Воронов Роман Володимирович
за спеціальністю 05.22.09 -електротранспорт
Тема: Тягові електромеханічні системи з живленням двох двигунів від одного інвертора.
Кандидат технічних наук
Науковий керівник: Хворост М.В.
АНОТАЦІЯ
Воронов Р. В. Тягові електромеханічні системи з живленням двох двигунів від одного інвертора. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.22.09 – електротранспорт. – Харківський національний університет міського господарства
імені О. М. Бекетова, Харків, 2020.
Дисертація присвячена розвитку тягових електромеханічних систем, які містять декілька двигунів змінного струму, що живляться від одного інвертора.
Розглядаються варіанти подальшого розвитку структур тягових електромеханічних систем шляхом живлення декількох тягових двигунів від одного інвертора, що дозволяє спростити структуру системи, зменшивши кількість напівпровідникових компонентів, що використовуються.
Розроблено структуру системи усердененого векторного керування двома асинхронними двигунами, що живляться від одного інвертора, з можливістю роздільного керування моментом кожного двигуна, яка відрізняється від існуючих формуванням усередненого та різницевого значення моментів двигунів, які в подальшому використовуються для розрахунків сигналів задання контурів складових струму системи. Розроблено систему прямого керування моментом двох синхронних двигунів з постійними магнітами, що живляться від одного інвертора, яка відрізняється від існуючих можливістю використання додаткових векторів напруги у випадках відхилень змінних стану двигунів між собою. Розроблено систему керування інвертором з чотирма плечима для живлення дводвигунного тягового електроприводу, що базується на модуляції напруги двох фаз двигуна та відрізняється від існуючих наявністю підсистем компенсації коливань напруги на конденсаторах схеми.
Ключові слова: тягові електромеханічні системи, асинхронний двигун, кутова швидкість, векторне керування, пряме керування моментом, електромагнітний момент.
ABSTRACT
Voronov R. V. Electromechanical systems traction powered by two motors from one inverter. The qualification scientific work on the rights of manuscripts.
A thesis for Candidate Degree in Technical sciences (PhD) on the specialty 05.22.09 –«Electric transport». O. M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv MES of Ukraine, Kharkiv, 2020.
The thesis is devoted to the development of traction electromechanical systems containing several AC motors powered by a single inverter.
Variants of further development of the structures of traction electromechanical systems by supplying several traction motors from one inverter are considered, which makes it possible to simplify the structure of the system by reducing the number of used semiconductor components.
The system of averaged vector structure control of two asynchronous motors, which are powered by one inverter, with the possibility of separate torque control of each motor, which differs from the existing ones by the formation of the averaged and differential values of the motor torques, which are further used to calculate the signals for setting the contours of the system current components, has been developed. A system for direct torque control of two permanent magnet synchronous motors, which are powered by one inverter, has been developed, which differs from the existing ones by the possibility of using additional voltage vectors in cases of deviations of the state variables of the motors among themselves. An inverter control system with four arms for powering a two-motor traction electric drive has been developed, based on voltage modulation of two motor phases, which differs from the existing ones by the presence of subsystems for compensating voltage fluctuations on the circuit capacitors.
Scientific novelty of the obtained results:
- for the first time the structure of the system of diligent vector control of two induction motors powered by one inverter, with the possibility of separate control of the torque of each motor, which differs from the existing formation of average and difference values of motor moments, which are then used to calculate;
- for the first time a system of direct torque control of two synchronous motors with permanent magnets powered by one inverter was developed, which differs from the existing ones by the possibility of using additional voltage vectors in cases of deviations of motor state variables;
- the theory of semiconductor converters for power supply of two-motor traction electromechanical systems was further developed by developing a control system based on voltage modulation of two motor phases and differing from existing ones by the presence of voltage oscillation compensation subsystems on circuit capacitors.
The practical significance of the dissertation. The results of the dissertation can be useful:
- in the development of algorithms for control systems of electric vehicles containing several traction motors powered by a single source of electrical energy;
- in the development of schemes of power units and control systems of traction electric drives of rolling stock of subways and railways;
- when designing anti-skid systems for electric vehicles;
- in the educational process during the teaching of special disciplines dedicated to electric transport.
Keywords: traction electromechanical systems, asynchronous motor, angular speed, vector control, direct torque control, electromagnetic torque.