Оптимізація режимів роботи електротехнічного комплексу електромобіля з електроприводом постійного струму

Abstract

Дисертаційну роботу присвячено оптимізації режимів роботи електротехнічного комплексу електромобіля з тяговими електродвигунами постійного струму з послідовним збудженням за критерієм мінімуму витрат енергії акумуляторної батареї з метою збільшення запасів ходу електромобіля від одного заряду акумуляторної батареї. Синтезовані математичні моделі оптимального руху горизонтальним відрізком дороги, на спуск та на підйом як нормально завантаженого, так і недозавантаженого електромобіля. Розроблено метод ідентифікації цих математичних моделей та обчислювальний метод його реалізації. Розв’язана обернена задача, в результаті якої стає можливим формування оптимального струму в якорі тягового електродвигуна за будь-якої швидкості електромобіля, обумовленої їздою в міських транспортних потоках та обмеженнями, створюваними знаками дорожнього руху. Розроблена система керування електротехнічним комплексом електромобіля, придатна для реалізації законів оптимального руху як шляхом створення такого струму якоря тягового електродвигуна, який забезпечує оптимальну швидкість електромобіля, так і шляхом створення оптимального струму якоря за будь-якої швидкості електромобіля. Запропоновані базові моделі динаміки гібридного електромобіля, тягова установка якого окрім системи електропривода містить в собі ще й двигун внутрішнього згорання, який може бути виключеним, може працювати на спільний вал разом з системою електропривода, або може створювати тягове зусилля самостійно в разі відключення з якоїсь причини системи електропривода. Синтезовані математичні моделі оптимального за критерієм мінімуму витрат електроенергії та пального руху гібридного електромобіля з тягою лише від двигуна внутрішнього згорання та з тягою, створюваною одночасно двигуном внутрішнього згорання і системою електропривода, працюючими на спільний вал. Запропонована методика та структури імітаційних моделей для перевірки адекватності синтезованих математични

Диссертационная работа посвящена оптимизации режимов работы электротехнического комплекса электромобиля з тяговыми электродвигателями постоянного тока с последовательным возбуджением по критерию минимума использования энергии аккумуляторной батареи с целью увеличения запасов хода электромобиля от одного заряда аккумуляторной батареи.В диссертационной работе показано также и то, что математические модели движения электромобиля, оснащенного тяговыми электродвигателями постоянного тока с последовательным возбуджением, оптимальные по критерию минимума расхода энергии силовой аккумуляторной батареи , єявляются справедливыми и для такого класса электромобилей, каким есть троллейбусы, тяговыми электродвигателями которых также есть электродвигатели постоянного тока з последовательным возбуджением, с той лишь разницей, что при реализации этих моделей оптимального движения достигается не минимум расхода энергии силовой аккумуляторной батареи, а минимум расхода энергии, которую потребляет электропривод троллейбуса с контактной электросети.

Thesis is dedicated to optimization of work modes of electrotechnical complex consisting of a battery-driven vehicle with direct current traction motor of series excitation as for the criterion of minimum electric energy consumption of the storage battery in order to increase the battery-driven vehicle power reserve from a single storage battery charge. Mathematical models of optimal motion of normally loaded and underloaded battery-driven vehicle on the horizontal section, uphill and downhill were synthesized. A method of identification of these models and computational method for its implementation has been developed. Inverse problem has been solved which provided an opportunity to produce an optimal current in the traction motor anchor at any vehicle speed determined by drive in the city traffic and limitations caused by road signs. Vehicle electrotechnical complex control system able to implement laws of optimal motion both by creating such current in the traction motor anchor that would ensure optimal speed of the battery-driven vehicle and by creating optimal anchor current at any speed of the battery-driven vehicle has been developed. Basic models of dynamics of a battery-driven vehicle whose traction system besides of electric drive system also has an internal combustion engine which can be turned off, work on a common axle with electric drive system or create tractive effort on its own in case of electric drive system turnoff have been proposed. Mathematical models of optimal motion of a battery-driven vehicle with traction only from internal combustion engine and traction created simultaneously by internal combustion engine and electric drive system working on a common axle as for the criterion of minimum electric energy and fuel consumption have been synthesized. Methods and simulation model structures for checking the adequacy of synthesized mathematical models of optimal motion of both classic and hybrid battery-driven vehicle have been proposed