📄Работа №209261
Тема: Разработка и исследование системы управления тяговым электродвигателем электроболида с учётом регламента «Формула студент»
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Электротехника
Объем:
75 листов
Год:
2021
Просмотров:
28
4750
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 7
1.1 Формула студент 7
1.2 Регламент 9
1.3 Проблема экологии 12
1.4 Актуальность 14
2 ЭЛЕКТРОПРИВОД 19
2.1. Теория двигателя 20
2.2 Теория инвертора 24
2.3 Исследование инвертора 30
2.4. Методы управления BLDC мотором 36
2.5 Сравнительный анализ ПУМ и ВУ 38
3 ВЫБОР КОНФИГУРАЦИИ 45
3.1 Трансмиссия 45
3.2 Структурная схема электропривода 51
3.3 Контроллер двигателя 52
3.4 Система электрического дифференциала 58
3.5 Блок управления двигателем 61
3.6 Датчик угла поворота рулевого колеса 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
ПРИЛОЖЕНИЕ А 73
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 7
1.1 Формула студент 7
1.2 Регламент 9
1.3 Проблема экологии 12
1.4 Актуальность 14
2 ЭЛЕКТРОПРИВОД 19
2.1. Теория двигателя 20
2.2 Теория инвертора 24
2.3 Исследование инвертора 30
2.4. Методы управления BLDC мотором 36
2.5 Сравнительный анализ ПУМ и ВУ 38
3 ВЫБОР КОНФИГУРАЦИИ 45
3.1 Трансмиссия 45
3.2 Структурная схема электропривода 51
3.3 Контроллер двигателя 52
3.4 Система электрического дифференциала 58
3.5 Блок управления двигателем 61
3.6 Датчик угла поворота рулевого колеса 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
ПРИЛОЖЕНИЕ А 73
📖 Аннотация
В данной работе представлена разработка и исследование системы управления тяговым электродвигателем для гоночного электроболида, создаваемого в рамках международного инженерного образовательного проекта «Формула студент». Актуальность исследования обусловлена глобальным трендом на электрификацию транспорта как ответа на экологические проблемы, а также необходимостью подготовки высококвалифицированных инженерных кадров через решение практических задач в условиях жесткого технического регламента соревнований. Основным результатом является обоснованный выбор синхронного двигателя с постоянными магнитами и разработка для него системы управления на основе метода прямого управления моментом (ПУМ), который был выбран в результате сравнительного анализа с векторным управлением благодаря преимуществам в динамике, что критически важно для гоночного автомобиля. Научная значимость работы заключается в адаптации и применении современных методов управления электроприводом к специфическим требованиям автоспорта, а практическая – в создании функционального узла для реального гоночного болида команды ЮУрГУ. В ходе исследования был проведен анализ существующих решений, включая работы, представленные в регламентах SAE International и на ресурсах, посвященных «Формуле студент», а также изучены современные тенденции рынка электромобилей и экологические аспекты транспорта.
📖 Введение
Рост количества автомобилей непрерывно увеличивается. С этим и увеличиваются выбросы вредных веществ в атмосферу от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Усугубляется это тем, что в отличие от предприятий, которые находят на окраине городов, в промышленных зонах, автомобили находятся в местах, с густым населением людей. Это создает экологические проблемы.
Решить проблему загрязнения окружающей среды автомобилями можно при полном отказе от использования в автомобилях двигателей внутреннего сгорания. Одним из вариантов замены двигателя внутреннего сгорания является электродвигатель. Электромобили не производят вредных веществ и имеют более высокий КПД. Основным источником энергии электромобиля является электрохимический аккумулятор.
Резкий переход западных стран на электромобили создает актуальность работы в этом направлении. Также в образовательных организациях идет развитие данной тематики. Формула студент - это международный образовательный проект, основанный SAE (Сообщество автомобильных инженеров). Цель проекта - формирование инженерного мышления у студентов и воспитание специалистов, готовых к решению боевых творческих задач.
Командой ЮУрГУ ведется работа, связана с проектом «Формула Студент». Целью работы команды является создание гоночного электроболида и поездка с ним на международные соревнования.
Цель - разработать систему управления электроприводом электроболида.
Задачи:
1) Проанализировать существующие решения;
2) Выбрать трансмиссию;
3) Разработать структурную схему;
4) Выбрать контроллер двигателя;
5) Выбрать блок управления электроприводом;
6) Исследовать систему управления;
7) Разработать принципиальную схему.
Объект - электроболид.
Предмет - система управления электроприводом.
Решить проблему загрязнения окружающей среды автомобилями можно при полном отказе от использования в автомобилях двигателей внутреннего сгорания. Одним из вариантов замены двигателя внутреннего сгорания является электродвигатель. Электромобили не производят вредных веществ и имеют более высокий КПД. Основным источником энергии электромобиля является электрохимический аккумулятор.
Резкий переход западных стран на электромобили создает актуальность работы в этом направлении. Также в образовательных организациях идет развитие данной тематики. Формула студент - это международный образовательный проект, основанный SAE (Сообщество автомобильных инженеров). Цель проекта - формирование инженерного мышления у студентов и воспитание специалистов, готовых к решению боевых творческих задач.
Командой ЮУрГУ ведется работа, связана с проектом «Формула Студент». Целью работы команды является создание гоночного электроболида и поездка с ним на международные соревнования.
Цель - разработать систему управления электроприводом электроболида.
Задачи:
1) Проанализировать существующие решения;
2) Выбрать трансмиссию;
3) Разработать структурную схему;
4) Выбрать контроллер двигателя;
5) Выбрать блок управления электроприводом;
6) Исследовать систему управления;
7) Разработать принципиальную схему.
Объект - электроболид.
Предмет - система управления электроприводом.
✅ Заключение
Проблемы экологии создают предпосылки к переходу на более экологичный вид транспорта, поскольку на территории населенных пунктов основная часть загрязнений воздуха исходит от автомобилей. Электромобили относятся к категории транспортных средств, которые не загрязняют окружающую среду. В настоящее время все автопроизводители переходят на производство электромобилей. Анализ научных публикаций по проблеме электромобилей показал рост исследований за последние годы, что говорит об актуальности данной темы. Также в этом направлении развивается и образование. В соревнованиях «Формула студент электро» принимают участие все больше и больше стран.
В качестве тягового двигателя был выбран синхронный двигатель с постоянными магнитами. Двигатель имеет 3 датчика положения ротора. Управление этим двигателем заключается в своевременном переключении питания обмоток в зависимости от положения вала двигателя. Система управления таким двигателем представляет собой управляемый инвертор напряжения. От сигнала задания зависит частота напряжения на выходе инвертора и, соответственно, скорость вращения электродвигателя, которая пропорциональна частоте создаваемого вращающегося магнитного поля. Были рассмотрены методы управления синхронным электродвигателем с постоянными магнитами. Самими распространенными являются система векторного управления и система прямого управления моментом. Для электроболида более подходящей является система прямого управления моментом, поскольку имеет лучшие динамические характеристики.
Выбрана концепция электропривода с двумя двигателями и задним приводом. Разработана структурная схема электропривода. Выбран контроллер двигателя и блок управления двигателем. Рассмотрен вопрос электрического дифференциалаи выбран датчик угла положения рулевого колеса. Разработана принципиальная схема электропривода электроболида.
В качестве тягового двигателя был выбран синхронный двигатель с постоянными магнитами. Двигатель имеет 3 датчика положения ротора. Управление этим двигателем заключается в своевременном переключении питания обмоток в зависимости от положения вала двигателя. Система управления таким двигателем представляет собой управляемый инвертор напряжения. От сигнала задания зависит частота напряжения на выходе инвертора и, соответственно, скорость вращения электродвигателя, которая пропорциональна частоте создаваемого вращающегося магнитного поля. Были рассмотрены методы управления синхронным электродвигателем с постоянными магнитами. Самими распространенными являются система векторного управления и система прямого управления моментом. Для электроболида более подходящей является система прямого управления моментом, поскольку имеет лучшие динамические характеристики.
Выбрана концепция электропривода с двумя двигателями и задним приводом. Разработана структурная схема электропривода. Выбран контроллер двигателя и блок управления двигателем. Рассмотрен вопрос электрического дифференциалаи выбран датчик угла положения рулевого колеса. Разработана принципиальная схема электропривода электроболида.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.