ΟΜΑΔΑ ΠΡΟΜΗΘΕΑΣ Η. Κατσμπίρης-Γράψας (Φοιτητής Σχολής ΗΜ&ΜΥ) ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΟΧΗΜΑΤΟΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΜΠ « ΠΥΡΦΟΡΟΣ ΙΙ » ‘Σχεδίαση και κατασκευή ηλεκτρονικού μετατροπέα του ηλεκτρικού οχήματος Πυρφόρος’ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Δομή της παρουσίασης 2 Ο ρόλος των ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος στα ηλεκτρικά οχήματα Προδιαγραφές και απαιτήσεις του αντιστροφέα Σχεδίαση και υλοποίηση πλακέτας αντιστροφέα Μετρητικό σύστημα θέσης (encoder) Επιλογή στρατηγικής ελέγχου σύγχρονου κινητήρα μονίμων μαγνητών Προσομοίωση και υλοποίηση της λογικής ελέγχου Προκλήσεις ομάδας ηλεκτρονικών ισχύος

Οι μετατροπείς ισχύος στα ηλεκτρικά οχήματα 3 Ρόλος: Μέσο μεταξύ πηγής και κατανάλωσης Μετατροπή τάσης μπαταριών Έλεγχος και οδήγηση κινητήρα Προστασία (ηλεκτρική) κινητηρίου συστήματος από σφάλματα

Ηλεκτρολογικό κύκλωμα πυρφόρου 4

Υποκυκλώματα χαμηλής ισχύος 5 Θερμική προστασία Προστασία συστήματος σε ενδεχόμενη ανατροπή

Προδιαγραφές των μετατροπέων ισχύος 6 Υψηλή απόδοση >90% Ικανότητα οδήγησης και υπερφόρτισης της μηχανής Αξιοπιστία – Εύκολη επιδιόρθωση Μείωση μεγέθους πλακέτας και συνολικού αριθμού στοιχείων

Φάση σχεδίασης 7 Επιλογή ολοκληρωμένου (IC) τριφασικής γέφυρας, τεχνολογίας mosfet με αντιπαράλληλες διόδους, ικανού για την οδήγηση κινητήρα έως 1,5KW. Επιλογή μικροελεγκτή dsp με δυνατότητα υλοποίησης προηγμένων λογικών ελέγχου. Επιλογή μετρητικών ρεύματος για πλήρη μέτρηση και επεξεργασία

Φάση σχεδίασης 8 Είσοδος ΣΡ: 48Volts  Μπαταρίες LiFePO 4 Μικροεπεξεργαστής: Είσοδοι:  Γκάζι (ψηφιακό ή αναλογικό)  Τάση ΣΡ (optocoupler)  Θέση δρομέα (encoder disk)  Αναδράσεις ρευμάτων (LEM) Έξοδοι:  Παλμοί στους διακόπτες mosfet

Φάση υλοποίησης 9 Σχέδιο τυπωμένης πλακέταςΤυπωμένη πλακέτα Μετρημένες παράμετροι: Ονομαστική ισχύς: 1,5kW Μέγιστο ρεύμα γραμμής: 15A Μέγιστη τάση εισόδου: 100V Μέγιστη διακοπτική συχνότητα: 20kHz Βαθμός απόδοσης (πλήρες φορτίο): 94%

Φάση υλοποίησης 10  Κυματομορφές εξόδου αντιστροφέα υπό R-L φορτίο εξόδου Τάση εξόδου αντιστροφέα Ρεύμα εξόδου αντιστροφέα

Μετρητικό σύστημα θέσης (encoder) 11 Σχεδιασμένο εξολοκλήρου στο εργαστήριο ηλεκτρικών μηχανών και ηλεκτρονικών ισχύος Ικανοποιητική ακρίβεια Ανεπηρέαστο από τον όποιο φωτισμό Πακτωμένο στον άξονα του στάτη Ψηφιοποίηση σημάτων

Επιλογή στρατηγικής ελέγχου 12 Βαθμωτός έλεγχος V/f κλειστού βρόγχου ταχύτητας με SPWM: Σχετικά υψηλή απόδοση Ευκολία στην υλοποίηση Εμφάνιση έντονων μεταβατικών φαινομένων κατά την διάρκεια του αγώνα Διανυσματικός έλεγχος προσανατολισμένου πεδίου με SVM : Υψηλή απόδοση Βέλτιστη αξιοποίηση DC τάσης μετατροπέα Αξιοπιστία/ Σταθερότητα Πολύ περιορισμένα μεταβατικά φαινόμενα κατά την διάρκεια του αγώνα Δύσκολη υλοποίηση

Προσομοίωση και εφαρμογή της λογικής ελέγχου 13 Μοντέλο του συστήματοςΑπόκριση ρεύματος και ταχύτητας σε βηματική αύξηση ταχύτητας αναφοράς Απόκριση ρεύματος σε βηματική ροπή φορτίου Κυματομορφή τάσης αντιστροφέα

Υλοποίηση της λογικής ελέγχου 14 Κυματομορφή ρεύματος κινητήραΦασική τάση και ρεύμα κινητήρα Σήματα encoder

Προκλήσεις ομάδας ηλεκτρονικών ισχύος για φέτος 15 Εξοικείωση νέων μελών με την διάταξη Σχεδίαση και κατασκευή νέας πλακέτας αντιστροφέα, με χρήση διακριτών στοιχείων με σκοπό την αυξημένη απόδοση, μεγαλύτερες δυνατότητες hardware για την βέλτιστη υλοποιήση την νέας μεθόδου ελέγχου Βελτίωση του μετρητικού συστήματος τηλεμετρίας Πολλές δοκιμές για έλεγχο και διόρθωση σφαλμάτων Σχέδιο της νέας τυπωμένης πλακέταςΝέα τυπωμένη πλακέτα

Ευχαριστώ πολύ για την προσοχή σας! 16