Tevékenység: 1. A villamos hajtású jármű rendszerirányítása



Hasonló dokumentumok
Dr Szénásy István: Villamos hajtások

1. Szinkronmotoros hajtások közúti járműveken. Az alkalmazandó feszültségszintek

Rajzolja le és jegyezze meg a szinkron generátor modell-ábráját az inverterével, a sebesség-, és az áramvektorszabályozóval.

Kulcsfogalmak: energiairányítási vagy menedzsment, BMS akkumenedzsment

Tevékenység: Rajzolja le és jegyezze meg:

Aszinkron motoros hajtás Matlab szimulációja

Toyota Hybrid Synergy Drive


Az E-van kutatási projekt eredményei és haszna

ZF automata sebességváltó a közlekedésbiztonságért. Tata, Czakó László Protruck Kft

a) az egyszerű, skalár megoldásánál: az I állórészáram amplitúdóját, míg a

HIBRIDJÁRMŰ FEJLESZTÉS GYŐRBEN

.1 ábra. Aszinkron motoros hajtás üzemi tartományai. A motor forgásirányváltása

75/2007 Elnöki Szabályzat. A gépjárművek és pótkocsik fékvizsgálatánál alkalmazott joghatályos mérések kiértékeléséről

1. Az állandó mágneses, áramvektor-szabályozott szinkronmotor elve, szabályozása és tulajdonságai járműhajtásokban

Járműinformatika A jármű elektronikus rendszerei

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

Tanulmányozza az 5. pontnál ismertetett MATLAB-modell felépítést és működését a leírás alapján.

HV Hybrid Vehicle hibridhajtású jármű HV-ECU a hibridhajtás központi elektronikus irányítóegysége (nem a Body-EVU és nem a CAN átjáró) HV battery

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

Érzékelők és beavatkozók

BPW AGRO Drive A hidraulikus meghajtású tengely

A II. kategória Fizika OKTV mérési feladatainak megoldása

Villamos és hibrid közúti járművek. Blága Csaba Elektrotechnikai-Elektronikai Tanszék Miskolci Egyetem

Drágán üzemelnek a régi motorok

Pneumatikus hajtású jármű hajtásláncának megtervezése és optimalizációja. Készítette: Vidovics Lajos

KT2 Kötöttpályás járművek szerkezete

Intelligens gépek elemei Bevezetés

MTZ 320 MTZ 320 MÛSZAKI ADATOK MÉRETEK ÉS TÖMEGADATOK MOTOR ERÕÁTVITEL KORMÁNYMÛ HAJTOTT ELSÕ TENGELY ELEKTROMOS BERENDEZÉSEK FÉKBERENDEZÉS

Pneumatikus kompatibilitás

Dr Szénásy István: Villamos hajtások Egyenáramú állandómágneses motorok és hajtástechnikai alkalmazásaik. Szinkron- és aszinkron motoros járműhajtások

1. Magyarázza meg és definiálja a négyütemű benzinmotor alábbi jellemzőit! Elméleti és valóságos körfolyamat A fajlagos fogyasztás és légviszony

Szóbeli vizsgatantárgyak. 1. Villamos gépek és hajtások 2. Bányavillamossági és bányaipari ismeretek /V

Jegyzet A vasútmodellezés és a nagyvasút szakkifejezéseinek megismeréséhez és megértéséhez. 2. rész.

Győr, az elektromos autók mintavárosa

Városi vasutak fékrendszerei

Elektromechanika. 4. mérés. Háromfázisú aszinkron motor vizsgálata. 1. Rajzolja fel és értelmezze az aszinkron gép helyettesítő kapcsolási vázlatát.

KEDVEZMÉNYES MECHANIKAI ALKATRÉSZEK LISTÁJA

Mérnöki alapok 4. előadás

Szóbeli vizsgatantárgyak

Nagyállattenyésztési és Termeléstechnológiai Tanszék VILLAMOSÍTÁS. Gépjármű-villamosság. Készítette: Dr.Desztics Gyula

Motortechnológiák és különböző motortechnológiákhoz illeszthető frekvenciaváltók

EGYENÁRAMÚ GÉP VIZSGÁLATA Laboratóriumi mérési útmutató

= szinkronozó nyomatékkal egyenlő.

NGB_KV008_1. TANTÁRGYI TEMATIKA Tantárgy kód

Haszongépjármű fékrendszerek Alapok Rendszerfelépítés

JÁRMŰRENDSZEREK TERVEZÉSE (Tervezési útmutató) Oktatási segédlet

hybrid kézikönyv Mit jelent a hybrid?

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

A gördülőelemes hajtás előnyei

Magas minőségi követelményeket kielégítő szinkronmotoros szervó hajtások. Bakos Ádám

35/2016. (VIII. 31.) NFM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Járműinformatika Bevezetés

Alapfogalmak, osztályozás

12/2013. (III. 29.) NFM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Járműinformatika Bevezetés

Szerszámgépek és ipari robotok (BMEGEGTMG02; 4 kr.) Záróvizsga orientáló kérdések

Villamos gépek I. Egyfázisú transzformátor 3 1. A vasmag funkciói 3 2. Növekedési törvények 4 3. Felépítés: vasmag kialakítása (lemezelés,

Csuklós szerkezetek reakciói és igénybevételi ábrái. Frissítve: példa: A 12. gyakorlat 1. feladata.

(Az 1. példa adatai Uray-Szabó: Elektrotechnika c. (Nemzeti Tankönyvkiadó) könyvéből vannak.)

Mobilitás és Környezet Konferencia

1

Villamos gépek és készülékek

Alkalmazási ismertető

Az ExpertALERT szakértői rendszer által beazonosítható hibák felsorolása

NEMZETI FEJLESZTÉSI MINISZTÉRIUM

Szakképesítés: Automatikai technikus Szóbeli vizsgatevékenység A vizsgafeladat megnevezése: Irányítástechnikai alapok, gyártórendszerek

Ütközések vizsgálatához alkalmazható számítási eljárások

Gépjárművek és mobilgépek I.

Mérnöki alapok 11. előadás

HV Hybrid Vehicle hibridhajtású jármű HV-ECU a hibridhajtás központi elektronikus irányítóegysége (nem a Body-EVU és nem a CAN átjáró) HV battery

AZ ELEKTROMOS AUTÓZÁS ELŐNYEI, JÖVŐJE

Példa: Normálfeszültség eloszlása síkgörbe rúd esetén

BIZTONSÁG Autósiskola 5440 Kunszentmárton Rákóczi út / Ny.Sz:

2. A gépkocsi vezetése

SZÁMÍTÁSI FELADATOK I.

A környezetbarát autózás 10 pontja

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőgépek, Anyagmozgatógépek és Üzemi Logisztika Tanszék. Közlekedéstan II.

MÁGNESES TÉR, INDUKCIÓ

Prop-tech MT-02 diagnosztikai Multi-teszter

Az aszinkron és a szinkron gépek külső mágnesének vasmagja, -amelyik általában az

KT2 Kötöttpályás járművek szerkezete

VILLAMOS FORGÓGÉPEK. Forgó mozgás létesítése

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

KT2 Kötöttpályás járművek szerkezete ZH GYAK

MINTA Írásbeli Záróvizsga Mechatronikai mérnök MSc. Debrecen,

Kerékagymotoros Formula Student versenyautó menetdinamikai szimulációja

Elektrotechnika "A" tételek

A MÁV-START Zrt. járműfejlesztési stratégiája. Schwartz István

Tartalom. Bevezetés... 9

Szigetelés Diagnosztikai Konferencia Nagyteljesítményű turbógenerátorok állapot és diagnosztikai vizsgálatainak rendszere KTT

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Robert Bosch Mechatronikai Tanszék

BEMUTATÓ FELADATOK (2) ÁLTALÁNOS GÉPTAN tárgyból

Elektrotechnika. 11. előadás. Összeállította: Dr. Hodossy László

Erőátvitel tervezése (BMEKOGJM612) féléves tervezési feladat kiírás

4. Mérés Szinkron Generátor

ÚJ! Fluke 438-II Hálózat- minőség és motor analizátor

Vízóra minıségellenırzés H4

MEZŐGAZDASÁGI ÉS ERDÉSZETI GÉPÉSZTECHNIKAI ISMERETEK ÁGAZATON BELÜLI SPECIALIZÁCIÓ SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA I. RÉSZLETES ÉRETTSÉGI VIZSGAKÖVETELMÉNYEK

MOTOR HAJTÁS Nagyfeszültségű megszakító

Átírás:

Tevékenység: Rajzolja le és jegyezze meg hibrid gépjármű irányítási rendszerét, belsőégésű motor munkamezejét az azonos fogyasztású vonalakkal és az állandó teljesítményt jelentő hiperbolákkal, hibrid autó fékerő-tartományának elvi megosztását a villamos motor féknyomatékával, a légrésindukció hőfokfüggését állandó-mágneses szinkronmotorban. Tanulmányozza és jegyezze meg: a járműirányítás megvalósulását hibrid járműben, a menetstabilizálást a hajtásszabályozásba beavatkozással, az emelkedőn-lejtőn indulás automatikus segítését, a kerékcsúszási sebesség vagy szlip szabályozását csúszós úton, a hőmérsékletnövekedés következményeit állandó-mágneses szinkronmotorban, a hűtés szükségességét. 1. A villamos hajtású jármű rendszerirányítása Az alábbi, 1. ábrán egy vegyes, soros-parallel hibrid gépjármű energiafolyama, a rendszerirányítás által figyelembe vett jelek, valamint egyes alrendszerek kapcsolatai láthatók. 1 ábra: Vegyes hibrid gépjármű irányítási rendszere (feliratok: baloldalt gázpedál, járműsebesség, klíma, sebváltó helyzete, fékpedál, akkutelep, lent: indítókulcs, lopásgátló rendszer, kis akku, jobbra: benzinmotor kihajtás, hajtott kerekek, villamos motor kihajtás, visszatápláló féküzem) 2. A belsőégésű munkapontjai és azok megválasztása soros vagy vegyes hibrid hajtásnál

Az irányítás egyik területe a belsőégésű motorra vonatkozik. Tekintve, hogy a jármű kerekeinek hajtása a soros vagy vegyes hibrid megoldásokban mechanikailag is csak közvetetten kapcsolódik a belsőégésű motorhoz, a teljesítmény másik részét a villamos motor szolgáltatja, lehetőség nyílik a belsőégésű motor - járműsebesség kapcsolat szabadabb megválasztására, miként az például a dízelmotoros, de villamos hajtású vasúti járművek esetében az 1920-as évek óta használatos. Azaz, a belsőégésű motor munkapontjai szabadon megválaszthatók egy adott teljesítményszinten. Ez utóbbiak egy egy P i = M ω= const részteljesítményi hiperbolát képeznek, amelyeken Pi = const., illetve M = P/ ω. E görbék mentén a teljesítmény számértéke azonos, de a belsőégésű motor minden jellemzője, ideértve a mechanikai igénybevételek mértékét is, változó. Ezek mérlegelése ad lehetőséget arra, hogy az egyes, növekvő részteljesítményi munkapontokat a nyomaték-fordulatszám mezőben hova helyezzék, amint e pontok sorozatát jelző vastag vonal egy valós hibrid jármű esetén mindezt mutatja. A legalacsonyabb fekvésű hiperbola a legkisebb részteljesítményt, a legmagasabban fekvő pedig a névleges teljesítményt jelzi, 2. ábra. 2. ábra. Belsőégésű motor munkamezeje: azonos fogyasztású vonalai, és az állandó teljesítményt jelentő hiperbolák a nyomaték-fordulatszám mezőben (feliratok: a kék vonalon a belsőégésű motor működési zónája, jobbra: az üzemanyagfogyasztás jó, fent és gyenge, lent.) Természetesen az egyik fő szempont a lehetséges munkapont-helyek eldöntésénél a fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás mérőszáma. A járműirányítás megvalósulása hibrid járműben egyrészt azt jelenti, hogy a járművezetőtől, a gázpedáltól érkező nyomaték-igény az aktuális járműsebességen már teljesítmény-számértéket képvisel, és ezt a szabályozott fordulatszámú és a mennyiség-vezérelt befecskendező rendszerrel adott nyomatékot adó belsőégésű motor szolgáltatja. továbbá az irányítás gondoskodik arról, hogy a villamos generátor felvett nyomatéka a belsőégésű motort a kívánt teljesítményszintű, de egyúttal gazdaságos munkaponton

segítse tartani, miközben a jármű hajtási teljesítményéhez hozzájáruló villamos motor által kifejtett nyomatékkal a kerekek felé kihajtó össznyomaték a járművezetői igénynek, pedálhelyzetnek feleljen meg. az akkutelep töltöttségi szintjének korlátain belül engedélyezi a villamos motor nyomatékának hozzájárulását a hajtáshoz. féküzemben összehangolja a villamos motor generátoros féknyomatékát és a hidraulikus fékberendezés féknyomatékát. kezeli a menetstabilizálási feladatokat. végül, az épp rendelkezésre álló szabad teljesítményhányadból a generátor útján tölti az akkutelepet, ha annak töltöttségi szintje ezt igényli. 3. Különleges hajtási részfeladatok irányítása 3.1.Menetstabilizálás a hajtásszabályozásba beavatkozással Egyes, különlegesnek mondható járműhajtási üzemállapotokban, így a kerékcsúszás határánál, a generátoros féknyomaték szabályozásánál, és korszerű menetstabilizálási rendszereknél az ívmenetben történő nyomatékszabályozásnál az irányításnak mindkét nyomatékforrást tudni kell kezelnie. Ehhez az egyes villamos gépek aktuális üzemébe történő hatékony és gyors beavatkozás nélkülözhetetlen, 3. ábra. 3. ábra. A menetstabilizálás elve, a főbb informatikai kapcsolatok a hajtásirányítással kapcsolatban az egyes számítási és irányítási egységek között. A THS ECU végzi a hajtás szinkron motorjának aktuális beavatkozását a stabilizálási folyamatba, nyomatékváltoztatással. 3.2.Emelkedőn-lejtőn indulás automatikus segítése A kézifék vagy a fék felengedésekor a lejtőn vagy emelkedőn önmagától elinduló jármű hajtott kerekeinek érzékeny forgás-észlelése megindítja a helyben tartás funkciót, és a

motornyomaték gyors, de kerék-szöghelyzetre szabályozott megnövelésével a kerék elfordulását megakadályozza, lejtőn és emelkedőn egyaránt. 3.3.Sebesség és csúszási sebesség, másként a szlip szabályozása csúszós úton Az alábbi, 4. ábra szemlélteti a jármű kedvezőtlen körülmények közötti indítása során végezhető beavatkozásokat a hajtott keréken kifejtett nyomaték gyors változtatásával: 4. ábra. Csúszási sebesség-szabályozott gépjárműkerék-hajtás növekvő sebességnél átvitt közel állandó nyomatéka az idő függvényében A függőleges tengelyen a sebesség km/h, a pedálhelyzet %-os, viszonylagos értékben szerepel. A vizsgát esetben a járművezető a gáz -pedál lenyomásával 73 %-os nyomaték-kifejtést igényel, ami a csúszós úton nem realizálható. A kék ferde egyenes vonal állandó nyomatékkal elért állandó gyorsuláshoz tartozó, egyenes alakú sebesség-idő függvényt mutat, amely szlipszabályozással megvalósítható. Az anélküli hajtás alatti megcsúszások némelyike nagy és hirtelen növekvő megperdülési sebességhez vezet, amelyek gyorsan csökkenhetnek. A villamos generátoros fék és a hidraulikus fék tartományainak kapcsolata az alábbi, 5. ábrán követhető. Megfigyelhető, hogy a pedálút mértékével arányos az össz-fékerő, amelyen belül a generátoros fék nyomatéka több, mint 90 %.

5. ábra. Hibrid személygépkocsi féküzemének és fékerő-tartományának elvi megosztása a hidraulikus fék és a szinkron gép generátoros féknyomaték-lehetőségei között, a sebesség függvényében. A fékerő vezérlése a fékpedál után különválik a villamos generátoros féknyomaték beállítására, amely az áramvektor-szabályozású szinkronmotorban a már ismert módon történik, valamint a hidraulikus fék adott mértékű hozzájárulásának megvalósítására. Ez utóbbi feladathoz a hidraulikus fék elektronikus vezérlésének megvalósítására volt szükség. Mindezeket a feladatokat csak jól átgondolt, megtervezett és programozott számítógép irányítású rendszerrel lehetséges teljesíteni, amely a vezetői igényeket a jármű aktuális üzemállapota szerinti valamennyi jellemző kiértékelése alapján valósítt atja meg. 4. Melegedés hatásai az állandó-mágneses motorokra, hűtés Az állandó-mágnesek remanens indukciója, és ezzel a motorok fluxusa hőmérsékletfüggő, emiatt a tervezetten túli hőfokemelkedés fluxus- és nyomatékcsökkenéssel jár. Tipikus üzemi hőfok a hibrid járműveknél, amelyek szinkron gépeit a sebességváltó házába építették, 120 o C, mert ezt a hőmérsékleti szintet a sebességváltó-olajé sem haladhatja meg. A sebességváltóba integrált villamos gépek hűtésére kézenfekvő az olajhűtés, mert helyben van, olajszivattyúja bárhova eljuttathatja az olajat, ami még villamosan szigetelő hatású is. A 6. ábra egy kísérleti motor állórész-tekercsére fecskendezendő olaj fúvókáit mutatja. Gyártásba került motorok olajrendszere kevésbé költséges kialakítású, és léteznek részben olajba merülő forgórészű konstrukciók is. 6. ábra. Hűtési célú olajfúvókák kísérleti szinkronmotor állórészében, a tekercsfejekre fúvó iránnyal A 7. ábrán a légrésindukció hőfokfüggése látható. A mai villamosgép-gyártásban az 1,1-1,2 T üzemi hőmérsékleten mért indukcióérték állandó-mágneses gépekben már szokásos értékké vált a Nd-FeB neodymium mágneseknél. Az indukciócsökkenés nemlineárissá, jobban esővé válik a magasabb hőmérsékleten.

7. ábra. A légrésindukció hőfokfüggése különböző hibrid autóknál az állandómágneses szinkron motorban (felirat: remanens indukció, B, 10kGauss=1Tesla=1Vs/m2, autótípusok) Az alábbi, 8. ábrán a Hc koercitív erő értékének csökkenése látható növekvő hőfokokra. Ez a hatás sokkal nagyobb mértékű, mint az indukció csökkenése, és a lemágnesezhetőség veszélyét tartalmazza. 8 ábra. Az állandó mágnes koercitív erejének csökkenése növekvő hőmérsékleteken A 9. ábra szerint a hőfok növekedésével az állandó-mágnes mindkét jellemzője romlik, és a hiszterézishurok területe jelentősen csökken, ami a mágnes energiatartalmának átmeneti csökkenését jelzi. Lehűléssel visszaáll az eredeti érték.

9 ábra. A mágnesezési görbe területének csökkenése növekvő hőmérsékleteken, NdBFe mágnesanyag esetén A 10. ábrán az IGBT modul fizikai rétegszerkezete és a hőáramlás iránya látható. 10. ábra. A hőáramlás az IGBT modulban a hűtőfolyadék felé. (feliratok:hőáram, hűtőközeg, forrasztás, hővezetést javító speciális zsírbevonat, hűtőtömb) 5. Szinkronmotoros vasúti járműhajtások Tevékenység: Olvassa el az alábbi ismertetőt Tekintve, hogy az utóbbi években már állandó-mágneses szinkron motorokat, 11. ábra, gyártanak a nagysebességű francia villamos motorvonatok részére, és mivel a régebbi építésű, gerjesztett forgórészű (póluskerekű) szinkron vontatómotorok is csak a francia járművekben találhatóak, ez utóbbiak elemzésétől eltekintünk. Az állandó-mágneses szinkron motorok gyakorlatilag csak teljesítményszintjükben térnek el a közúti járművekben használtakétól, hajtásirányításuk is elvben azonos azokéval, de a gépjárművek mai vonó-és fékerő-szabályozásának tárgyalt speciális rendszertechnikai problémáinál a vasúti vontatásnál lévők a nagyobb időállandók miatt lassabban lezajlóak. Az indítás alatti kerékperdülés elhárítása itt is viszonylag gyors beavatkozást igényel. A fékrendszerrel való együttműködés területén a fékrendszer pneumatikus működtetésének következtében a nagyobb reagálási sebességű beavatkozás mindenképpen a szinkron motorral lehetséges, azaz a hajtásirányítás feladatai közelítenek a mai gépjárművekben találhatókéhoz.

A következő, 11. és 12. ábrákon a szinkronmotor forgó- és állórészének képei láthatók, majd a nagysebességű forgóvázba épített vontatómotorok láthatók. A kihajtás szükséges nagy függőleges lengő szögtartományait ennél a járműnél az ú.n. tripod tengelyű hajtás teszi lehetővé, a gépjárművek hajtott féltengelyeinek csuklós kialakításával. 11. ábra. A TGV nagysebességű járműveinek állandó-mágneses szinkron motorja, alul a rotor az állandó mágnesek kirepülése elleni nem-mágneses védőburkolattal, jobbra fent az állórész tekercsfejei még szabadon 12. ábra. A nagysebességű ( 570 km/h ) forgóváz elvi rajza a szinkron vontatómotorokkal és a hajtóművel (feliratok: kikötőrúd a reakcióerőre, hajtómű végfokozat, csapágyak, tengely, kerék, hajtómű, csuklós tengely, forgóvázkeret). A féktárcsák és a fékmechanizmus nincs ábrázolva