Исследованы некоторые подходы к моделированию тягового электропривода автомобиля на основе вентильного электродвигателя, и получена оценка величины ошибки моделирования, обусловленной пренебрежением его динамическими свойствами при ступенчатых управляющих воздействиях и оптимальном управлении вектором тока.

Исследованы характеристики тягового вентильного двигателя в допустимых тягово-скоростных режимах, характерных для силовой установки гибридного автомобиля, при оптимальном управлении вектором тока статора. В качестве критерия оптимальности выбран максимум электромагнитного момента, приходящегося на единицу тока потребления.

Надано методику розрахунку параметрів батареї суперконденсаторів як джерела потужності та електрохімічної акумуляторної батареї, енергії для побудови гібридної бортової системи живлення електромобіля. Проаналізовано структури побудови такої системи, запропоновано варіант системи автоматичного керування та досліджено її роботу на комп'ютерній моделі.

Розглянцто спрощену функціональну схему тягового електроприводу електротранспортного засобу, що складається з автономного бортового джерела живлення, перетворювача напруги і мотор-колеса. Досліджено автономне джерело живлення і конденсаторна батарея великої ємності, в якій накопичується електрична енергія, що генерується мотор-колесами під час гальмування електромобіля. Одержано формулу, яка дозволяє визначити кількість конденсаторів, що входять до складу конденсаторної батареї. Запропоновано методику визначення параметрів конденсаторної батареї та оптимізації її маси, об'єму й вартості.

Рассмотрена возможность и произведена оценка энергоэффективности использования суперконденсаторов в качестве буферных накопителей энергии при тормозных режимах электромобиля. Расчетами и компьютерным моделированием установлено, что вклад в экономию энергоресурсов аккумуляторной батареи составляет до 60 % кинетической энергии электромобиля перед каждым периодом торможения либо потенциальной энергии при продолжительных спусках.

Разработана тяговая система электромобиля (ЭМ) с микроконтроллерным управлением электропитанием, основанная на обратной связи по потребляемому току электродвигателя и контролю степени заряженности суперконденсаторов (СК). Для оценки эффективности разработан стенд тяговой системы ЭМ. Изложены результаты исследований режима разгона при использовании комбинированного источника электропитания, состоящего из СК и аккумуляторной батареи.

Создание эффективных синхронных двигателей с постоянными магнитами для электромобилей требует разработки полевых математических моделей, позволяющих моделировать происходящие процессы во времени с учетом вращения ротора. Рассмотрен двигатель с "коллекторной" конструкцией ротора. С помощью разработанной полевой модели выполнен комплекс исследований, позволивший обосновать выбор основных конструктивных параметров двигателя, обеспечивающих заданные энергетические и габаритные показатели: число полюсов, величину воздушного зазора, размеры постоянных магнитов. Исследован гармонический состав ЭДС обмотки статора и пульсации электромагнитного момента. Показано, что совместное применение профилирования полюсов ротора и скоса пазов статора существенно уменьшают пульсации момента.

Предложена методика расчета вентильного электродвигателя на базе мощного автомобильного генератора для конверсии обычного автомобиля в гибридный автомобиль. Приведены и проанализированы результаты расчета основных характеристик электродвигателя на основе автомобильного генератора Г290 в режиме рекуперации.

Предложена методика расчета вентильного электродвигателя на базе мощного автомобильного генератора для конверсии обычного автомобиля в гибридный автомобиль. Приведены и проанализированы результаты расчета основных характеристик электродвигателя на основе автомобильного генератора Г290.

Выполнен анализ зависимости к.п.д. комбинированной системы энергопитания автономного электротранспорта от параметров управления силовым полупроводниковым преобразователем и генератором постоянного тока. Определены рациональные нагрузочные режимы, позволяющие получить максимально возможный кпд системы во всем диапазоне регулирования.

Приведены результаты численного исследования влияния количества и высоты пазов статора, а также конфигурации постоянных магнитов в роторе на характеристики электродвигателей для городского электробуса. Показано, что при неизменных габаритных размерах электродвигателя путем увеличения высоты пазов статора и жидкостного охлаждения можно повысить электромагнитный момент и мощность электродвигателя. Выполнен расчет рабочих характеристик в программном пакете Infolytica MotorSolve, тепловой расчет выполнен в пакете Comsol.

Науково обгрунтовано базові параметри і характеристики силової установки електромобіля. Досліджено закон управління вентильним двигуном у складі силової установки за заданого тягово-швидкісного режиму.

Представлен анализ преимуществ и недостатков тяговых электродвигателей следующих типов: вентильные электродвигатели, частотно управляемые асинхронные электродвигатели, электродвигатели постоянного тока с независимым возбуждением и постоянного тока с последовательным возбуждением.

Розроблено рекомендації щодо вибору потужності тягового електричного двигуна залежно від маси електричного транспортного засобу, швидкості його руху та дальності пробігу в режимі "тільки електрика". Результати дослідження подано у вигляді тривимірних залежностей.

Вдосконалення електромобілів і громадського електротранспорту відбувається за рахунок переходу на електричні тягові установки прямого частотно-керованого привода на основі індукційного двигуна із короткозамкненим ротором та векторною системою керування. Якість роботи обмежує швидкодія цифрової системи керування, яка має виконувати велику кількість складних обчислень над векторами. Мета дослідження - розробка алгоритмів побудови блоку просторово-векторної широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) у складі контролера індукційного двигуна на базі ПЛІС і реалізація окремих складових із використанням мови опису апаратури VHDL. Запропоновано структуру та алгоритм функціонування блоку у складі відслідковувача сектора векторної модуляції, детермінованого автомата векторної модуляції, реверсивного лічильника, таблиці відліків функції синуса, двоканального ШІ-модулятора, блоку розподілу сигналів модуляції. Усі блоки описано на VHDL і об'єднано у глобальну сутність. На часових діаграмах вихідних сигналів векторного модулятора присутнє заповнення ШІМ-сигналом, який промодульовано за синусоїдальним законом. Розроблено новий алгоритм побудови гнучкого блока просторово-векторної ШІМ у складі контролера індукційного двигуна на базі структур змінної розрядності в ПЛІС.

Проведено порівняльний аналіз перехідних процесів, що відбуваються у разі пуску асинхронного двигуна електромобіля від акумуляторної батареї та комбінованого джерела живлення - паралельно підключених акумуляторної батареї і суперконденсатора. Результати моделювання перехідних процесів у програмному пакеті Matlab Simulink показали, що під час пуску асинхронного двигуна суперконденсатор обмежує струм в акумуляторній батареї і відповідно збільшує її ресурс. Підтверджено, що використання комбінованого джерела живлення в порівнянні з акумуляторною батареєю надає змогу збільшити кількість можливих послідовних пусків двигуна електромобіля та його пробіг на одній зарядці.

Наведено результати моделювання електродвигуна з постійними магнітами, який може бути використаний замість двигуна внутрішнього згоряння для автомобілів класу міні. Визначено розміри магнітної системи електродвигуна і значення електромагнітного моменту з урахуванням масогабаритних параметрів електромобіля і європейського їздового циклу. Визначено оптимальну товщину магнітів, за якої забезпечується задане значення електромагнітного моменту, а також оптимальну продуктивність циркуляційного насоса, при якій забезпечується задана щільність струму і оптимальне рідинне охолодження. Всі розрахунки виконано в пакетах MotorSolve і Magnet, наданих компанією Infolytica.

Исследованы энергетические и электромеханические процессы, разработка энергосберегающего управления для тягового частотно-регулируемого синхронно-реактивного двигателя в установившихся режимах при сверхноминальных скоростях, а также при режимах его разгона и торможения. При исследованиях использовались методы вариационного исчисления, Рунге-Кутта и имитационного компьютерного моделирования. Для известных способов управления синхронно-реактивным двигателем получены расчетные аналитические зависимости и проведены исследования взаимосвязанного изменения проекций обобщенного вектора статорного тока (на оси вращающейся ортогональной координатной системы, связанной вещественной осью с магнитной осью ротора двигателя) и модулей обобщенных векторов статорных тока и потокосцепления при варьировании значений электромагнитного момента двигателя. Получены расчетные аналитические зависимости и выполнены исследования максимальных значений модуля обобщенного вектора статорного тока и развиваемого электромагнитного момента данного двигателя в диапазоне сверхноминальных скоростей при ограниченном значении статорного напряжения применительно к существующим способам управления этим двигателем. Проведены расчеты и выполнен анализ основных электромагнитных потерь мощности данного двигателя при варьировании электромагнитного момента и скорости, на основании которых предложены рекомендации по применению известных способов управления синхронно-реактивным двигателем с позиции энергосбережения. С использованием метода вариационного исчисления определен вид траекторий скорости указанного двигателя, при которых минимизируются общие потери энергии двигателя в пуско-тормозных режимах. Проведены исследования удельных общих основных потерь энергии тягового синхронно-реактивного двигателя и установлены энергосберегающие значения скоростей этого двигателя, обеспечивающие минимизацию этих потерь в установившихся режимах. Предложена аналитическая зависимость для расчета возможного пробега электромобиля с рассматриваемым тяговым двигателем на одной зарядке аккумуляторной батареи.

Розроблено математичні моделі оптимального руху електромобілів з електроприводом постійного струму як дорогою, прокладеною на горизонтальній площині, так і на спусках і підйомах, за умов, що критерієм оптимізації є мінімум витрат електроенергії силової акумуляторної батареї. Доведено переваги використання в системах електропривода вантажних електромобілів електродвигунів постійного струму з послідовним збудженням. Увагу приділено ідентифікації математичних моделей оптимального руху завантаженого електромобіля з електроприводом постійного струму.

Purpose. Research on surface roughness in turning of traction motor shaft of electric vehicles, depending on the measure of the main cutting edge angle and rounded-off radius of the cutter. Analysis of the impact of vitrified aluminum oxide disk characteristics on the surface profile after wheel dressing. Methodology. The research was based on existing empirical dependencies that describe the profile of the workpiece surface being machined during turning and grinding. In this case, probability-theoretical methods and methods of straight-line strip chart recording before and after grinding were used. Findings. The irregularity of the surface roughness that occurs after turning of the traction motor shaft of electric vehicles has a significant impact on the choice of geometric parameters of the cutting tool. Most often, roughness is considered as a deterministic set of irregularities of the same size and shape. There are dependencies built from the analysis of the kinematics of the treatment process and the shape of the tool cutting part. It is advisable to consider the profile of the roughness of treated surface of the part as the sum of all random deviations superimposed on an ideal geometrically calculated profile. In this case, the roughness profile will have a probabilistic character, which was formed as a result of complex stochastic processes that occur during machining. Depending on the physical phenomena that accompany the treatment process of the material, the levels of the random component should be adjusted depending on the cutting speed. Originality. For the first time, a composite model of surface roughness is considered taking into account the influence of a random component on the geometric parameters of the cutting tool. Impact analysis of the vitrified aluminum oxide disk's characteristics parameters on the surface profile after dressing the cutting wheel face was conducted. Practical value. The assignments of cutting conditions, taking into account the rational parameters of the main cutting edge angle and apex spherical radius of a cutter will ensure the necessary surface quality after machining motor shaft of electric vehicles and their collector-and-brush assembly units, which will significantly affect the overall efficiency of the electro-mechanical system of the vehicle. Regularities of forming and describing the relief of a cutting wheel face will make it possible to clarify the number of active gains in the wheel-workpiece contact, the thickness of the cut by individual grains and the components of the cutting force during grinding, which will lead to an increase in the quality of processing the traction motor shaft of an electric vehicle.