Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Mohammad Madani,Sayed Morteza Saghaian nejad esfahani
سیدمحمد مدنی (استاد مشاور) سیدمرتضی سقائیان نژاداصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hadi Bousaeidi Oshtorjani
هادی بوسعیدی اشترجانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Study, Analysis and Simulation of Using the Doubly Fed Induction Generator in Series Hybrid Electric Vehicle
Considering an extreme increase in both energy price and consumption, in the recent years, the researchers have focused their studies on fossil fuels consumption optimization as well as renewable energies. Today, fossil fuel sources are the first choise in traortation systems, therefore energy consumption optimization is considered as a significant issue, and hybrid electric vehicles (HEV) play an outstanding role in this regard which even could be considered as a long term solution in fuel consumption optimization. There are two basic topologies for the HEVs are named “Series” and “Parallel” topology. Each of them has its particular applications. In this thesis features of Conventional Series Hybrid Electric Vehicle (SHEV) have been discussed in details first, and then application of doubly fed generator has been analyzed in a SHEV to enhance the efficiency. The opportunity obtained by use of doubly fed induction generator in a SHEV provides it to have torque and speed coupling separately and electrically. In this structure the speed control of internal combustion engine is feasible independently of traction motor speed in a specific region by rotor power control of the machine through sleep control. Here to achieve this aim, a stator flux vector control has been applied to use doubly fed induction generator as a speed coupling unit. Also the oscillation of traction motor torque can be compensated by inserting a DC to AC converter between AC bus and energy storage system to inject the appropriate current to AC bus. This Converter is only used to inject the current in phase with the phase voltage and not to produce reactive power. Utilization of doubly fed generator in a SHEV leads to loss reduction arisen by the power conversion and then to efficiency enhancement of whole system. However, an appropriate control method should be used considering the operation of all parts of system. There are two basic methods used in a conventional SHEV to control the operation of the system that are “ON-OFF” and “Power Follower”. In this thesis first, these two methods are applied to a SHEV benefiting from doubly fed induction generator,. The simulation results for the first control confirm the fact that because of low average load power, the efficiency of the system does not improve. In the second method, the circulating power among some parts of the system makes the efficiency not to enhance dramatically. To solve these problems, in this thesis, a new method so called “Operating Point Follower” is introduced for the SHEV benefiting from doubly fed induction generator in which the traction motor operating point is followed by Internal Combustion . Keywords: 1- Hybrid Electric Vehicle (HEV), 2- Series Hybrid(SHEV), 3- Doubly Fed Induction Generator(DFIG), 4- Power Follower Control, 5- Operating Point Follower Control.
با توجه به افزایش مصرف انرژی در سالیان اخیر و روند فزاینده قیمت آن تحقیقات زیادی در زمینه استفاده بهینه از سوختهای فسیلی و همچنین استفاده بیشتر از منابع تجدیدپذیر انجام شده و همچنان نیز ادامه دارد. در مبحث بهینه سازی مصرف انرژی، با توجه به اینکه سوختهای فسیلی منبع تقریبا تمام انرژی مورد نیاز برای صنعت حمل‌ونقل محسوب می‌شوند، بهینه سازی مصرف سوخت در سیستمهای حمل و نقل مورد توجه قرار گرفته است و در این راستا استفاده از خودروهای هیبریدی در حال حاضر انتخاب اول محسوب می شود که در سالهای اخیر توانسته‌اند با ورود به بازار تجاری خودرو، به عنوان راه حل میان مدت و حتی بلندمدت مطرح شوند. خودروهای هیبریدی شامل دو دسته اصلی با عنوان اتصال سری و موازی هستند که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند؛ ساختار موازی بیشتر در خودروهای شخصی و ساختار سری بیشتر در خودروهای عمومی(نظیر اتوبوسها) و خودروهای سنگین استفاده می‌شود. در این پایان نامه با صرفنظر از موضوع اتصال موازی با بیان نقاط قوت و ضعف اتصال سری، بر بررسی امکان افزایش بازده در این ساختار در صورت استفاده از از ژنراتور دوسو تغذیه متمرکز شده ایم. در صورتیکه در ساختار سری از ژنراتور دوسو تغذیه هم محور با موتور درونسوز استفاده شود آنگاه این امکان بوجود می‌آید تا بخشی از توان خروجی ژنراتور بدون عبور از لینک DC و تبدیل از شکل الکتریکی به الکتریکی به موتور محرک برسد که همانطور که در فصل ? خواهیم دید استفاده از قابلیتهای این ساختار مستلزم بکارگیری روش مناسب کنترلی با توجه به مشخصه‌های عملکردی همه اجزای سیستم می‌باشد. روشهایی که جهت کنترل عملکرد خودرو در این ساختار به کارگرفته شده‌اند همان روشهای سنتی هستند که برای هیبرید سری معمولی نیز به کار گرفته می‌شود که عبارتند از روش خاموش-روشن یا ترموستاتی و روش تعقیب توان. با بررسی عملکرد ساختار مورد بحث در هر یک از روشهای فوق الذکر می‌توان پی برد که در روش اول بدلیل پایین بودن متوسط توان بار نسبت به توان تولیدی موتور درونسوز در نقطه بهینه و در نتیجه تلفات ناشی از منبع ذخیره انرژی و در روش دوم به علت چرخش توان بین برخی از اجزای سیستم و تلفات ناشی از گردش توان در آنها بهبود قابل ملاحظه‌ای در کاهش مصرف سوخت بوجود نمی‌آورد به همین دلیل از روشی تحت عنوان تعقیب نقطه کار در کنترل این ساختار استفاده شده است که در آن نقطه کار موتور محرک روی صفحه گشتاور- سرعت بصورت لحظه‌ای و در یک ناحیه مشخص توسط موتور درونسوز مورد تعقیب قرار می‌گیرد که در فصل ششم نتایج حاصل از این روش قابل مشاهده و مقایسه است. کلید واژه ها : 1- خودرو هیبریدی(HEV)، 2- هیبریدسری، 3- ژنراتور دوسوتغذیه(DFIG)، 4-تعقیب توان، 5-تعقیب نقطه کار.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی