تقنيات التحكم فى قيادة المحرك الحثى لمركبات كهربائية تعمل بالطاقة الشمسية
خلال الفترة الأخير من القرن العشرين كانت هناك تغييرات تجعل السيارة الكهربائية أكثر جاذبية. أولاً ، هناك مخاوف متزايدة بشأن البيئة ، من حيث إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وكذلك الانبعاثات المحلية مثل العادم التي تساعد على جعل المدن المزدحمة غير مناسبة للعيش فيها. ثانياً ، حدثت تطورات في تقنية تصميم المركبات والمحركات وأجهزة التحكم وتحسين البطاريات القابلة لإعادة الشحن.
توليد الكهرباء من الخلايا الضوئية حصل على قبول عالمي بسبب طبيعته الصديقة للبيئة وتوافرها. ومع ذلك ، فإننا نحتاج أيضًا إلى خلايا الكهروضوئية الشمسية وبالنظر في الأنظمة الكهربائية الأخرى للمركبة مثل الأضواء والمؤشرات والملحقات مثل الراديو وما إلى ذلك. ولكنها عرضة للتغير بسبب العديد من العوامل مثل الظل والإشعاع ودرجة الحرارة وما إلى ذلك. لذلك ، يتم إجراء قياسات عملية لدرجات حرارة الغلاف الجوي والاشعاع الشمسي على مدار عدة أيام. لنقدم تقييمًا لتقنيات التحكم المختلفة بين أكثر خوارزميات تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT). الأداء بين المنطق الضبابي والمنطق PI مع خوارزمية P & O سيتم إجراء هذه المقارنة فيما يتعلق بكمية الطاقة المستخرجة من الخلايا الكهروضوئية (PV) ، باستخدام MATLAB / SIMULINK ، الاستجابة الديناميكية ، واستخدام أجهزة الاستشعار. في الإعداد التجريبي ، يتم استخدام محول DC-DC يتم التحكم به رقميًا استنادًا إلى خوارزمية P & O من أجل المنطق الضبابيFuzzy والمنطق PI ، لإنشاء نبضات PWM للمفاتيح. تظهر النتائج التجريبية الرئيسية تأثير الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة لخوارزميات MPPT التقليدية وتحسين خوارزمية MPPT باستخدام P & O مع وحدة تحكم منطقية ضبابية. التحكم الضبابيFuzzy له مزايا الدقة والموثوقية والاستجابة الديناميكية الأسرع والقدرة على تتبع بدقة تحت التغير في الظروف البيئية.
العاكس هو إلى حد كبير واجهة بين مصدر DC مثل الخلايا الكهروضوئية وشبكات التيار المتردد. هناك العديد من تقنيات العاكس القابلة للتنفيذ ومخططات لها، وستكون لكل واحدة مزاياها وعيوبها النسبية الخاصة. مثل الكفاءة والتوافقيات الناتجة هما عاملين ضروريين في اختيار نظام العاكس ، يتم استكشاف اثنين من استراتيجيات التحويل العاكس. هي العاكس أحادي القطب والثنائي القطب التي تسيطر عليها استخدام كل من SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation) وتقنيات THPWM (Third Harmonic Pulse Width Modulation). يتم محاكاة نماذج هذه التقنيات باستخدام برنامج MATLAB-Simulink. تتم مقارنة نتائج المحاكاة بنتائج نموذج تجريبي لتأكيد صحة النتائج. تؤخذ النتائج لكل من الأحمال الثابتة والديناميكية مع مؤشر تعديل مختلف. كل من المحاكاة والنتائج التجريبية في اتفاق جيد. وأظهرت النتائج أن العاكس أحادي القطبية يوفر تشويش منخفض من العاكس ثنائي القطب.
تعد طريقة التحكم V / F الثابتة واحدة من أكثر طرق التحكم في السرعة شيوعًا للمحركات الحثية (IMs) المستخدمة في الصناعات. طريقة التحكم V / F للمحرك الحثى، وتحسين أداء المحرك بثلاث تقنيات مقترحة. حيث أن أداء المحرك الحثى مع طريقة تحكم V / F ذات الحلقة المغلقة باستخدام تقنيات مختلفة ، تعتمد على تعديل العرض النبضي (PWM) مثل تعديل عرض النبضة بطريقة الدالة الجيبية (SPWM) ، تعديل عرض النبضة بطريقة اضافة التوافقية الثالثة(THPWM)، تعديل عرض النبضة بطريقة المتجة الفراغى (SVPWM) باستخدام MATLAB / Simulink. تم عمل نموج للمحرك الحثى في الإطار المرجعي المتزامن q-d. يتم مقارنة أداء محرك الحثى مع عزم حمل كامل باستخدام هذه التقنيات وعرض التوافقيات والتشوية الكلي (THD) ، وعرض جهد الخرج وسرعة المحرك. كما تم دراسة الأداء الديناميكي لمحرك الحث باستخدام SVPWM تحت السرعة المرجعية وتغير عزم الدوران.
يتم تقديم تقنية تحسين باستخدام (FLC) للتحكم في سرعة محرك الحثى IM باستخدام المتحكم PI مع المتحكم الضبابى واستخدام وحدة تحكم PI فقط. التي يتم توفيرها مع SVPWM لتوليد نبضات عمل للتبديل لـ IGBTs العاكس نظرًا لأن THD منخفضًا ،ولتحقيق كفائة و التخطيط الأمثل ، يستخدم المنطق الضبابي بتقنية PI للتحكم في سرعة محرك الحثى IM. يتم تقييم استخدام MATLAB / Simulink لدراسة الأداء بالمقارنة مع مخطط التحكم PI والتحكم FL-PI في سرعة المحرك الحثى ، ويستخدم متوسط الخطأ المطلق (MAE) للاستجابة السريعة غير المتزامنة للمحرك. تتم مقارنة السرعة الفعلية للمحرك غير المتزامن مع السرعة المرجعية. يتم معالجة الخطأ من خلال المتحكم FL-PI و PI ، ويتم التحكم في مخرجاتها في النسبة بين V / F من أجل التحكم في الجهد والتردد للمحرك غير المتزامن. تتضمن مزايا التحكم V / F منخفضة التكلفة بالنسبة للمحرك IM وأفضل الخيارات للتطبيقات المتغيرة السرعة وعزم الدوران تستخدم وظيفة كفاءة التحكم PI المثالية المستندة إلى FLC أيضًا لضبط وتقليل متوسط الخطأ المطلق لتحسين أداء المحرك غير المتزامن من حيث التغيرات في السرعة وعزم الدوران. تتم مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها من التحكم PI والضبابي مع تلك التي تم الحصول عليها من خلال وحدة تحكم PI لتأكيد المقارنة بينهما. وتشير النتائج إلى أن وحدة التحكم FL-PI أفضل من وحدة التحكم PI في جميع الحالات التي تم اختبارها ، والاستجابة العابرة تحت أحمال وسرعات ميكانيكية مختلفة ووحدة تحكم FL-PI أفضل من وحدات التحكم PI التي تطبق السرعة الثابتة و اختلافات الحمل الميكانيكي.
تم تقديم نموذج ديناميكي للمحرك الحثي في شكل vector control وميزات استخدام FOC. وتم عمل تحويلات الرياضية باستخدام تحويلات كلارك وبارك لفصل المتغيرات وتسهيل حلول المعادلات المعقدة مع معاملات متغيرة زمنياً. تم وصف محاكاة مخطط IFOC وعرض نتائج المحاكاة.
تم تطوير نموذج محاكاة ديناميكية للمركبة الكهربائية (EV) باستخدام MATLAB / Simulink. نموذج EV له هيكل شكلي مناسب للمحاكاة بمستويات متعددة من الدقة. يحتوي النموذج على هيكل قابل للتكوين مناسب للمحاكاة مع مستويات متعددة. كما يمكن استخدام نموذج نظام مجموعة نقل الحركة الذي تم تطويره باستخدام MATLAB / Simulink كنظام نموذجي للمركبات ، لنمذجة السيارات الكهربية لدعم تكامل تصميم نظام التحكم.