Μοντελοποίηση τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα για εφαρµογές ηλεκτρικού αυτοκινήτου

 

Η εργασία αυτή διερευνά τη συµπεριφορά του ασύγχρονου τριφασικού επαγωγικού κινητήρα, όταν αυτός τροφοδοτείται από µή ηµιτονικές πηγές, όπως ένας αντιστροφέας. Ο κινητήρας ο οποίος διερευνήθηκε προορίζεται για την κατασκευή ενός υβριδικού θερµικού - ηλεκτρικού αυτοκινήτου, στο οποίο συµµετέχουν το ΕΜΠ και η ∆ΕΗ. Σκοπός ήταν η ανάλυση των λειτουργικών χαρακτηριστικών του κινητήρα και ο ποροσδιορισµός ισοδυνάµου κυκλώµατος, το οποίο να αναπαριστά τον κινητήρα.


Στο πρώτο κεφάλαιο αναφερθήκαµε στα χαρακτηριστικά του ηλεκτροκινητήρα, τις περιπτώσεις στις οποίες προτιµάται η ηλεκτρική κίνηση, αλλά και τα µειονεκτήµατα που παρουσιάζει. Επίσης αναφερθήκαµε στα βασικά χαρακτηριστικά ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου και προτιµήσαµε να σχολιάσουµε µερικά ήδη υλοποιηµένα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και να τονίσουµε τεχνικά 99
χαρακτηριστικά και λύσεις που έδωσαν διάφορες ερευνητικές οµάδες, αντί για αναδροµή στην εξέλιξη του ηλεκτρικού αυτοκινήτου.
Το δεύτερο κεφάλαιο εστιάζει στις µεθόδους ανάλυσης του υπό εξέταση ασύγχρονου τριφασικού κινητήρα. Εδώ ασχολούµαστε µε τα ισοδύναµα κυκλώµατα του τριφασικού επαγωγικού κινητήρα καθώς και τις εξισώσεις που τα διέπουν. Στη συνέχεια αναφερόµαστε σε διάφορες τεχνικές ελέγχου αυτού του κινητήρα καθώς και στην καταλληλότητά τους για εφαρµογές ηλεκτρικού αυτοκινήτου.


Το τρίτο κεφάλαιο είναι το πειραµατικό µέρος της εργασίας αυτής και αφορά τη διαδικασία που ακολουθήσαµε για τον προσδιορισµό των παραµέτρων ισοδυνάµου κυκλώµατος αλλά και την ανάλυση των λειτουργικών χαρακτηριστικών, βάσει των εργαστηριακών µετρήσεων.

Το τέταρτο κεφάλαιο αφορά την αξιοπιστία του µοντέλου του µετατροπέα και του ηλεκτροκινητήρα που προσδιορίστηκε στο τρίτο κεφάλαιο. Εξετάζονται τα θέµατα της ενεργειακής απόδοσης, της διαχείρισης ενέργειας και της ελαχιστοποίησης των απωλειών.


Τέλος στο παρόν κεφάλαιο παρουσιάζονται συγκεντρωµένα τα συµπεράσµατα της εργασίας, ως εξής :


Προσέγγιση του κινητήρα µε τη βοήθεια του κλασσικού ισοδυνάµου κυκλώµατος :


1. Το κλασσικό ισοδύναµο κύκλωµα παρουσιάζει ατέλειες στην αναπαράσταση του κινητήρα όταν τροφοδοτείται από αντιστροφέα, και γιαυτό η βελτίωση στην ακρίβεια των αποτελεσµάτων απαιτεί την αναζήτηση καλύτερων τοπολογιών ισοδυνάµου κυκλώµατος.
2. Οι αποκλίσεις δεν εµφανίζουν συστηµατική συµπεριφορά (άλλοτε υποεκτιµάται και άλλοτε υπερεκτιµάται το ρεύµα ανάλογα µε τη φόρτιση)
3. Οι παρατηρούµενες αποκλίσεις επιτρέπουν τη χρήση του κλασσικού ισοδυνάµου κυκλώµατος για την ποιοτική ανάλυση της διάταξης.

4. Καθώς αυξάνεται η θεµελιώδης συχνότητα, παρατηρείται όλο και µεγαλύτερη είσοδος αρµονικών υψηλής τάξης.

5. Υποεκτιµάται το ρεύµα της διακοπτικής συχνότητας.

Βελτιστοποίηση απωλειών κινητήρα :

1. Η λειτουργία του κινητήρα σε χσαµηλά φορτία, µε ταυτόχρονη ελαχιστοποίηση των απωλειών του, απαιτεί την κατάλληλη προσαρµογή του λόγου V/f.Συµπεράσµατα–περίληψηεργασίας

2. Η ταυτόχρονη εκτίµηση των απωλειών του αντιστροφέα µε αυτές του κινητήρα είναι αναγκαία για την βαλτιστοποίηση των απωλειών της διάταξης.