Skip to main content
SUPERVISOR
Sayed Morteza Saghaian nejad esfahani
سیدمرتضی سقائیان نژاداصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Emad Roshandel
عماد روشندل

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Switched Reluctance Generator Control to Achieve Maximum Power in Battery Charging Application
Environmental pollution and fossil fuels restriction have led scientists and industries to use green and renewable energies. The conventional cars account for a large part of the fuel consumption and, therefore, make a significant damage to environment. In the recent decade researchers have been trying to find sustainable alternatives in terms of energy. Due to their capacity for using more than one source of energy, hybrid vehicles seem to be a viable solution. In electrical vehicles (EVs), hybrid electrical vehicles (HEVs) and fuel-cell vehicles the main challenges are to achieve high efficiency, ruggedness, small size and low costs in power converters, electrical machines as well as in associated electronic. An electrical machine working in motor and generator mode in EVs or HEVs has an important duty to provide the proper energy. Hence, determining the type of machine and its drive system is a crucial to achieve the appropriate power. The switched reluctance (SR) machine is a low cost machine with simple construction and high robustness. Moreover, SR machine can operate in a vast speed range and it is effective at low operating speeds. Due to these characteristics, SR machines could be of benefit in using of main power provider in EVs and HEVs. SR machines have a nonlinear behavior in their operation. As a result, the designation of control system and power converter is critical to the efficiency of SR machines. The literature on SR machines control is ample and many people have proposed numerous power converters thereof. When the switched reluctance generator (SRG) operates as a battery charger in EVs or HEVs the charging current ripple is important protecting the battery package and its life time. The output current of SRG depends on control strategy and its power converter. In this dissertation, the combination of bidirectional converter by asymmetrical half bridge (AHB) converter is used to drive SRG in battery charging usage. In addition, after determination of best switching angles for SRG phases in simulation tests, a novel online control approach is presented. At the end, the experimental equipment including bidirectional converter, asymmetrical half bridge converter and the DC machine drive has been provided. The proposed online control method is implemented on TMS320F28335 to control the bidirectional and AHB converters. The DC machine drive system is used for speed control performed by ATMEGA32. Finally, simulation results and experimental results are presented in different operating condition to demonstrate the effectiveness and applicability of the combined converter strategy and the proposed control strategy. Keywords: SRG, Power Converter, Control Strategy, Battery Charger
کاهش روز افزون منابع انرژی تجدید ناپذیر و افزایش قیمت انرژی فسیلی اهمیتِ نیاز به وجودِ خودروهای هیبریدی و الکتریکی در جامعه امروز و آینده را دو چندان می‌نماید. در سال‌های اخیر محققان مطالعات خود را بر روی ژنراتور سوئیچ‌رلوکتانس (SRG) در زمینه‌های مدل کردن ژنراتور، طراحی، شبیه‌سازی و تحلیل و کنترل شروع کرده‌اند و نتایج ارزنده‌ای در عملکرد این ماشین به عنوان ژنراتور چه در زمینه توربین‌های بادی و چه در خودروهای برقی بدست آورده‌اند. مسائل مورد بررسی در استفاده از ماشین سوئیچ رلوکتانس شامل، کاهش میزان ریپل جریان لینک DC،کنترل زوایای روشنی و خاموشی فاز‌ها جهت افزایش راندمان و یا کاهش تلفات مسی، طراحی بهینه ماشین جهت استفاده در کاربردهای خاص و یا کاهشِ حجم و وزن ماشین، کنترل ژنراتور در سرعت‌های پایین و بالای مبنای ماشین و حفاظت ژنراتور در برابر بروز خطا می باشند. برای دستیابی به هر یک از این اهداف لازم است تا شیوه کنترل مناسب، مبدل الکترونیک قدرت ساده و کاربردی و ساختاری درخور و هدفمند برگزیده شود. یکی از مسائل مهم مورد بررسی در مد ژنراتوری ماشین مسئله جریان لینک و بار می‌باشد، بطوری‌که اعوجاج جریان شارژ، به هنگام استفاده از ماشین به‌عنوان باتری شارژر می‌تواند به باتری‌ها آسیب بزند و طول عمر آن‌ها را کاهش دهد. در این پایان‌نامه پس از معرفی این ماشین و بررسی عملکرد آن به معرفی تحقیقاتی که پیرامون مد ژنراتوری و همچنین استفاده از آن به عنوان باتری شارژر شده است، پرداخته خواهد شد. پس از مطالعات مناسب بر روی ماشین روشی مناسب جهت کنترل هوشمند و بهینه سیستم و تولید بیشینه توان در راندمان بیشینه ارائه می‌شود. در روند پایان‌نامه پس از تحلیل ماشین و یافتن زوایای بهینه کلیدزنی در شرایط مختلف توسط مجموعه شبیه‌سازی شده سیستم کنترلی هوشمند معرفی می‌شود. پایان‌نامه پیش‌رو پس از یافتن زوایای بهینه روشن شدن و خاموش شدن فاز به طراحی یک سیستم کنترل مناسب برای کلید‌زنی به‌صورت آنلاین می‌پردازد و با ارائه یک ساختار ترکیبی از مبدل دوجهته به‌عنوان مبدل ورودی و مبدل ماشین میزان اعوجاج جریان شارژ را در حالی کمینه می‌کند که توان الکتریکی تولیدی ماشین سوئیچ‌رلوکتانس بیشینه باشد. در انتها عملکرد مجموعه سیستم‌های کنترل و مبدل‌ها جهت رسیدن به اهداف پایان‌نامه که همان دستیابی به‌بیشینه توان در کمینه اعوجاج جریان است به‌وسیله آزمایش‌های شبیه‌سازی و عملی اثبات می‌شود. تست عملی با آماده کردن مبدل نیم‌پل نامتقارن (مبدل اصلی ماشین سوئیچ‌رلوکتانس)، مبدل دوجهته DC-DC و مبدل ماشین DC انجام می‌شود. سیستم کنترل پیشنهادی برای مبدل ماشین سوئیچ‌رلوکتانس و مبدل دوجهته توسط پردازشگر TMS320F28335 به سیستم اعمال می‌شود و مبدل ماشین DC به هدف کنترل سرعت ماشین توسط ریزپردازنده ATMEGA32 کنترل و کلیدزنی می‌شود. کلمات کلیدی: 1- ماشین سوئیچ رلوکتانس 2- باتری شارژر 3- مبدلDC-DC 4 - کنترل ژنراتور سوئیچ رلوکتانس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی