| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί ένα από τα δύο υποσυστήματα ενός συνολικού συστήματος εξομοιωτή του ηλεκτρικού κινητήριου συστήματος και πραγματεύεται το σχεδιασμό και την κατασκευή μιας διάταξης φόρτισης του ηλεκτροκινητήρα ενός ηλεκτρικού οχήματος. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Το υποσύστημα του εξομοιωτή που αφορά το σύστημα κίνησης του ηλεκτροκινητήρα πραγματοποιήθηκε σε άλλη διπλωματική εργασία από τον φοιτητή κ. Δημήτρη Ξύστρα.
Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάλυση και κατασκευή ενός αμφίδρομου μετατροπέα ισχύος σταθερής τάσης για τον έλεγχο μιας μηχανής συνεχούς ρεύματος ξένης διέγερσης, η οποία συνδέεται μέσω ενός λόγου μετάδοσης με τον ηλεκτροκινητήρα ηλεκτρικού οχήματος. Κύριος στόχος είναι η πλήρη εξομοίωση των φορτίων που ασκούνται στον κινητήρα του οχήματος, όταν αυτό κινείται, ανάλογα με την κλίση του δρόμου και τη ταχύτητα του οχήματος.
Αρχικά γίνεται μια σύντομη ιστορική ανασκόπηση στην εξέλιξη των ηλεκτρικών οχημάτων, ενώ παρουσιάζεται ο γενικός σκοπός της διπλωματικής εργασίας. Αναλύονται οι δυνάμεις που ασκούνται στους τροχούς ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου κατά την κίνησή του και γίνεται συσχέτιση των δυνάμεων με την ροπή της μηχανής συνεχούς ρεύματος.
Στη συνέχεια περιγράφεται η λειτουργία του αμφίδρομου μετατροπέα ισχύος δύο κλάδων και για τις τρείς διατάξεις λειτουργίας τόσο στην κατάσταση συνεχούς λειτουργίας όσο και στην κατάσταση μη συνεχούς λειτουργίας, καθώς και οι μέθοδοι ελέγχου που χρησιμοποιήθηκαν.
Το επόμενο βήμα είναι η προσομοίωση του συνολικού συστήματος φόρτισης, με τη χρήση του λογισμικού προγράμματος Simulink της MATLAB, για την εξακρίβωση της ορθής λειτουργίας. Έμφαση δίνεται σε προβλήματα που προκύπτουν από τον έλεγχο σε αυτούς τους μετατροπείς αλλά και τρόποι με τους οποίους αντιμετωπίστηκαν.
Ακολουθεί, ο σχεδιασμός της διάταξη, η οποία αποτελείται από τρείς πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος, καθώς και το λογισμικό που αναπτύχθηκε για τη παλμοδότηση του μετατροπέα. Στις πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος περιλαμβάνεται το κύκλωμα ισχύος του μετατροπέα, η πλακέτα του κυκλώματος οδήγησης παλμών με τη χρήση του μικροελεγκτή STM32F429ZI, η οποία είναι έτοιμη, και η πλακέτα αναλογικού ελέγχου. Παράλληλα έγινε η επιλογή των κατάλληλων στοιχείων και αναλύεται πλήρως ο τρόπος χρήσης του μικροελεγκτή στη συγκεκριμένη διάταξη.
Τέλος, κατασκευάζεται στο εργαστήριο ο μετατροπέας, με τη βοήθεια του οποίου πραγματοποιούνται πειραματικές μετρήσεις για την αξιολόγηση της θεωρητικής ανάλυσης καθώς και η λειτουργία των
μεθόδων ελέγχου που χρησιμοποιήθηκαν. Το συνολικό σύστημα τίθεται σε λειτουργία με συνδυασμό των δύο διπλωματικών εργασιών και μελετάται η ορθή λειτουργία φόρτισης του ηλεκτροκινητήρα.
|
|---|
