Om tilstandsestimat i elektriske stasjoner
Sliding mode control design prinsipper og applikasjoner for elektriske stasjoner . De grunnleggende konseptene, matematikken og designaspektene ved systemer med variabel struktur, så vel som de med skyve moduser som en prinsipiell driftsmodus behandles. Hovedargumentene for glidemoduskontroll er ordrereduksjon, frakoblingsdesignprosedyre, forstyrrelsesavvisning, ufølsomhet for parametervariasjoner og enkel implementering ved hjelp av kraftomformere. Kontrollalgoritmene og databehandlingen som brukes i systemer med variabel struktur analyseres. Potensialet til glidemoduskontrollmetoden er demonstrert for allsidigheten til elektriske stasjoner og funksjonelle mål for kontroll.
Elektriske stasjoner med høy effekt og/eller høyspent. Multilevel-omformere: (1) kan generere nesten sinusformede spenninger med bare grunnleggende frekvenssvitsjing; (2) har nesten ingen elektromagnetisk interferens eller common-mode spenning; og (3) er egnet for elektriske stasjoner med store voltampere og høye spenninger. Kaskadeomformeren er en naturlig passform for store helelektriske stasjoner for biler fordi den bruker flere nivåer av likespenningskilder, som vil være tilgjengelig fra batterier eller brenselceller. Den bak-til-rygg diode-klemte omformeren er ideell der en kilde til AC-spenning er tilgjengelig, for eksempel i et hybrid elektrisk kjøretøy. Simulering og eksperimentelle resultater viser overlegenheten til disse to omformerne i forhold til to-nivås pulsbreddemodulasjonsbaserte stasjoner.Flernivåomformere for store elektriske stasjoner.
Siden 1994 har University of Minnesota foretatt en forlenget omstrukturering av kraftelektronikk og kurs i elektriske maskiner/drifter. Denne omstruktureringen gjør at digital kontroll kan integreres i første kurs, og derved lærer studentene hva de trenger å lære, noe som gjør disse kursene attraktive og gir en sømløs kontinuitet til avanserte kurs. Ved en kortfattet presentasjon på bare to grunnkurs, motiverer denne omstruktureringen studentene til å ta relaterte kurs i programmerbare logiske kontrollere, mikrokontrollere og digitale signalprosessorapplikasjoner. Om tilstandsestimat i elektriske stasjoner.Dette sikrer en førsteklasses utdanning som er meningsfull på arbeidsplassen så vel som i høyere utdanning som fører til en forsknings- og utviklingsorientert karriere. Denne restruktureringen har flere komponenter. Utdaterte emner som kaster bort tid og villeder elever, slettes. For å integrere kontroll i de første kursene, utvikles unike tilnærminger for å formidle informasjon mer effektivt. I det første kurset i kraftelektronikk identifiseres en byggestein i vanlig brukte effektomformertopologier. Omstrukturering av førstekurs i kraftelektronikk og elektriske stasjoner som integrerer digital styring.
Med nesten to tredjedeler av den globale elektrisiteten som forbrukes av elektriske stasjoner, bør det ikke komme som noen overraskelse at riktig kontroll representerer betydelige energibesparelser. Effektiv bruk av elektriske stasjoner har også vidtrekkende anvendelser innen områder som fabrikkautomatisering (robotikk), ren transport (hybrid-elektriske kjøretøy) og fornybar (vind og sol) energiressursforvaltning. Advanced Electric Drives bruker en fysikkbasert tilnærming for å forklare de grunnleggende konseptene for moderne elektrisk drivkontroll og dens drift under dynamiske forhold. Forfatter Ned Mohan, en tiår lang leder innen utdanning og forskning innen elektriske energisystemer (EES), avslører hvordan investeringen av riktige kontroller, avanserte MATLAB- og Simulink-simuleringer, og nøye omtanke i utformingen av energisystemer gir betydelige besparelser i energi og dollar. Tilbyr studentene et nytt alternativ til standard matematiske behandlinger av dq-aksetransformasjon av abc-fasemengder, avanserte elektriske stasjoner: Analyse, kontroll og modellering ved bruk av MATLAB/Simulink.
På den ene siden er en ikke-lineær observatør utformet, mens hastighetstilstanden på den andre siden estimeres ved å bruke den skitne deriverte fra den målte posisjonen. Den skitne deriverte er en omtrentlig versjon av den perfekte deriverte som introduserer en estimeringsfeil noen ganger analysert i stasjonsapplikasjoner. Av denne grunn består vårt forslag i dette arbeidet i å illustrere flere aspekter på ytelsen til den skitne deriveren i nærvær av både modellusikkerhet og støyende målinger. For dette formål introduseres en casestudie. Kasusstudien tar for seg rotorhastighetsestimering i en permanentmagnet-trinnmotor, ved å anta at rotorposisjon og elektriske variabler måles. I tillegg presenterer denne artikkelen kommentarer om sammenhengen mellom skitne avledninger og observatører, og fordeler og ulemper ved begge teknikkene er også bemerket.
Statistisk metode for elektrisk maskinoptimalisering brukt for elektriske stasjoner.
En metode er tilveiebrakt for å velge og optimalisere et elektrisk drivsystem ved å analysere emner av kritisk kvalitet i det elektriske drivsystemet i henhold til Six Sigma-teorien. De kritiske fagene for kvalitet inkluderer vekt, volum, pålitelighet, effektivitet og kostnad. Ulike designtilnærminger kan evalueres for å velge et optimalt design. Designtilnærmingene kan inkludere elektrisk maskintype, kjølesystem, elektrisk integrasjon og elektrisk-mekanisk grensesnitt.
Fundamentals of Electric Drives, presenterer grunnleggende emner og grunnleggende konsepter som ligger til grunn for elektriske maskiner, kraftelektronikk og elektriske stasjoner for elektroingeniørstudenter på lavere nivå. Om tilstandsestimat i elektriske stasjoner.De fleste eksisterende bøker om elektriske stasjoner konsentrerer seg enten om omformere og bølgeformanalyse (som ignorerer mekanisk belastningsdynamikk), eller om motorkarakteristikk (som gir kort tid til analyse av omformere og kontrollere). Denne boken gir en fullstendig oversikt over faget, på riktig nivå for EE-studenter. Boken tar leserne gjennom analysen og designen av et komplett elektrisk drivsystem, inkludert dekning av mekaniske belastninger, motorer, omformere, sensing og kontrollere. I tillegg til å tjene som en tekst, fungerer denne boken som en nyttig og praktisk referanse for profesjonelle ingeniører av elektriske drivenheter.
Hardware-in-the-loop-simulering er i dag en standardmetode for testing av elektronisk utstyr i bilindustrien. Siden elektriske stasjoner og kraftelektroniske enheter er mer og mer viktige i bilapplikasjoner, må denne typen systemer integreres i hardware-in-the-loop-simuleringen. Kraftomformere og elektriske drivverk brukes i mange forskjellige bruksområder i kjøretøy i dag (hybrid elektrisk eller elektrisk drivlinje, elektriske styresystemer, DC-DC omformere, etc.). Det brede spekteret av applikasjoner, topologier og effektnivåer resulterer i ulike tilnærminger og løsninger for hardware-in-the-loop-testing. Denne artikkelen gir en oversikt over hardware-in-the-loop-simulering av kraftelektronikk og elektriske stasjoner i bilindustrien. De tilgjengelige teknologiene beskrives og fremtidige utfordringer skisseres.
Nøyaktig måling av effekttap i høyeffektive enheter er vanskelig. Målestandarder for industrielle omformere og komplette elektriske stasjoner, inkludert både motorer og omformere, vil snart tre i kraft, og målemetoder for disse enhetene bør inkluderes. I den kalorimetriske metoden måles effekttapene direkte. Imidlertid er kalorimetrene presentert tidligere hovedsakelig skreddersydde systemer, og derfor har de vanligvis svært kompliserte konstruksjoner. Derfor er deres anvendelighet for evaluering av generelle elektriske stasjoner begrenset.Om tilstandsestimat i elektriske stasjoner. Et funksjonelt kalorimetrisk målekonsept er foreslått i denne studien for effekttap opp til 2 kW. Et slikt effekttap kan påføres med dagens kraftelektroniske omformere opp til 110 kW. Konstruksjonen av konseptet er enkel og lett. Det krever ikke en kompleks struktur eller et stort område på målestedet. Konseptet er skalerbart og dupliseres for forskjellige størrelser. Ulike enheter med forskjellige kabler kan måles uten problemer. Kalorimetrisk konsept for måling av effekttap opp til 2 kW i elektriske stasjoner.
Aux Boiler SIM 321 Digital Input 6ES7 321 -1BL00 - 2AA0 1
Aux Boiler SIM 321 Digital inngang 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 inngang 8 CH 6ES7 331 - 7KF02 - 0AB0 1
Aux Boiler SIM 331 Analog inngang 8 CH 6ES7 331 - 7HF01 - 0AB0 2
Aux Boiler SIM 332 Analog Utgang 8 CH 6ES7 332 - 5HF00 - 0AB0 1
Aux Boiler SIM 332 Analog utgang 4 CH 6ES7 332 - 5HD01 - 0AB0 1
Moderne landbruksmaskiner må yte på den mest effektive måten. Ofte er de allerede utstyrt med elektroniske kontrollsystemer. Driftene til dagens landbruksredskaper er hovedsakelig mekaniske eller hydrauliske. Nylige utviklinger og forbedringer innen elektriske drev styrker deres anvendelighet i landbruksmaskiner. Redusert drivstofforbruk som følge av høy effektivitet og de automatiserte arbeidsprosedyrene er av viss interesse. Når det gjelder systemarkitektur, kan såkalte agro-hybrid-strukturer avledes fra bil-hybrid-systemer. De må defineres og velges i forbindelse med den nødvendige funksjonaliteten. Noen grunnleggende resultater fra en undersøkelse blant østerrikske redskaps- og maskinprodusenter om interessen for elektriske drev og potensialet vil bli presentert.
Elektrisk drivsystem med flere driverenheter er en hovedform for overføringskontroll. Elektrisk synkronkjøring er ofte hovedproblemet for systemet. Det grunnleggende prinsippet for synkron kontroll og tre typer synkron kontrollmetoder presenteres i denne artikkelen, og deres egenskaper diskuteres i detalj.
Modellene presenteres i ekvivalent kretsform for å bevare identiteten til ikke-lineære parametere. Kretsene, betegnet som Γ eller invers Γ-form, er enklere enn den konvensjonelle T-form-kretsen. Deres parametere bestemmes lett fra terminale målinger. De viktigste effektene av magnetisk ikke-linearitet er inkludert i modellene på en måte som er mer nøyaktig enn den som vanligvis oppnås med konvensjonelle T-formkretser. Modellering av tidsharmoniske er også diskutert.
Ulike typer Hardware-In-the-Loop-simulering for elektriske stasjoner 。Hardware-in-the-loop (HIL)-simuleringer brukes mer og mer for å vurdere ytelsen til elektriske stasjoner. Programvaresimuleringer fører til utvikling av kontroll over det studerte systemet. I dette tilfellet antas generelt mange forenklinger for å redusere beregningstiden. Før en sanntidsimplementering av kontrollen kan HIL-simuleringer være et svært nyttig mellomsteg. Dermed introduseres en maskinvareenhet i løkken for å ta hensyn til dens reelle begrensninger. I denne artikkelen foreslås tre forskjellige typer HIL-simulering: signalnivå, effektnivå og mekanisk nivå. Et eksempel er gitt for trekkraftsystemet til en elektrisk sparkesykkel.
Signalidentifikasjon er et vanlig problem i applikasjoner med elektriske drivenheter. Denne artikkelen foreslår bruk av wavelet-transformasjoner for å trekke ut og identifisere spesifikke frekvenskomponenter. Til å begynne med blir strømmålinger fra en konstant spenning/hertz-applikasjon filtrert ved hjelp av ulike wavelets og resultatene sammenlignet med konvensjonelle filtreringsmetoder. En pseudoadaptiv denoising-metode foreslås så basert på wavelets som justerer nivået av dekomponering avhengig av rotorhastigheten. Til slutt brukes wavelets i et estimeringssystem for høyfrekvent injeksjonshastighet og har vist seg å være overlegent konvensjonelle metoder i slike tilfeller, der nyttig informasjon kan ha høyere frekvens og ha upresise frekvenskomponenter. Eksperimentelle og simulerte resultater bekrefter disse påstandene.
To problemer er fortsatt en stor utfordring i design og bruk av avanserte kontrollerte elektriske stasjoner, nemlig gjenvinning av bremseenergien og gjennomkjøringsevnen til drivsystemet. Bortsett fra de ordinære løsningene, som back-to-back og matrise-omformere, brukes en tilnærming basert på den vanlige diode-front-end-drive-omformeren utstyrt med et energilagringselement i noen applikasjoner, for eksempel trekk- og løftedrev. Denne tilnærmingen har kommet i fokus nylig med den raske utviklingen av elektrokjemiske dobbeltlagskondensatorer, såkalte ultrakondensatorer. For å oppnå systemfleksibilitet og bedre effektivitet er ultrakondensatoren koblet til frekvensomformeren via en DC-DC-omformer. Omformeren styres på en slik måte at den oppfyller kontrollmålene: kontroll av DC-bussspenningen, ultrakondensatorens ladetilstand og toppeffektfiltrering. I denne artikkelen har vi diskutert modellerings- og kontrollaspektene ved den regenerative kontrollerte elektriske stasjonen som bruker ultrakondensatoren som energilagrings- og nødstrømforsyningsenhet.
Design av hastighetskontrolleren for sensorløse elektriske stasjoner basert på AI-teknikker: en komparativ studie Hastighetskontrollerne basert på (1) feed-forward nevrale nettverk, (2) nevro-fuzzy nettverk, og (3) selvorganiserende Takagi–Sugeno ( TS) regelbasert modell er designet. En sammenlignende analyse av kjøreatferden med disse tre typene AI-baserte hastighetskontrollere utføres. I tillegg er det gjort en sammenligning med hensyn til drivytelsen oppnådd med en konvensjonell optimert PI-kontroller. En detaljert simuleringsstudie av en rekke transienter indikerer at den beste ytelsen, når det gjelder nøyaktighet og beregningskompleksitet, tilbys av den selvorganiserende Takagi–Sugeno-kontrolleren. Kontrollerne er utviklet og testet for et anlegg som består av en separat begeistret DC-motor med variabel hastighet.
Fra EMC-synspunkt representerer integreringen av elektriske drivsystemer i dagens biler en betydelig utfordring. Det elektriske drivsystemet er en ny komponent som består av en høyspent strømkilde, en frekvensomformer, en elektrisk motor og skjermede eller uskjermede høyeffektkabler. Å behandle dette nye elektriske drivsystemet eller dets komponenter som en konvensjonell bilkomponent i form av EMI-testprosedyrer og utslippsgrenser vil føre til betydelige inkompatibilitetsproblemer. I denne artikkelen undersøkes EMC-spørsmål knyttet til integrering av et elektrisk drivsystem i en konvensjonell personbil. Komponentene i drivsystemet har blitt analysert som enten støykilder eller en del av koblingsveien i det nye elektriske systemet til bilen. De oppnådde resultatene kan også brukes til å bestemme de akseptable støynivåene på en høyspentbuss til et elektrisk drivsystem.
Reduserte harmoniske PWM-kontrollert linjesideomformer for elektriske frekvensomformere En pulsbreddemodulator med reduserte harmoniske frekvenser og dens anvendelse på styring av en tre-nivås linjesideomformer for en hastighetsvariabel frekvensomformer er beskrevet. Pulsbreddemodulasjonsskjemaet for spenningskildeomformeren bestemmer hvert enkelt koblingsøyeblikk på grunnlag av en kontinuerlig oppdatert volt-sekund-balanse mellom referansevektoren og den faktiske svitsjetilstandsvektoren. Den genererte pulssekvensen er vist å være asynkron. Fourier-spektrene er preget av fraværet av diskrete bærerkomponenter med høy amplitude. Emisjonen av akustisk støy utstrålet fra magnetiske komponenter reduseres. Eksperimentelle resultater er oppnådd fra en transistoromformer drevet fra 660 V industriell strømforsyning. DC-link-spenningen er 1200 V.
Tradisjonelle to-nivås høyfrekvente pulsbreddemodulering (PWM) omformere for motordrift har flere problemer knyttet til deres høyfrekvenssvitsjing som produserer common-mode spenning og høyspenningsendringer (dV/dt) til motorviklingene. Multilevel-invertere løser disse problemene fordi enhetene deres kan bytte med en mye lavere frekvens. Om tilstandsestimat i elektriske stasjoner.To forskjellige multi-level topologier er identifisert for bruk som en kraftomformer for elektriske stasjoner: en kaskadeomformer med separate DC-kilder; og en rygg-til-rygg diode-klemt omformer. Kaskadeomformeren passer naturlig for store helelektriske motorer på grunn av de høye mulige VA-klassifiseringene og fordi den bruker flere nivåer av likespenningskilder som vil være tilgjengelig fra batterier eller brenselceller. Den rygg-til-rygg diode-klemte omformeren er ideell der en kilde til AC-spenning er tilgjengelig, for eksempel et hybrid elektrisk kjøretøy. Simulerings- og eksperimentelle resultater viser overlegenheten til disse to kraftomformerne i forhold til PWM-baserte stasjoner.
Konseptet for en PWM-modulator med reduserte harmoniske, som brukt for styring av en strømomformer på linjesiden for elektriske stasjoner med variabel hastighet, er beskrevet. PWM-algoritmen bestemmer på-tilstandsvarigheten til hver svitsjingsvektor basert på observasjonen av den tidsvariable spenningsreferansevektoren. Siden det ikke er noen referanse til et bæresignal med konstant frekvens, blir de genererte pulsmønstrene asynkrone. Det er den essensielle egenskapen til denne metoden å produsere et kvasikontinuerlig harmonisk spektrum der alle frekvenskomponenter har mer eller mindre like store størrelser. Dette er en fordel sammenlignet med bærebølgebaserte PWM-kontrollskjemaer som viser høyamplitudebærer- og sidebåndskomponenter i deres harmoniske spektre. Emisjonen av akustisk støy som utstråles fra AC-filterinduktoren reduseres.
