Σχεδίαση και κατασκευή μετατροπέα για διανυσματικό έλεγχο Σύγχρονης Μηχανής Μονίμων Μαγνητών

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρεί αφενός τη μελέτη του ελέγχου του συστήματος οδήγησης πρότυπου ηλεκτρικού οχήματος και αφετέρου την αξιολόγηση της απόδοσής του σύμφωνα με πειραματικές μετρήσεις μετά το σχεδιασμό και την κατασκευή του. Το σύστημα κίνησης σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε με στόχο τη συμμετοχή του οχήματος στον πανευρωπαϊκό διαγωνισμό εξοικονόμησης ενέργειας Shell Eco Marathon στην κατηγορία των αποκλειστικά ηλεκτρικών πρότυπων μονοθέσιων οχημάτων. Για τον σκοπό αυτόν, μετά την ανάλυση των υποσυστημάτων από τα οποία αποτελείται το σύστημα ηλεκτρικής κίνησης αναπτύσσονται τα μοντέλα τους, ώστε να προσομοιωθεί το πραγματικό σύστημα σε μόνιμη και μεταβατική κατάσταση. Αρχικά, παρουσιάζεται η δομή των συστημάτων ηλεκτρικής κίνησης οχημάτων και οι βασικές συνιστώσες τους. Στη συνέχεια, περιγράφονται οι συνιστώσες του κυκλώματος ισχύος του κινητηρίου συστήματος που υλοποιήθηκε για τις ανάγκες του διαγωνισμού. Αφού αιτιολογηθεί η επιλογή του τύπου της μηχανής ως μηχανή μονίμων μαγνητών, γίνεται εκτενής αναφορά στο δυναμικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε κατά τη διάρκεια των προσομοιώσεων. Ο τριφασικός αντιστροφέας πηγής τάσης είναι το είδος του μετατροπέα που υπαγορεύεται από τις απαιτήσεις της εφαρμογής. Ακολουθεί η μοντελοποίηση του κινητηρίου συστήματος, ώστε να προσομοιωθεί η συμπεριφορά του, χρησιμοποιώντας τη μεθοδολογία διανυσματικού ελέγχου για ημιτονική διαμόρφωση παλμών. Τέλος, παραθέτονται οι αποκρίσεις των μεγεθών του κινητηρίου συστήματος και αποτιμάται η ορθότητα του δυναμικού μοντέλου που χρησιμοποιήθηκε.