrokuje povećanje maksimalnog momenta. Također je utvrđeno da je pulsiranje struje nezavisnog faznog BLDC motora smanjeno kontroliranjem fazne struje neovisnog BLDC motora.
U uvjetima male brzine, predlaže se metoda praćenja i procjene položaja rotora u stvarnom vremenu temeljena na PLL tehnologiji, koja se koristi za rješavanje problema točnosti detekcije upravljačkog sustava sinkronog motora s permanentnim magnetom (PMSM) za električna vozila. Analizirani su principi upravljanja visokofrekventnim fluktuacijama signala i uspostavljen je matematički model trofaznog PMSM pod procijenjenim sinkronim rotirajućim referentnim okvirom rotora. Analiziraju se osnovni principi fazno zaključane petlje (PLL). Na temelju fazno zaključane petlje dizajnirana je i analizirana metoda procjene položaja rotora. Na kraju je postavljen simulacijski model sustava upravljanja bez senzora i izveden je simulacijski eksperiment. Rezultati simulacijskog eksperimenta pokazuju da upravljanje bez senzora na temelju PLL-a može postići točne položaje rotora i izvrsnu sposobnost upravljanja. Stoga je metoda procjene položaja rotora temeljena na PLL-u idealna metoda za upravljanje pogonskim motorom električnog vozila bez senzora.
Izum se odnosi na elektromotor za rad pretvarača snage s izbornim, višefaznim namotom statora koji je podijeljen na slične, m-fazne sustave djelomičnih namota i spojen je na sveukupno paralelno spojenih grana premosnog pretvornika am. dc strana. Moguće je odabrati namot statora s relativno malo sklopnih kontakata jer su sustavi djelomičnih namota galvanski odvojeni i raspoređeni u fiksni zvjezdasti ili poligonalni niz pri čemu se, za promjenu namota, može spojiti barem jedna priključna točka svakog djelomičnog sustava. dijametralno suprotnu spojnu točku, s gledišta faznog položaja, drugog djelomičnog sustava preko zasebne sklopne komponente.
Sustav elektromotora uključuje kućište motora i jezgru statora smještenu unutar kućišta motora. Jezgra statora uključuje stražnji željezni izmjenjivač topline za propuštanje tekućine kroz nju. Ulaz za tekućinu nalazi se na prvom dijelu a stražnjeg željeznog izmjenjivača topline koji je barem djelomično u fluidnoj komunikaciji s tekućim izvorom rashladnog sredstva i konfiguriran je da prihvaća rashladnu smjesu. Izlaz tekućine nalazi se na drugom dijelu stražnjeg željeznog izmjenjivača topline za ispuštanje rashladnog sredstva plina iz stražnjeg željeznog izmjenjivača topline tako da se tekućina za hlađenje može pretvoriti u plinsko rashladno sredstvo u stražnjem željeznom izmjenjivaču topline primanjem energije iz jezgre statora što omogućuje rashladna tekućina plina izlazi kroz izlaz i time uklanja toplinu iz jezgre statora.
Višefazni elektromotor koji uključuje kućište, stator montiran na kućište, rotor koji je rotirajući montiran u odnosu na stator, i sustav senzora položaja koji je konfiguriran i postavljen za izlaz signala koji predstavlja položaj rotora u odnosu na stator. Sustav za otkrivanje položaja uključuje rotirajući element postavljen u odnosu na rotor i mnoštvo digitalnih senzora postavljenih u odnosu na rotirajući dio. Najmanje dva od mnoštva digitalnih senzora su konfigurirana i postavljena da generiraju kvadraturni izlazni signal. Mnoštvo digitalnih senzora je konfigurirano i raspoređeno da osjeti diskretne dijelove rotirajućeg elementa za detekciju položaja rotora u odnosu na stator.
Početni krug za jednofazne elektromotore koji uključuje i split-phase i kondenzatorske startne motore uključuje poluprovodnički prekidač kontroliran vratima koji je serijski spojen na početni namot motora. Ispravljeni referentni impulsi iz impulsnog transformatora generiraju se za uključivanje prvog tranzistora kako bi se osigurala struja zatvaranja za poluprovodnički prekidač. U početku, kada je motor pod naponom pri nultom broju okretaja, impulsi se primaju na prekidač nakon što struja startnog namota prođe kroz nultu razinu struje kako bi sklopio sklopku za provođenje svakog poluciklusa i aktivirao početni namot, međutim kako se motor ubrzava, impulsi se primaju sve ranije i ranije u odnosu na nulti prelaz struje startnog namota sve dok se pri odabranoj brzini impulsi ne primaju na prekidaču prije nulte križanja struje startnog namota, što rezultira time da sklopka više nije vodljiva. Kada se to dogodi, napon na prekidaču postaje visok.
Metoda za upravljanje jednofaznim ili polifaznim elektromotorom upravljanim pretvaračem napona/frekvencije procjenjuje fazni pomak između EMF-a i BEMF-a putem odstupanja između nulte prelaska fazne struje i napona proizvedenog unutarnjom indukcijom i ponovno prilagođava frekvenciju pretvarača u skladu s tim. Mjerenje intrinzične indukcije vrši se u križanju nule strujnih tokova pridružene faze, pri čemu se tijekom mjerenja faza odvaja od opskrbne mreže.
Upravljački krug elektromotora, posebno za motor s podijeljenom fazom, u kojem je otpornik s pozitivnim temperaturnim koeficijentom umetnut u krug početnog namota kako bi se u osnovi uklonio početni namot iz kruga nakon što se motor pokrenuo, dok je temperaturno osjetljiv prekidač osiguran u seriji s motorom za isključivanje motora kada je preopterećen. Element otpornika s pozitivnim temperaturnim koeficijentom ima pridružen temperaturno osjetljiv element koji sprječava aktiviranje temperaturno osjetljivog prekidača u zatvoreni položaj iz otvorenog položaja kad god je element otpornika iznad unaprijed određene temperature.
Mali dvofazni motor s prvim i drugim zavojnicama polja od kojih svaki surađuje s dugim, tankim cilindričnim rotorom. Rotor je opskrbljen samo jednim parom neupadljivih polova rotora i ima omjer duljine i promjera koji je povoljno najmanje oko 2.5. Sklop polova statora je u odnosu magnetskog toka s rotorom i uključuje prvi i drugi skup istaknutih polova statora koji surađuju s prvim i drugim zavojnicama polja. U svakom setu nalaze se samo dva istaknuta statorska pola, a statorski polovi su kutno razmaknuti za približno devedeset električnih stupnjeva. U nekim izvedbama jedan od polova statora u prvom setu i jedan od polova statora u drugom setu protežu se u suprotnim smjerovima paralelno s osi rotora od jednog cjevastog elementa koji čini dio sklopa stupa.
Metoda upravljanja za trofazni DC motor bez četkica. Napon induciran rotacijom rotora može se uzorkovati na prvoj očekivanoj vrijednosti prijelaza nule kako bi se dobila prva uzorkovana vrijednost napona. Može se izračunati prosjek većeg broja uzorkovanih vrijednosti napona, uključujući vrijednosti napona uzorkovane na više prethodnih očekivanih vrijednosti prijelaza nule i prvu uzorkovanu vrijednost napona. Prva uzorkovana vrijednost napona može se oduzeti od izračunatog prosjeka kako bi se proizvela greška pri križanju delta nule. Radni ciklus pulsno-širinske modulacije može se podesiti na temelju greške prelaska nule delta. Radni ciklus pulsno-širinske modulacije može se koristiti za kontrolu brzine rotacije rotora.
Osim osnovnih karakteristika kao što su mala veličina, mala težina i jednostavno održavanje, motor električnog vozila (EV) mora posjedovati karakteristike koje omogućuju proizvodnju visokog okretnog momenta pri maloj brzini i ostvarivanje širokog raspona rad s konstantnom snagom u području velike brzine. U pokušaju daljnjeg poboljšanja svojstava rada s konstantnom snagom indukcijskog motora (IM), ovaj rad predlaže šestfaznu promjenu polova IM (šestofazni PCIM). Šestofazni PCIM dodatno proširuje raspon rada konstantne snage bez povećanja volumena i struje IM-a. Kako bi se razjasnili osnovni princip i karakteristike momenta šestfaznog PCIM-a, prvo će se ispitati njegov način namota i raspodjela mmf. Zatim, uspostavom metode izračuna performansi temeljene na metodi kvazisinusoidnih valova, pokazat će se izvedivost visoko preciznog izračuna performansi dovoljnog za stvarnu upotrebu. Nadalje, pojašnjavanjem karakteristika maksimalnog momenta kroz eksperiment.
Prijelazni naponi sa strmim prednjim dijelovima, generirani prethodnim uvjetima u prekidačima i kontaktorima pri zatvaranju, proizvode jaka međunaponska izolacijska naprezanja u namotima stroja. Opisan je računalni program koji simulira proizvodnju prijelaznih prijelaznih pojava. Simulacija se temelji na potpunom prikazu trofaznog sustava, uključujući sabirnice, sklopni uređaj, kabel i namot motora. Složena interakcija između sustava i sklopnog uređaja, kao i interakcija između tri pola sklopnog uređaja, u potpunosti se uzima u obzir. U proračunima je korištena metoda rješenja temeljena na Fourierovoj transformaciji i korištenje kombinacije generatora napona i struje za simulaciju sklopnih radnji.
Unutarnji motor s trajnim magnetom (FT–IPM) s pet faza u kotaču otporan na kvar uključuje prednosti visoke učinkovitosti, velike gustoće snage i visoke pouzdanosti, prikladan za električna vozila (EV). Predlaže se nova korektivna strategija kontrole inverzne neuronske mreže (NNI) kako bi se postigla operacija nakon kvara. U ovoj shemi, NN se koristi za aproksimaciju inverznog modela FT–IPM motora. S ovim NNI sustavom i originalnim motornim pogonom u kombinaciji, može se dobiti pseudolinearni složeni sustav. Simulacija pokazuje da predložena strategija upravljanja dovodi do izvrsnih performansi upravljanja u neispravnom načinu rada i nudi dobru robusnost protiv poremećaja opterećenja.
Električni krug štiti elektromotor istosmjerne struje od preopterećenja. Krug ima stator s trajnim magnetom, rotor koji preuzima pogonsku struju preko komutatora, povratnu diodu i precizni otpornik. Precizni otpornik je u seriji s povratnom diodom. Napon distribucije (Uv) se primjenjuje između povratne diode i preciznog otpornika, preko prekidača za napajanje između jedne od elektroda prekidača napajanja i čvorne točke. Upravljačka elektroda prekidača napajanja spojena je na izlaz komparatora. Prvi ulaz komparatora spojen je na čvornu točku, a drugi ulaz je povezan s odašiljačem vrijednosti praga. Veza između prve elektrode, distribucijskog napona i čvorne točke prekida se iznad unaprijed određene granične vrijednosti i obnavlja se kada napon padne ispod vrijednosti nižeg praga.
Ovdje je opisan ventil za gas za motor s unutarnjim izgaranjem; ventil za gas je opremljen sa: trofaznim elektromotorom bez četkica koji ima tri statorska namota i tri senzora kutnog položaja dizajnirana za određivanje kutnog položaja rotora elektromotora; sjedište ventila; okretni disk element ili leptir, koji zahvaća sjedište ventila i montiran je na osovinu tako da se može rotirati oko osi rotacije kako bi se okrenuo između položaja otvaranja i položaja zatvaranja sjedala ventila pod pritiskom elektromotora; prijenosnik zupčanika za spajanje elektromotora na osovinu elementa diska; i elektroničku upravljačku jedinicu dizajniranu za pogon elektromotora prema logici upravljanja s povratnom spregom koristeći kao povratnu veličinu kutni položaj elementa diska oko osi rotacije, mjeren pomoću tri senzora kutnog položaja integrirana u elektromotor.
Predviđena je metoda za otkrivanje nedovoljne ili nedostajuće fazne struje u sinkronom motoru s permanentnim magnetom, a uključuje određivanje kompozitnog vektorskog položaja kombinirane trofazne fazne struje u odnosu na stacionarni dio motora i dodjeljivanje sektora motoru položaj. Metoda uključuje uspoređivanje fazne struje s kalibriranom strujom praga koja odgovara sektoru i izvršavanje odgovora kada je apsolutna vrijednost manja od praga. Vozilo uključuje uređaj za pohranu energije (ESD), motor/generator konfiguriran kao sinkroni motor s permanentnim magnetom, inverter napona i sabirnicu za provođenje istosmjerne struje od ESD-a do pretvarača. Regulator detektira nedovoljnu faznu struju, određuje položaj vektora struje trofazne izmjenične struje, dodjeljuje sektor položaju i izvršava odgovor kada je apsolutna vrijednost fazne struje manja od kalibriranog praga.
Električni motor s trajnim podijeljenim kondenzatorom konstruiran je korištenjem postojećih komponenti poznatog dizajna motora sa zasjenjenim polovima kako bi se smanjili troškovi inženjeringa, alata, inventara i drugih troškova proizvodnje novog motora i, potencijalno, poznatog dizajna kroz ekonomiku razmjera. Izmjene poznatog motora uglavnom uključuju različite krugove namota i dodavanje kondenzatora. Novi motor se može preokrenuti pomoću jednog kruga prekidača.
