Ανάπτυξη Δυναμικού Μοντέλου Κινητήρα Μονίμων Μαγνητών Για Εφαρμογή Ηλεκτροκίνησης

Abstract

Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την ανάπτυξη ενός δυναμικού μοντέλου τριφασικού ηλεκτρικού κινητήρα μονίμων μαγνητών κατάλληλου για εφαρμογή σε ηλεκτρικό όχημα. Ο υπό μελέτη κινητήρας ισχύος 150W σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε για το ερευνητικό όχημα ‘Προμηθέας’ το οποίο συμμετείχε στον ευρωπαϊκό διαγωνισμό πρότυπων μονοθέσιων οχημάτων εξοικονόμησης ενέργειας. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε βιβλιογραφική διερεύνηση των δυνατοτήτων, των περιορισμών και των επιλογών που υπάρχουν αναφορικά με τη χρήση ηλεκτρικών κινητήρων σε οχήματα. Μετά από μία σύντομη παρουσίαση του ηλεκτροκίνητου οχήματος ως εφαρμογή, ακολουθεί η ανάλυση του κινητήρα μονίμων μαγνητών ως βασικού υποσυστήματός του και κεντρικού αντικειμένου μελέτης αυτής της εργασίας. Παρουσιάζονται τα συνήθη προτεινόμενα μαθηματικά μοντέλα αναπαράστασης μηχανών μονίμων μαγνητών και αιτιολογείται η επιλογή ανάπτυξης δυναμικού μοντέλου σε τριφασικό πλαίσιο (a,b,c) συνιστωσών που επιτρέπει την θεώρηση των αρμονικών που προκαλούν στην ΗΕΔ οι μόνιμοι μαγνήτες και είναι σημαντική για τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Ακολουθεί η παρουσίαση των πειραματικών αποτελεσμάτων και αναλύεται ο προσδιορισμός των παραμέτρων του κινητήρα που χρησιμοποιήθηκαν κατά την ανάπτυξη του μοντέλου. Στη συνέχεια ακολουθεί η κατασκευή του δυναμικού μοντέλου σε ειδικό λογισμικό Η/Υ κατάλληλο για δυναμική προσομοίωση συστημάτων. Παρουσιάζονται τα δομικά στοιχεία του μοντέλου που σε συνεργασία μεταξύ τους προσομοιώνουν την κατάσταση λειτουργίας του κινητήρα μονίμων μαγνητών. Τέλος συγκρίνονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης με τα πειραματικά για να διαπιστωθεί η ακρίβεια του μοντέλου.