درایو الکتریکی موتورهای تراکشن و مترو
محور پژوهش
ماشین‌آلات و تجهیزات پیشرفته
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی مکانیک
حوزه پژوهش
خودروهای برقی و هیبرید
عنوان
درایو الکتریکی موتورهای تراکشن و مترو هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه: در خودروهای برقی و هیبریدی از موتورهای الکتریکی کششی جهت تأمین نیروی پیشران استفاده می‌شود. موتورهای کششی به دلیل ویژگیهای خاصی نظیر گشتاور بالا، نسبت نقطه ماکزیمم به نقطه نامی بالا، توزیع حرارتی متفاوت با موتورهای صنعتی می باشد. جهت تأمین نیروی لازم برای موتورها و کنترل عملکرد آنها نیاز به درایو کششی به عنوان محرکه میباشد. با توجه به ویژگیهای بیان شده برای موتورهای کششی، درایوهای کششی نیز علاوه بر کارکردهای عمومی یک درایو مشابه صنعتی دارای عملکردهای خاصی جهت کنترل مطلوب موتورهای کششی می‌باشند. با توجه به استقاده چند منظوره از این نوع درایوها که تامین آنرا از خارج کشور مشکل می کند، طراحی و سااخت درایو کششی با توان 200 کیلو وات در دستور کار این پروژه قرار گرفته است. این پروژه با حمایت معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و با حمایت شرکت تام لوکوموتیو آریا انجام شده است. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها درایو کششی یک اینورتر سه فاز جهت درایو موتورهای القایی ومغناطیس دائم تا محدوده توان 200 کیلووات می باشد. این خانواده محصول، محدوده ولتاژ 200 تا 800 ولت و تا مقدار ماکزیمم جریان 420 A(rms)را پوشش می‌دهد. هسته کنترلی مورد استفاده در این محصولات از نوع کنترل بُرداری می‌باشد. کنترلر علاوه بر انجام کارهای جانبی جهت حفاظت درایو و موتور در برابر دمای بالا، جریان زیاد، ولتاژ بسیار بالا و یا بسیار پایین، دارای توابع خاصی جهت کنترل عملکرد موتور کششی نظیر مدیریت اضافه توان موتور، مد کاهش توان (Limp home mode) و فرکانس سوئیچینگ متغیر می‌باشد. همچنین سیستم کنترل این محصول از پروتکل ارتباطی CAN جهت برقراری یک ارتباط مطمئن با سایر کنترلرهای موجود در خودرو، استفاده می‌کند. درایو کششی به طور مشخص از سه لایه سیستم کنترل، الکترونیک قدرت و مجموعه بدنه و سیستم خنک‌کاری تشکیل شده است. سیستم کنترل شامل برد ورودی - خروجی و برد میکروکنترلر می‌باشد. برد ورودی-خروجی وظیفه‌ی دریافت، آماده‌سازی و ارسال سیگنال‌ها از لایه الکترونیک قدرت به برد میکروکنترلر و بالعکس را بر عهده دارد. برد میکروکنترلر نیز با دریافت سیگنال‌های لایه قدرت از طریق برد ورودی - خروجی و فرامین لازم از طریق پروتکل ارتباطی CAN از سمت کنترلر خودرو، سیگنال‌های مناسب جهت تحریک سوئیچ ها را تولید می‌کند. مجموعه الکترونیک قدرت شامل سوئیچ‌ها، برد واسط، برد درایور، سنسورهای جریان و ولتاژ و خازن‌های لینک DC می‌باشد. مجموعه درایو داخل جعبه طراحی شده مطابق با IP67‌ قرار می‌گیرد. داخل این جعبه، مجموعه سوئیچ‌ها بر روی واحد خنک‌کاری قرار گرفته و عمل خنک‌کاری از طریق آب در این سیستم انجام می‌شود. قابل استفاده برای موتورهای القایی و مغناطیس دائم با کاربرد کششی و صنعتی قابلیت تنظیم پارامتر برای رنجهای مختلف موتورهای کششی و صنعتی کارکرد برای رنج ولتاژ، جریان و توان بالا استاندارد IP67 در برابر رطوبت و آلودگی اجرای الگوریتم کنترلی برداری استفاده از الگوریتم سوئیچینگ SVM اجرای توابع خاص برای کاربردهای ترکشن الگوریتم فرکانس سوئیچینگ متغیر بازدهی بالا در نقاط مختلف کاری تشخیص خطای مختلف نظیر خطای دما، ولتاژ، جریان و ... حفاظت در برابر رخداد خطاهای مختلف ایجاد گشتاور راه اندازی بالا مانیتورینگ دمای پیوندی سوئیچها امکان ذخیره تمامی اطلاعات مجموعه درایو به وسیله نرمافزار مانیتورینگ تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط: درایو الکتریکی موتورهای تراکشن و مترو نمونه اول


نمونه اول