Розробка математичної моделі нелінійного електричного кола з автономним регульованим електромеханічним перетворювачем енергії
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.154680Ключові слова:
нелінійне електричне коло, літій-іонний акумулятор, суперконденсатор, асинхронний двигунАнотація
Об’єктом даного дослідження є нелінійне електричне коло з автономним регульованим електромеханічним перетворювачем енергії. Таке коло на сьогоднішній день має широке практичне застосування в різних транспортних засобах, розробники яких проводять дослідження та розрахунок таких кіл на всіх етапах проектування.
Одним з проблемних місць такого кола є складність його розрахунку. Коло містить ряд нелінійних фізичних елементів: електродвигун, акумулятор, суперконденсатор. Числові розрахунки такого кола будуть дуже складними та вимагають великої обчислювальної потужності. Як наслідок, багато існуючих моделей для дослідження таких кіл є сильно спрощеними, що не дає можливості здійснювати точні енергетичні розрахунки.
В ході даного дослідження була створена математична модель даного кола, адекватність якої достатня для енергетичних розрахунків при мінімальній складності. Для цього були досліджені існуючі моделі елементів кола, в яких було знехтувано параметрами з несуттєвим впливом на електромагнітні процеси. При цьому короткочасні ефекти, такі як імпульсний характер перетворення електричної енергії та додаткові втрати енергії в елементах, були враховані. На основі математичної моделі створена комп’ютерна модель нелінійного електричного кола з автономним регульованим електромеханічним перетворювачем енергії, яка задовольняє вимоги точності для енергетичних розрахунків та при цьому є помірно складною.
Отримана модель є точнішою для проведення енергетичних розрахунків за більшість існуючих моделей за рахунок врахування імпульсних режимів роботи електричного перетворювача та електромагнітних втрат електромеханічного перетворювача. Також завдяки знехтуванню певних параметрів джерела живлення, які незначною мірою впливають на втрати енергії, дана модель має меншу складність, ніж інші точні моделі цього кола. Таким чином, отримана модель буде оптимальною саме для енергетичних розрахунків нелінійного електричного кола з автономним регульованим електромеханічним перетворювачем.
Посилання
- Pankratov, V. V. (1999). Vektornoe upravlenie asinkhronnym elektroprivodom. Novosibіrs'k, 66.
- Stat'i o vektornom upravlenii. Available at: http://xn----8sbecmada0aoptggbsmf4a0a.xn--p1ai/stati-o-vektornom-upravlenii.html
- Shepherd, C. M. (1965). Design of Primary and Secondary Cells. Journal of The Electrochemical Society, 112 (7), 657–664. doi: http://doi.org/10.1149/1.2423659
- Tang, X. (2011). Li-ion battery parameter estimation for state of charge. American Control Conference (ACC), 941–946. doi: http://doi.org/10.1109/acc.2011.5990963
- Wang, C., Appleby, A. J., Little, F. E. (2001). Electrochemical impedance study of initial lithium ion intercalation into graphite powders. Electrochimica Acta, 46 (12), 1793–1813. doi: http://doi.org/10.1016/s0013-4686(00)00782-9
- Rahimi-Eichi, H., Ojha, U., Baronti, F., Chow, M.-Y. (2013). Battery Management System: An Overview of Its Application in the Smart Grid and Electric Vehicles. IEEE Industrial Electronics Magazine, 7 (2), 4–16. doi: http://doi.org/10.1109/mie.2013.2250351
- Lee, J., Nam, O., Cho, B. H. (2007). Li-ion battery SOC estimation method based on the reduced order extended Kalman filtering. Journal of Power Sources, 174 (1), 9–15. doi: http://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.03.072
- Maletin, Y., Novak, P., Shembel, E., Izotov, V., Strizhakova, N., Mironova, A. et. al. (2005). Matching the nanoporous carbon electrodes and organic electrolytes in double layer capacitors. Applied Physics A, 82 (4), 653–657. doi: http://doi.org/10.1007/s00339-005-3416-9
- Biletskyi, O. O. (2016). Enerhetychni protsesy v kolakh zariadu superkondensatoriv zi zminnymy pochatkovymy napruhamy. Kyiv, 195.
- Liu, S., Peng, J., Li, L., Gong, X., Lu, H. (2016). A MPC based energy management strategy for battery-supercapacitor combined energy storage system of HEV. 35th Chinese Control Conference, 8727‑8731. doi: http://doi.org/10.1109/chicc.2016.7554751
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Mykola Ostroverkhov, Danylo Trinchuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
