Μελέτη και κατασκευή κυκλώματος οδήγησης σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη για μικρό ηλεκτροκίνητο όχημα
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και την ανάλυση της μεθοδολογίας οδήγησης ενός σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη (PMSM), με εφαρμογή σε μικρά ηλεκτροκίνητα οχήματα. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2015
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/8982 |
| id |
nemertes-10889-8982 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Σύγχρονες μηχανές μόνιμου μαγνήτη Τεχνική DTC Permanent magnet synchronous motors DTC technique 621.46 |
| spellingShingle |
Σύγχρονες μηχανές μόνιμου μαγνήτη Τεχνική DTC Permanent magnet synchronous motors DTC technique 621.46 Σιάγκρης-Λέκκος, Αλέξης Μελέτη και κατασκευή κυκλώματος οδήγησης σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη για μικρό ηλεκτροκίνητο όχημα |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και την ανάλυση της μεθοδολογίας οδήγησης ενός σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη (PMSM), με εφαρμογή σε μικρά ηλεκτροκίνητα οχήματα. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών.
Σκοπός είναι η ανάπτυξη της τεχνικής ελέγχου ενός τριφασικού αντιστροφέα ισχύος, ο οποίος παρεμβάλλεται και ελέγχει τη ροή ισχύος μεταξύ των ηλεκτρικών συσσωρευτών και του ηλεκτρικού κινητήρα. Η τεχνική ελέγχου πρέπει είναι ακριβής και να οδηγεί σε καλή δυναμική απόκριση ώστε να ανταποκρίνεται στις γρήγορες μεταβολές που συνεπάγεται η λειτουργία ενός ηλεκτρικού οχήματος.
Αρχικά, γίνεται μια ιστορική αναδρομή στην ηλεκτροκίνηση, παρατίθενται οι θεμελιώδεις έννοιες του μαγνητικού πεδίου καθώς και τα είδη κινητήρων μόνιμου μαγνήτη και τα χαρακτηριστικά τους.
Στη συνέχεια, αναλύεται η μεθοδολογία ελέγχου που χρησιμοποιήθηκε για την οδήγηση του ηλεκτρικού κινητήρα. Η λειτουργία του συστήματος προσομοιώθηκε μέσω του προγράμματος Matlab/Simulink. Παρά το γεγονός ότι η αρχική τεχνική ελέγχου που επιλέχθηκε αποδείχτηκε αρκετά αποδοτική στη μόνιμη κατάσταση, εμφάνισε προβλήματα κατά τη διαδικασία εκκίνησης του κινητήρα. Έτσι, επιλέχθηκε τελικά μια παραλλαγή της τεχνικής αυτής, η οποία, σύμφωνα με την προσομοίωση, παρουσιάζει πολύ καλή συμπεριφορά τόσο κατά την εκκίνηση όσο και κατά τη μόνιμη κατάσταση λειτουργίας. Τα αποτελέσματα προσομοίωσης παρατίθενται και γίνεται η σύγκριση μεταξύ των δύο τεχνικών ελέγχου.
Το επόμενο βήμα είναι μια σύντομη περιγραφή του μικροελεγκτή που χρησιμοποιήθηκε, των μονάδων του που αξιοποιήθηκαν και επεξηγείται η λογική του προγράμματος ελέγχου.
Τέλος, παρουσιάζεται η διάταξη στην οποία αποφασίστηκε να υλοποιηθεί η εργαστηριακή δοκιμή της μεθόδου που επιλέχθηκε και να συγκριθούν τα αποτελέσματα της προσομοίωσης με τα πειραματικά αποτελέσματα. Ακολουθούν τα συμπεράσματα της μελέτης και οι προοπτικές για μελλοντική εργασία. |
| author2 |
Τατάκης, Εμμανουήλ |
| author_facet |
Τατάκης, Εμμανουήλ Σιάγκρης-Λέκκος, Αλέξης |
| format |
Thesis |
| author |
Σιάγκρης-Λέκκος, Αλέξης |
| author_sort |
Σιάγκρης-Λέκκος, Αλέξης |
| title |
Μελέτη και κατασκευή κυκλώματος οδήγησης σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη για μικρό ηλεκτροκίνητο όχημα |
| title_short |
Μελέτη και κατασκευή κυκλώματος οδήγησης σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη για μικρό ηλεκτροκίνητο όχημα |
| title_full |
Μελέτη και κατασκευή κυκλώματος οδήγησης σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη για μικρό ηλεκτροκίνητο όχημα |
| title_fullStr |
Μελέτη και κατασκευή κυκλώματος οδήγησης σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη για μικρό ηλεκτροκίνητο όχημα |
| title_full_unstemmed |
Μελέτη και κατασκευή κυκλώματος οδήγησης σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη για μικρό ηλεκτροκίνητο όχημα |
| title_sort |
μελέτη και κατασκευή κυκλώματος οδήγησης σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη για μικρό ηλεκτροκίνητο όχημα |
| publishDate |
2015 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/8982 |
| work_keys_str_mv |
AT siankrēslekkosalexēs meletēkaikataskeuēkyklōmatosodēgēsēssynchronoukinētēramonimoumagnētēgiamikroēlektrokinētoochēma |
| _version_ |
1771297330863013888 |
| spelling |
nemertes-10889-89822022-09-05T20:42:13Z Μελέτη και κατασκευή κυκλώματος οδήγησης σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη για μικρό ηλεκτροκίνητο όχημα Σιάγκρης-Λέκκος, Αλέξης Τατάκης, Εμμανουήλ Τατάκης, Εμμανουήλ Μητρονίκας, Επαμεινώνδας Siagkris-Lekkos, Alexis Σύγχρονες μηχανές μόνιμου μαγνήτη Τεχνική DTC Permanent magnet synchronous motors DTC technique 621.46 Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και την ανάλυση της μεθοδολογίας οδήγησης ενός σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη (PMSM), με εφαρμογή σε μικρά ηλεκτροκίνητα οχήματα. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός είναι η ανάπτυξη της τεχνικής ελέγχου ενός τριφασικού αντιστροφέα ισχύος, ο οποίος παρεμβάλλεται και ελέγχει τη ροή ισχύος μεταξύ των ηλεκτρικών συσσωρευτών και του ηλεκτρικού κινητήρα. Η τεχνική ελέγχου πρέπει είναι ακριβής και να οδηγεί σε καλή δυναμική απόκριση ώστε να ανταποκρίνεται στις γρήγορες μεταβολές που συνεπάγεται η λειτουργία ενός ηλεκτρικού οχήματος. Αρχικά, γίνεται μια ιστορική αναδρομή στην ηλεκτροκίνηση, παρατίθενται οι θεμελιώδεις έννοιες του μαγνητικού πεδίου καθώς και τα είδη κινητήρων μόνιμου μαγνήτη και τα χαρακτηριστικά τους. Στη συνέχεια, αναλύεται η μεθοδολογία ελέγχου που χρησιμοποιήθηκε για την οδήγηση του ηλεκτρικού κινητήρα. Η λειτουργία του συστήματος προσομοιώθηκε μέσω του προγράμματος Matlab/Simulink. Παρά το γεγονός ότι η αρχική τεχνική ελέγχου που επιλέχθηκε αποδείχτηκε αρκετά αποδοτική στη μόνιμη κατάσταση, εμφάνισε προβλήματα κατά τη διαδικασία εκκίνησης του κινητήρα. Έτσι, επιλέχθηκε τελικά μια παραλλαγή της τεχνικής αυτής, η οποία, σύμφωνα με την προσομοίωση, παρουσιάζει πολύ καλή συμπεριφορά τόσο κατά την εκκίνηση όσο και κατά τη μόνιμη κατάσταση λειτουργίας. Τα αποτελέσματα προσομοίωσης παρατίθενται και γίνεται η σύγκριση μεταξύ των δύο τεχνικών ελέγχου. Το επόμενο βήμα είναι μια σύντομη περιγραφή του μικροελεγκτή που χρησιμοποιήθηκε, των μονάδων του που αξιοποιήθηκαν και επεξηγείται η λογική του προγράμματος ελέγχου. Τέλος, παρουσιάζεται η διάταξη στην οποία αποφασίστηκε να υλοποιηθεί η εργαστηριακή δοκιμή της μεθόδου που επιλέχθηκε και να συγκριθούν τα αποτελέσματα της προσομοίωσης με τα πειραματικά αποτελέσματα. Ακολουθούν τα συμπεράσματα της μελέτης και οι προοπτικές για μελλοντική εργασία. This diploma thesis deals with the study and the analysis of the control technique of a Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), with application to small electric vehicles. This thesis was conducted in the Electromechanical Energy Conversion Laboratory of the Department of Electrical and Computer Engineering, at the University of Patras, Greece. The main purpose of this thesis is the development of the control technique of a three-phase power inverter, which is interposed and controls the power flow between the batteries and the electric motor. This technique needs to be accurate and lead to good dynamic response, so that it is able to respond well to the quick changes of the operation of an electric vehicle. Initially, a historic retrospect in electric cars is being carried out, the fundamental notions of the magnetic field are mentioned, as well as the types of permanent magnet motors and their characteristics. Subsequently, the control methodology, which was used for the drive of the electric motor, is analysed. The operation of the system was simulated in Matlab/Simulink. Despite the fact that the initial control technique which was selected was proved quite effective in steady state, there were problems during the starting of the motor. Therefore, a variation of the initial control technique was selected which, according to the simulation, has been proven to be very performant both during the starting and during the steady-state operation of the motor. The simulation results are presented and the comparison between the two control techniques is carried out. The next step is a short description of the microcontroller which was used and its modules that were used. Moreover, the programming logic of the microcontroller is explained. Finally, the hardware, on which the control methodology was decided to be tested in order to compare the simulation with the experimental results, is presented. The outcomes of this study and the prospects for future work are also presented. 2015-12-14T09:25:36Z 2015-12-14T09:25:36Z 2015-07-10 Thesis http://hdl.handle.net/10889/8982 gr 0 application/pdf |
