2094

Продолжение прил. 2

Form1.ke3.Checked:=false;

Form1.ke4.Checked:=false;

Form1.ke5.Checked:=false;

end;

procedure TForm1.ke3Click(Sender: TObject); begin

Form1.ke1.Checked:=false;

Form1.ke2.Checked:=false;

Form1.ke3.Checked:=true;

Form1.ke4.Checked:=false;

Form1.ke5.Checked:=false;

end;

procedure TForm1.ke4Click(Sender: TObject); begin

Form1.ke1.Checked:=false;

Form1.ke2.Checked:=false;

Form1.ke3.Checked:=false;

Form1.ke4.Checked:=true;

Form1.ke5.Checked:=false;

end;

procedure TForm1.ke5Click(Sender: TObject); begin

Form1.ke1.Checked:=false;

Form1.ke2.Checked:=false;

Form1.ke3.Checked:=false;

Form1.ke4.Checked:=false;

Form1.ke5.Checked:=true;

end;

procedure TForm1.kr1Click(Sender: TObject); begin

Form1.kr1.Checked:=true;

Form1.kr2.Checked:=false;

Form1.kr3.Checked:=false;

Form1.kr4.Checked:=false;

Form1.kr5.Checked:=false;

end;

procedure TForm1.kr2Click(Sender: TObject); begin

Form1.kr1.Checked:=false;

271

Продолжение прил. 2

Form1.kr2.Checked:=true;

Form1.kr3.Checked:=false;

Form1.kr4.Checked:=false;

Form1.kr5.Checked:=false;

end;

procedure TForm1.kr3Click(Sender: TObject); begin

Form1.kr1.Checked:=false;

Form1.kr2.Checked:=false;

Form1.kr3.Checked:=true;

Form1.kr4.Checked:=false;

Form1.kr5.Checked:=false;

end;

procedure TForm1.kr4Click(Sender: TObject); begin

Form1.kr1.Checked:=false;

Form1.kr2.Checked:=false;

Form1.kr3.Checked:=false;

Form1.kr4.Checked:=true;

Form1.kr5.Checked:=false;

end;

procedure TForm1.kr5Click(Sender: TObject); begin

Form1.kr1.Checked:=false;

Form1.kr2.Checked:=false;

Form1.kr3.Checked:=false;

Form1.kr4.Checked:=false;

Form1.kr5.Checked:=true;

end;

procedure TForm1.N2Click(Sender: TObject); begin

Form3.Show;

end;

procedure TForm1.N4Click(Sender: TObject); begin

Form3.Show;

end;

procedure TForm1.N8Click(Sender: TObject); begin

272

Продолжение прил. 2

Form1.Create_Alias('base'); // Form1.Close;

end;

end.

unit vibor; interface uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, StdCtrls; type

TForm2 = class(TForm) ComboGos: TComboBox; Button1: TButton;

procedure FormCreate(Sender: TObject); procedure Button1Click(Sender: TObject); private

{Private declarations } public

{Public declarations } end;

var

Form2: TForm2; implementation uses sign, notrealize; {$R *.dfm}

procedure TForm2.FormCreate(Sender: TObject); begin

Form2.ComboGos.Items.Clear;

Form1.Table1.First; repeat

Form2.ComboGos.AddItem(

Form1.DBGrid1.DataSource.DataSet.Fields[4].AsString,

Form1.DBGrid1.DataSource.DataSet.Fields[4]);

until Form1.DBGrid1.DataSource.DataSet.FindNext = false ; //эта строка выбирает первый госномер списка

Form2.ComboGos.ItemIndex:=0;

//а эта может выбирать пустую строку

273

Продолжение прил. 2

//Form2.ComboGos.ItemIndex:=-1; end;

procedure TForm2.Button1Click(Sender: TObject); var

probeg:integer; begin

Form1.goska:= Form2.ComboGos.Text;

Form1.Label4.Caption:= Form1.goska; Form1.Table1.First;

repeat

if Form3.DBGrid1.DataSource.DataSet.Fields[4].AsString = Form1.goska then begin

Form1.marka:=Form3.DBGrid1.DataSource.DataSet.Fields[0].AsString; Form1.tipa :=Form3.DBGrid1.DataSource.DataSet.Fields[1].AsString; Form1.nominalm :=Form3.DBGrid1.DataSource.DataSet.Fields[2].AsFloat; Form1.kritikalm :=Form3.DBGrid1.DataSource.DataSet.Fields[3].AsFloat; end;

until Form3.DBGrid1.DataSource.DataSet.FindNext = false ; Form1.Label6.Caption:= Form1.marka; Form1.Label8.Caption:= Form1.tipa; Form1.Label12.Caption:= FloatToStr(Form1.nominalm); Form1.Label14.Caption:= FloatToStr(Form1.kritikalm); probeg:=0;

Form1.Table2.First; repeat

if Form3.DBGrid2.DataSource.DataSet.Fields[0].AsString = Form1.goska then begin

probeg:=probeg+Form3.DBGrid2.DataSource.DataSet.Fields[4].AsInteger;

end;

until Form3.DBGrid2.DataSource.DataSet.FindNext = false ; Form1.probegt := probeg;

if Form1.probegt <> 0 then Form1.Label10.Caption:= IntToStr(Form1.probegt)

else Form1.Label10.Caption:= '<нет данных!>'; Form1.Label16.Caption:='';

Form2.Close;

end;

end.

274

Окончание прил. 2

unit notrealize; interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls, DBCtrls, Grids, DBGrids; type

TForm3 = class(TForm) Button1: TButton; DBGrid1: TDBGrid; DBGrid2: TDBGrid;

DBNavigator1: TDBNavigator;

DBNavigator2: TDBNavigator; procedure Button1Click(Sender: TObject); private

{Private declarations } public

{Public declarations } end;

var

Form3: TForm3; implementation uses sign;

{$R *.dfm}

procedure TForm3.Button1Click(Sender: TObject); begin

Form3.Close;

end;

end.

275

Приложение 3

Динамический расчёт автомобиля

Динамический расчёт автомобиля производится для формулировки исходных данных для проектирования тягового электропривода. В качестве исходных данных для проектирования мотор-колёс используются следующие базовые параметры:

номинальная нагрузка на шину GK, Н;

максимальная скорость Vmax, км/ч;

максимальный динамический фактор Dmax;

удельная расчётная мощность автомобиля Ne, кВт/кН;

среднее эксплуатационное значение удельной силы тяги fэкс, Н/кН. Из базовых параметров следуют производные параметры:

коэффициент энерговооружённости мотор-колеса kA, кВт/кН;

коэффициент допустимой перегрузки электродвигателя мотор-ко-

леса kF;

Параметры колёсного движителя не зависят от типа тягового электропривода и определяются условиями эксплуатации транспортного средства. Под номинальной нагрузкой на шину понимается сила нормального давления колеса на опорную поверхность. Для городских автомобилей и автомобилей нагрузка на ось ограничена величиной 115 кН. Однако имеются предпосылки для снижения снаряжённой массы автомобиля на величину порядка 2000 кг, путём снижения массы кузова за счёт уменьшения уровня пола и габаритной высоты, а также уменьшения массы тягового электропривода. Грузоподъёмность автомобиля при этом можно повысить, так как компоновка с пониженным уровнем пола позволяет увеличить пассажировместимость за счёт лучшей организации зон около дверей (исключить подножки). В проектируемом мотор-колесе принята осевая нагрузка 115 кН, т.е. величина нормальной нагрузки на шину равна 57,5 кН.

Максимальную скорость движения автомобиля следует выбирать из условий эксплуатации в городских условиях с короткими перегонами. ПДД ограничивают скорость движения в городе величиной 60 км/ч. С учётом упругого скольжения (крипа) в пятне контакта шины с дорогой величину максимальной конструкционной (кинематической) скорости следует ограничить величиной 60–70 км/ч.

276

Окончание прил. 3

Величина максимального динамического фактора, соответствующая расчётному значению GK, не нормирована. Она определяется, в основном, профилем пути движения транспортного средства, и определяется, исходя из максимальной крутизны подъёма, преодолеваемого с полной нагрузкой, а также требуемой характеристики разгона. Для городского транспорта максимальная крутизна подъёма задаётся в диапазоне 8–16 % в зависимости от рельефа местности, где будет эксплуатироваться проектируемое транспортное средство. В техническом задании на проектирование автомобиля оговаривается максимальная величина преодолеваемого подъёма не менее 16 %. Примем эту величину в качестве исходной. Отсюда динамический фактор по отношению к полной массе автомобиля, ориентировочно равной 18000 кг, равен:

DA Pe P 0,16.

G

Величина P равна силе сопротивления движению от дороги в режиме

трогания и малых скоростей движения, т.к. сила сопротивления воздуха при этом мала. Согласно статистическим данным, удельная сила сопротивления движению автомобилей равна:

P 0,012.

GA

Тогда расчётная максимальная сила тяги на колесе равна (при двух ведущих):

PК DAGA P 15,48 кН. 2

Динамический фактор по отношению к GK равен:

DA PК 0,27.

GК

Удельная расчётная мощность представляет собой отношение, кВт/кН:

Ne= Ne расч/GA 10–3.

Рекомендуемое значение находится в пределах 0,75–1 кВт/кН, но в современных автомобилях может быть выше в связи с растущими требованиями к разгонной динамике.

Коэффициент энерговооружённости мотор-колеса (кВт/кН) представляет отношение мощности мотор-колеса NК к нормальной нагрузке на ши-

ну GK.

Коэффициент допустимой перегрузки мотор-колеса определяет отношение крутящего момента в длительном режиме к максимальному. В существующих конструкциях мотор-колёс коэффициент допустимой перегрузки составляет величину порядка 2,2–3,2.

277

Приложение 4

Разработка электрооборудования мотор-колеса

Расчёт электродвигателя

Расчёт электродвигателя был произведён в программной среде SRDaS (Switch Reluctance Design and Simulation – Расчёт и моделирование ВИД).

Программа позволяет по начальным данным произвести расчёт геометрических размеров активных частей и имитационное моделирование вен- тильно-индукторного электропривода. Исходные данные и полные результаты расчёта и моделирования приведены в приложении 2.

Магнитная цепь имеет конфигурацию 12/8 (число полюсов статора и ротора соответственно) и представляет собой удвоенный вариант наиболее распространённой конфигурации 6/4, в соответствии с рекомендациями [4] по расчёту ВИД для больших нагрузок.

Число фаз равно трём. Фазная обмотка состоит из 4 последовательно соединённых катушек с 3 витками в каждой. Малое число витков объясняется высокой частотой вращения и большим числом полюсов.

Максимальный крутящий момент ВИД равен 339 Нм. Механические и энергетические характеристики приведены в прил. 2. Максимальная частота вращения ограничена 9000 об/мин. На режимах малых частот вращения по внешней характеристике электромагнитный момент (как и средний потребляемый ток) ограничивается с помощью широтно-импульсной модуляции.

Двигательимеетвысокиеудельнуюмощностьимомент, поэтомунеобходимо предусмотреть принудительное охлаждение. Тепловой расчёт ВИД в настоящем проекте не производится по причине отсутствия доступных специализированных программ теплового расчёта ВИД. Создание работоспособного привода моторколесаспринудительнымвоздушнымохлаждениемиудельныммоментомпорядка 12 кНм/м3 возможно. На дальнейших этапах конструкторской проработки мо- тор-колесаследуетпроизвеститепловыерасчётыВИД.

Расчёт силового тракта коммутатора (преобразователя)

Одним из недостатков вентильно-индукторного привода является необходимость определения точного углового положения ротора в любой момент времени. В большинстве случаев эта задача решается с помощью импульсного датчика положения с высокой разрешающей способностью, представляющего из себя диск с двумя рядами прорезей расположенных с равным шагом со смещением одного ряда относительно другого на 1/4 шага. Импульсы с двух датчиков оптического или магнитного типа поступают на вход управляющего микроконтроллера. Применяются также и другие типы датчиков, в частности, датчики Холла, измеряющие магнитный поток в воздушном зазоре ИМ.

278

Продолжение прил. 4

Положение ротора в системах бездатчикового управления ВИП определяется на основании уравнения напряжения

u iR Lд di д . dt дt

Независимо от алгоритма вычисления положения ротора в качестве входных данных используются значения напряжения в звене постоянного тока и токов во всех фазах ИМ.

Однако, ВИП с бездатчиковым управлением не обеспечивают устойчивости во всех режимах работы. Отсутствие температурной компенсации сопротивления обмотки приводит к значительным погрешностям определения положения ротора в режиме максимального момента на малых частотах вращения и к выпадению привода из синхронизма. Поэтому в проектируемом мотор-колесе принято решение использовать классический оптронный датчик положения ротора с квадратурным счётом. Для монтажа импульсного диска предусмотрено монтажное пространство около торца ротора со стороны заднего щита.

Одна из основных тенденций современной микроэлектроники – увеличение степени интеграции, объединение на одном кристалле или в одном корпусе максимального количества компонентов для полного решения ка- кой-либо задачи. В области силовой электроники эта тенденция привела в свое время к разработке силовых модулей полумостовых и мостовых конфигураций. Наивысшим достижением интегральной силовой техники на сегодняшний день является создание интеллектуальных силовых модулей IPM (Intelligent Power Module) – мощных импульсных высоковольтных усилителей, управляемых логическими сигналами.

Современный IPM – это гибридный модуль, содержащий транзисторы IGBT или MOSFET, соединенные в определенной конфигурации, схему управления, оптимизированную по характеристикам управления затвора, схему защиты от перегрузок и схему индикации состояния. Основные требования, предъявляемые сегодня к законченному силовому модулю, – минимальные габариты и низкая стоимость материалов и процесса производства в сочетании с высокими техническими характеристиками и практически абсолютной безотказностью. Конструкция современного модуля должна обеспечивать минимальные значения переходных тепловых сопротивлений и распределенных индуктивностей силовых шин в сочетании с высоким напряжением изоляции.

279

Продолжение прил. 4

Все указанные требования реализованы в модулях, выпускаемых по технологии SKiiP (Semikron integrated intelligent Power), разработанной фирмой SEMIKRON. Интеллектуальные силовые модули объединяют в одном устройстве силовой каскад (одиночный, полумостовой, 3-фазный мостовой), драйвер и устройство защиты. Минимальные длины линий связи позволяют получить низкие значения распределенных индуктивностей, что уменьшает уровень переходных перенапряжений и уровень EMI. Хорошая тепловая связь элементов модуля повышает надежность работы схемы защиты.

Произведён сравнительный технико-экономический анализ коммутаторов для вентильно-индукторного электропривода электромобиля мощностью 50 кВт. В результате анализа выявлено, что применение интеллектуальных модулей обходится в 1,5 раза дешевле, чем создание коммутатора на дискретных компонентах. Эксплуатационные показатели коммутаторов обоих типов идентичны. В сравнении участвовали модуль SKiiP и дискретные полумосты компании HITACHI.

Для питания 3-фазного ВИД мотор-колеса автомобиля пригоден полномостовой 3-фазный модуль SKiiP, поскольку внутренние соединения модуля допускают его переконфигурацию в три несимметричных полумоста для раздельного питания фаз. Этот факт противопоставляется коммутатору на дискретных элементах, в котором один транзистор и один диод в каждом полумосту не задействованы. Интерфейс типа GD для полномостового 3-фазного модуля SKiiP представлен в табл. 1.2П.