Методы и средства повышения эффективности систем тягового электропривода автономных транспортных средств

• Автор: Аносов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 293 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА УВЕЛИЧЕНИЯ ВРЕМЕНИ ПРОБЕГА АВТОНОМНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
1.1. Структурное моделирование системы тягового электропривода
1.2. Обобщенный критерий эффективности
1.3. Анализ изменения разрядной емкости тяговой аккумуляторной батареи
1.3.1. Анализ режимов разряда АБ
1.3.2. Экспериментальные исследования
1.4. Применение силового фильтра в составе системы тягового электропривода
1.5. Использование накопителей энергии
1.5.1. Электромеханические накопители энергии
1.5.2. Индуктивные накопители энергии
1.5.3. Индуктивно-емкостные накопители энергии
1.5.4. Молекулярные конденсаторы
1.5.5. Аккумуляторные батареи
1.5.6. Электрохимические конденсаторы
2. РАЗРАБОТКА БЛОКА ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
2.1. Описание экспериментальной установки
2.2. Обработка результатов эксперимента
2.2.1. Выбор интервала дискретизации А?
2.2.2. Выбор длины реализации
2.2.3. Получение зависимости и$) и МсО)
2.2.4. Стационарность и эргодичность случайных процессов
2.2.4.1. Доказательство стационарности случайных процессов
2.2.4.2. Проверка эргодичности процесса
2.2.5. Закон распределения
2.2.6. Коэффициент корреляции

2.2.7. Спектральная плотность
2.3. Модель блока внешних воздействий
3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
3.1. Химические источники тока
3.1.1. Статическая математическая модель аккумуляторной батареи
3.1.2. Расчет разрядных характеристик ХИТ
3.1.3. Динамическая модель аккумуляторной батареи
3.2. Электрохимические конденсаторы
3.2.1. Математическая модель электрохимического
конденсатора
3.2.2. Учет динамических свойств суперконденсатора
4. СИНТЕЗ СИЛОВЫХ ФИЛЬТРОВ
4.1. Анализ частотного спектра
4.2. Выбор силового фильтра по минимуму среднеквадратичной ошибки
4.2.1. Некоррелированные случайные процессы и3р) и Мер)
4.2.2. Коррелированные случайные процессы и3р) и Мср)
4.3. Параметрическая оптимизация силового фильтра
4.3.1. Объект оптимизации
4.3.2. Процедура синтеза
4.3.3. Параметрический синтез для коррелированных процессов и3р) и Мср)
4.4. Проверка результатов синтеза
4.4.1. Некоррелированные процессы
4.4.2. Коррелированные процессы
4.5. О целесообразности применения силовых фильтров
4.5.1 Некоррелированные случайные процессы
4.5.2. Коррелированные случайные процессы
4.5.3. Оценка массогабаритных показателей силовых фильтров

5. АВТОНОМНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА С КОМБИНИРОВАННОЙ ЭНЕРГОУСТАНОВКОЙ
5.1. Расчет мощности и энергоемкости источников питания
5.1.1. Предварительный расчет мощности и энергоемкости
5.1.2. Уточненный расчет мощности и энергоемкости элементов КЭУ
5.2. Применение электрохимического конденсатора в качестве основного источника питания
5.2.1. Расчет переходных процессов в приводе с реальной нагрузкой
5.3. Синтез статических характеристик тягового электропривода
5.4. Исследование комбинированной энергоустановки с буферным источником питания
5.4.1. Математическое описание системы с КЭУ
5.4.2. Расчет переходных процессов в системе с БИЛ
5.5. Исследование характеристик комбинированной энергоустановки с силовым фильтром
6. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В АВТОНОМНОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
6.1. Система тягового электропривода переменного тока с силовым фильтром
6.2. Использование силового фильтра для подавления перенапряжений
6.2.1. Возникновение перенапряжений в преобразователе
6.2.2. Математическое описание длинной линии
6.2.3. Анализ волновых процессов в кабеле
6.2.4. Влияние параметров кабеля и его длины на величину перенапряжений
6.2.5. Моделирование системы частотного управления с силовым фильтром

управляющего и возмущающего воздействий. Реализация поставленной задачи выполнена в инстументально-ориентированной среде ИСМА [62], с использованием так называемой структурно-текстовой спецификации моделей (СТС). Суть СТС состоит в том, что функционал (1.2 или 1.3) практически без изменений естественной формы записи (рис. 1.4) представляется в текстовом блоке (ТХТ), который является структурной компонентой графического интерфейса системы ИСМА. Входными параметрами ТХТ являются соответствующие переменные правой части (1.2), определенные в структуре системы тягового электропривода (рис. 1.2).
Рис. 1.4. Свойства текстового блока ТХТ в ИСМА
Пример расчета предложенного критерия приведен в [30].
Однако, такой подход не даст решения задачи синтеза системы, который мог бы быть проведен при аналитическом подходе к оптимизации системы. Для реализации аналитического подхода необходимо упрощение выражения полученных интегралов (1.2, 1.3) с помощью введения обоснованных
допущений в части практического использования критерия эффективности. Это проще всего сделать, исходя из физических соображений.