Om tillståndsuppskattning i elektriska enheter
Konstruktionsprinciper för glidlägesstyrning och tillämpningar för elektriska drivningar. De grundläggande koncepten, matematiken och designaspekterna för system med variabel struktur samt de med glidlägen som ett principiellt driftläge behandlas. Huvudargumenten för styrning av glidläge är orderreduktion, konstruktionsprocedur för frikoppling, avvisning av störningar, okänslighet för parametervariationer och enkel implementering med hjälp av effektomvandlare. Styralgoritmerna och databehandlingen som används i system med variabel struktur analyseras. Potentialen hos styrmetoden för glidläge demonstreras för mångsidighet hos elektriska enheter och funktionella mål för kontroll.
Elektriska drivenheter med hög effekt och/eller hög spänning. Flernivåomvandlare: (1) kan generera nära sinusformade spänningar med endast grundfrekvensomkoppling; (2) har nästan ingen elektromagnetisk interferens eller common-mode spänning; och (3) är lämpliga för elektriska drivningar med stora voltampere och höga spänningar. Kaskadväxelriktaren är en naturlig passform för stora helelektriska drivningar för bilar eftersom den använder flera nivåer av likspänningskällor, som skulle vara tillgängliga från batterier eller bränsleceller. Den back-to-back diod-klämda omvandlaren är idealisk där en växelspänningskälla är tillgänglig, till exempel i ett hybridelfordon. Simulerings- och experimentella resultat visar att dessa två omvandlare är överlägsna över tvånivås pulsbreddsmodulationsbaserade enheter. Flernivåomvandlare för stora elektriska enheter.
Sedan 1994 har University of Minnesota genomfört en efterlängtad omstrukturering av kraftelektronik och kurser i elektriska maskiner/drivsystem. Denna omstrukturering gör att digital kontroll kan integreras i första kurser, och därigenom lära eleverna vad de behöver lära sig, vilket gör dessa kurser tilltalande och ger en sömlös kontinuitet till avancerade kurser. Genom en kortfattad presentation på bara två grundkurser, motiverar denna omstrukturering studenter att ta relaterade kurser i programmerbara logiska styrenheter, mikrokontroller och digitala signalprocessorapplikationer. Om tillståndsuppskattning i elektriska enheter.Detta säkerställer en förstklassig utbildning som är meningsfull på arbetsplatsen såväl som i forskarutbildningen som leder till en forsknings- och utvecklingsinriktad karriär. Denna omstrukturering har flera komponenter. Föråldrade ämnen som slösar tid och vilseleder elever raderas. För att integrera kontroll i de första kurserna utvecklas unika tillvägagångssätt för att förmedla information mer effektivt. I den första kursen i kraftelektronik identifieras en byggsten i vanliga effektomvandlartopologier. Omstrukturering av grundkurser i kraftelektronik och elektriska drivsystem som integrerar digital styrning.
Med nästan två tredjedelar av den globala elektriciteten som förbrukas av elektriska enheter bör det inte komma som någon överraskning att deras korrekta kontroll innebär avsevärda energibesparingar. Den effektiva användningen av elektriska drivningar har också långtgående tillämpningar inom områden som fabriksautomation (robotik), rena transporter (hybrid-elektriska fordon) och förnybar (vind och sol) energiresurshantering. Advanced Electric Drives använder ett fysikbaserat tillvägagångssätt för att förklara de grundläggande koncepten för modern elektrisk drivning och dess funktion under dynamiska förhållanden. Författaren Ned Mohan, en decennier lång ledare inom utbildning och forskning inom elektriska energisystem (EES), avslöjar hur investeringar i korrekta kontroller, avancerade MATLAB- och Simulink-simuleringar och noggrann eftertanke i utformningen av energisystem leder till betydande besparingar i energi och dollar. Erbjuder eleverna ett nytt alternativ till matematiska standardbehandlingar av dq-axeltransformation av abc-faskvantiteter, avancerade elektriska enheter: analys, kontroll och modellering med MATLAB/Simulink.
Å ena sidan är en olinjär observatör utformad, medan å andra sidan hastighetstillståndet uppskattas genom att använda den smutsiga derivatan från den uppmätta positionen. Den smutsiga derivatan är en ungefärlig version av den perfekta derivatan som introducerar ett uppskattningsfel som analyseras några gånger i drivapplikationer. Av denna anledning består vårt förslag i detta arbete i att illustrera flera aspekter på prestandan hos den smutsiga derivatorn i närvaro av både modellosäkerheter och bullriga mätningar. För detta ändamål introduceras en fallstudie. Fallstudien överväger uppskattning av rotorhastigheten i en permanentmagnet-stegmotor, genom att anta att rotorns position och elektriska variabler mäts. Dessutom presenterar detta dokument kommentarer om sambandet mellan smutsiga derivatorer och observatörer, och fördelar och nackdelar med båda teknikerna anmärks också.
Statistisk metod för elektrisk maskinoptimering som används för elektriska drivningar.
En metod tillhandahålls för att välja och optimera ett elektriskt drivsystem genom att analysera kvalitetskritiska ämnen i det elektriska drivsystemet enligt Six Sigma-teorin. De kritiska ämnena för kvalitet inkluderar vikt, volym, tillförlitlighet, effektivitet och kostnad. Olika designmetoder kan utvärderas för att välja en optimal design. Designmetoderna kan inkludera elektrisk maskintyp, kylsystem, elektrisk integration och elektrisk-mekaniskt gränssnitt.
Fundamentals of Electric Drives, presenterar de grundläggande ämnena och grundläggande begrepp som ligger bakom elektriska maskiner, kraftelektronik och elektriska enheter för elektroteknikstudenter på grundnivå. Om tillståndsuppskattning i elektriska enheter.De flesta befintliga böcker om elektriska drivningar koncentrerar sig antingen på omvandlare och vågformsanalys (som ignorerar mekanisk belastningsdynamik), eller på motoregenskaper (som ger kort tid åt analys av omvandlare och styrenheter). Den här boken ger en fullständig översikt över ämnet, på rätt nivå för EE-studenter. Boken tar läsarna genom analys och design av ett komplett elektriskt drivsystem, inklusive täckning av mekaniska belastningar, motorer, omvandlare, avkänning och styrenheter. Förutom att fungera som en text, fungerar den här boken som en användbar och praktisk referens för professionella elmotoringenjörer.
Hardware-in-the-loop-simulering är idag en standardmetod för att testa elektronisk utrustning inom fordonsindustrin. Eftersom elektriska enheter och kraftelektronik är allt viktigare i biltillämpningar, måste dessa typer av system integreras i simuleringen av hårdvara i slingan. Effektomvandlare och elektriska drivsystem används i många olika applikationer i fordon idag (hybrid elektrisk eller elektrisk drivlina, elektriska styrsystem, DC-DC omvandlare, etc.). Det breda utbudet av applikationer, topologier och effektnivåer resulterar i olika tillvägagångssätt och lösningar för hårdvara-i-slingan-testning. Den här artikeln ger en översikt över simulering av hårdvara-i-slingan av kraftelektronik och elektriska enheter inom fordonsindustrin. Den för närvarande tillgängliga tekniken beskrivs och framtida utmaningar beskrivs.
Noggrann mätning av effektförluster i högeffektiva enheter är svår. Mätstandarder för industriella omvandlare och kompletta elektriska drivenheter, inklusive både motorer och omriktare, kommer snart att träda i kraft, och mätmetoder för dessa enheter bör inkluderas. I den kalorimetriska metoden mäts effektförlusterna direkt. De tidigare presenterade kalorimetrarna är dock huvudsakligen skräddarsydda system, och därför har de vanligtvis mycket komplicerade konstruktioner. Följaktligen är deras tillämpbarhet vid utvärdering av allmänna elektriska drivningar begränsad.Om tillståndsuppskattning i elektriska enheter. Ett funktionellt kalorimetrisk mätkoncept föreslås i denna studie för effektförluster upp till 2 kW. En sådan effektförlust kan appliceras med dagens effektelektroniska omvandlare upp till 110 kW. Konstruktionen av konceptet är enkel och lätt. Det kräver inte en komplex struktur eller ett stort område på mätplatsen. Konceptet är skalbart och duplicerbart för olika storlekar. Olika enheter med olika kablar kan mätas utan problem. Kalorimetriskt koncept för mätning av effektförluster upp till 2 kW i elektriska drivningar.
Aux Boiler SIM 321 Digital Input 6ES7 321 -1BL00 - 2AA0 1
Aux Boiler SIM 321 Digital Input 32 CH 6ES7 321 -1BL00 - 0AA0 1
Aux Boiler SIM 321 Digital Input 16 CH 6ES7 321 -1BH02 - 0AA0 1
Aux Boiler SIM 322 Digital Output 32 CH 6ES7 322 -1BL00 - 0AA0 1
Aux Boiler SIM 322 Digital Output 16 CH 6ES7 322 -1BH01 - 0AA0 1
Aux Boiler SIM 331 Analog Input 8-Channel 24V 13Bit 6ES7 331 - 1KF01- 0AB0 1
Aux Boiler SIM 331 Analog Input 8 CH 6ES7 331 - 7KF02 - 0AB0 1
Aux Boiler SIM 331 Analog Input 8 CH 6ES7 331 - 7HF01 - 0AB0 2
Aux Boiler SIM 332 Analog Output 8 CH 6ES7 332 - 5HF00 - 0AB0 1
Aux Boiler SIM 332 Analog Output 4 CH 6ES7 332 - 5HD01 - 0AB0 1
Moderna jordbruksmaskiner måste prestera på det mest effektiva sättet. Ofta är de redan utrustade med elektroniska styrsystem. Drivningarna av dagens jordbruksredskap är huvudsakligen mekaniska eller hydrauliska. Den senaste utvecklingen och förbättringarna av elektriska drivningar stärker deras användbarhet i jordbruksmaskiner. Minskad bränsleförbrukning till följd av hög effektivitet och de automatiserade arbetsprocedurerna är av visst intresse. När det gäller systemarkitektur kan så kallade agro-hybrid-strukturer härledas från bilhybrid-system. De måste definieras och väljas i samband med den funktionalitet som krävs. Några grundläggande resultat från en undersökning bland österrikiska redskaps- och maskintillverkare om intresset för elektriska drivningar och potentialen kommer att presenteras.
Elektriskt drivsystem med flera förarenheter är en huvudform av transmissionsstyrning. Elektrisk synkronkörning är ofta huvudproblemet för systemet. Den grundläggande principen för synkron kontroll och tre typer av synkrona kontrollmetoder presenteras i den här artikeln, och deras egenskaper diskuteras i detalj.
Modellerna presenteras i ekvivalent kretsform för att bevara identiteten för olinjära parametrar. Kretsarna, betecknade som Γ eller invers Γ-form, är enklare än den konventionella T-formkretsen. Deras parametrar bestäms lätt från terminalmätningar. De största effekterna av magnetisk olinjäritet ingår i modellerna på ett sätt som är mer exakt än det som vanligtvis erhålls med de konventionella T-formkretsarna. Modellering av tidsövertoner diskuteras också.
Olika typer av Hardware-In-the-Loop-simulering för elektriska enheter 。Hardware-in-the-loop (HIL)-simuleringar används mer och mer för att bedöma prestanda hos elektriska enheter. Mjukvarusimuleringar leder till att utveckla kontroll av det studerade systemet. I detta fall antas i allmänhet många förenklingar minska beräkningstiden. Innan en realtidsimplementering av kontrollen kan HIL-simuleringar vara ett mycket användbart mellansteg. Således introduceras en hårdvaruenhet i slingan för att ta hänsyn till dess verkliga begränsningar. I denna artikel föreslås tre olika typer av HIL-simulering: signalnivå, effektnivå och mekanisk nivå. Ett exempel ges för dragsystemet för en elektrisk skoter.
Signalidentifiering är ett vanligt problem i elektriska drivtillämpningar. Detta dokument föreslår användningen av wavelet-transformer för att extrahera och identifiera specifika frekvenskomponenter. Inledningsvis filtreras strömmätningar från en konstant spänning/hertz-applikation med olika wavelets och resultaten jämförs med konventionella filtreringsmetoder. En pseudoadaptiv denoising-metod föreslås sedan baserad på wavelets som justerar nedbrytningsnivån beroende på rotorhastigheten. Slutligen används wavelets i ett schema för uppskattning av högfrekvent injektionshastighet och har visat sig vara överlägsna konventionella metoder i sådana fall, där den användbara informationen kan ha högre frekvens och ha oprecisa frekvenskomponenter. Experimentella och simulerade resultat bekräftar dessa påståenden.
Två frågor är fortfarande en stor utmaning vid design och tillämpning av avancerade kontrollerade elektriska drivningar, nämligen återvinning av bromsenergin och drivsystemets genomkörningsförmåga. Förutom de vanliga lösningarna, såsom back-to-back och matrisomvandlare, används ett tillvägagångssätt baserat på den vanliga diod-front-end-drive-omvandlaren utrustad med ett energilagringselement i vissa applikationer, såsom driv- och lyftdrift. Detta tillvägagångssätt har kommit i fokus nyligen med den snabba utvecklingen av elektrokemiska dubbelskiktskondensatorer, så kallade ultrakondensatorer. För att uppnå systemflexibilitet och bättre effektivitet ansluts ultrakondensatorn till frekvensomriktaren via en DC-DC-omvandlare. Omvandlaren styrs på ett sådant sätt att den uppfyller styrmålen: styrning av DC-bussspänningen, ultrakondensatorns laddningstillstånd och toppeffektfiltrering. I det här dokumentet har vi diskuterat modellerings- och kontrollaspekterna av den regenerativt styrda elektriska drivningen som använder ultrakondensatorn som energilagrings- och nödströmförsörjningsenhet.
Design av hastighetsregulatorn för sensorlösa elektriska drivningar baserad på AI-teknik: en jämförande studie Hastighetsregulatorerna baserade på (1) feed-forward neuralt nätverk, (2) neuro-fuzzy nätverk och (3) självorganiserande Takagi–Sugeno ( TS) regelbaserad modell utformas. En jämförande analys av körbeteendet med dessa tre typer av AI-baserade hastighetsregulatorer utförs. Dessutom görs en jämförelse med avseende på drivprestanda som erhålls med en konventionell optimerad PI-regulator. En detaljerad simuleringsstudie av ett antal transienter indikerar att den bästa prestandan, när det gäller noggrannhet och beräkningskomplexitet, erbjuds av den självorganiserande Takagi–Sugeno-styrenheten. Regulatorerna är utvecklade och testade för en anläggning som består av en separat likströmsmotor med variabel hastighet.
Ur EMC-synpunkt är integrationen av elektriska drivsystem i dagens bilar en stor utmaning. Det elektriska drivsystemet är en ny komponent som består av en högspänningsströmkälla, en frekvensomformare, en elmotor och skärmade eller oskärmade högeffektkablar. Att behandla detta nya elektriska drivsystem eller dess komponenter som en konventionell fordonskomponent i termer av EMI-testprocedurer och utsläppsgränser skulle leda till betydande inkompatibilitetsproblem. I detta dokument undersöks EMC-frågorna relaterade till integrationen av ett elektriskt drivsystem i en konventionell personbil. Komponenterna i drivsystemet har analyserats som antingen bullerkällor eller en del av kopplingsvägen i bilens nya elsystem. De erhållna resultaten kan också användas för att bestämma de acceptabla brusnivåerna på en högspänningsbuss i ett elektriskt drivsystem.
Reducerade övertoner PWM-styrd linjesideomvandlare för elektriska frekvensomriktare En pulsbreddsmodulator med reducerad överton och dess tillämpning för styrning av en trenivåomvandlare på nätsidan för en varvtalsvariabel frekvensomriktare beskrivs. Pulsbreddsmoduleringsschemat för spänningskällans växelriktare bestämmer varje enskilt kopplingsögonblick på basis av en kontinuerligt uppdaterad volt-sekundbalans mellan referensvektorn och den faktiska kopplingstillståndsvektorn. Den genererade pulssekvensen visas vara asynkron. Fourierspektra kännetecknas av frånvaron av diskreta bärarkomponenter med hög amplitud. Emissionen av akustiskt brus som utstrålas från magnetiska komponenter reduceras. Experimentella resultat har erhållits från en transistoromvandlare som drivs från 660 V industriell strömförsörjning. DC-länkspänningen är 1200 V.
Traditionella växelriktare för högfrekvenspulsbreddsmodulering (PWM) med två nivåer för motordrifter har flera problem förknippade med deras högfrekvensomkoppling som producerar common-mode spänning och högspänningsförändringar (dV/dt) till motorlindningarna. Flernivåväxelriktare löser dessa problem eftersom deras enheter kan växla med en mycket lägre frekvens. Om tillståndsuppskattning i elektriska enheter.Två olika multilevel-topologier har identifierats för användning som en effektomvandlare för elektriska enheter: en kaskadväxelriktare med separata DC-källor; och en back-to-back diod-klämd omvandlare. Kaskadväxelriktaren är en naturlig passform för stora helelektriska drivningar för bilar på grund av de höga VA-värden som är möjliga och eftersom den använder flera nivåer av likspänningskällor som skulle vara tillgängliga från batterier eller bränsleceller. Den back-to-back diod-klämda omvandlaren är idealisk där en växelspänningskälla är tillgänglig, såsom ett hybridelfordon. Simulerings- och experimentresultat visar överlägsenheten hos dessa två effektomvandlare jämfört med PWM-baserade enheter.
Konceptet för en PWM-modulator med reducerade övertoner, som tillämpas för styrning av en effektomvandlare på linjesidan för elektriska drivenheter med variabel hastighet, beskrivs. PWM-algoritmen bestämmer varaktigheten i tillståndet för varje omkopplingsvektor baserat på observationen av den tidsvariabla spänningsreferensvektorn. Eftersom det inte görs någon hänvisning till en bärvågssignal med konstant frekvens, blir de genererade pulsmönstren asynkrona. Det är den väsentliga egenskapen hos denna metod att producera ett kvasikontinuerligt övertonsspektrum där alla frekvenskomponenter har mer eller mindre lika storheter. Detta är en fördel jämfört med bärvågsbaserade PWM-kontrollscheman som uppvisar bärvågs- och sidobandskomponenter med hög amplitud i sina övertonsspektra. Emissionen av akustiskt brus som utstrålas från AC-filtrets induktor reduceras.
