|
| |
|
Главная Журналы  05 05 гч lo оборотов (точки /, 2, 5, 10). Перенося каждую точку на соответствующую току / характеристику л = ф (у) и далее, проецируя эти точки на кривую t)so = Ф (у) для этого же тока, получаем для каждой точки значения у, обеспечивающие ток / для достижения данных оборотов за данное время, а также значения КПД системы, имеющие место в данный момент. Подставив значения /*, у и в формулу (7.7), найдем величины (РР, определяющие мощность потребления от АБ в каждой точке. Мощность, отбираемая от АБ для разгона на токе /* до значения скорости п* = 0,9, определится суммой величин (Р) Аналогично, используя эти же точки, проводим расчеты для следующих значений токов. Далее задаемся конкретным режимом разгона, например до точки Л, что означает достижение числа оборотов п* = ~ 0,7 за время tA- Очевидно, реализовать такой разгон можно различными комбинациями токов. Три из них приведены на графике п* = ф (/). Это разгон током /* с последующим переходом на ток /*, разгон с постоянным током /* и разгон при токе /* с последующим переходом на ток /. При этом линии АВ и АС параллельны линиям токов соответственно и Рассмотрим последний из указанных вариантов разгона. Для расчета потребляемой мощности при разгоне на токе /* используем точки /-5, а прн переходе к току /* - точки 4-7. Перенося точки /-3 на график л* = ф (у) для тока /* и далее - на график tjc = ф (у) для этого же тока, получаем в точках U - значения КПД системы в данные моменты, а на оси абсцисс графика л* = ф (у) - значения скважности yi - уз, обеспечивающие соответствующие режимы. Проделав то же для точки и т. д. до точки 7 и тока /*, найдем значения КПД в точках 4 - 7 (функция цс = Ф (у) для тока /]) и значения скважности у4 - у7. Тогда мощность, потребляемая от АБ, для данного режима разгона определится по формуле- kiill S ydi + /I S Yi/TliV \ 1=1 1-4 / Реализацию этого режима разгона обеспечит изменение скважности от у1 до У; при соответствующем контроле значений п*. Выполнив аналогичные расчеты для разгона на постоянном токе (прямая OA) и разгона по ломанной ОСА, выберем такой режим разгона, для которого потребление мощности от АБ минимально. Для выбранного режима разгона определим также параметры управления - скважность импульсов напряжения и частоту коммутации преобразователя. Для практических расчетов целесообразно использовать ЭВМ, что позволяет значительно увеличить число точек разбиения, для которых определяется значение Ре в данные моменты разгона. Кроме того, машинный расчет облегчает поиск режима разгона с минимальным потреблением энергии практически для всех возможных начальных условий - конечной скорости и времени разгона. Массив данных для указанного расчета организуется с учетом характеристик, приведенных на рис. 95. При этом программу расчета можно ориентировать как на поиск оптимальной траектории разгона по известным значениям Ре в соответствующих точках, так и на предварительное вычисление этих значений. Применение описанной методики по отношению к типовому приводу электромобилей ВАЗ дало такие результаты. Минимальное потребление мощности от АБ при идентичных динамических показателях соответствует режиму разгона при постоянном токе якоря тягового двигателя. Физический смысл оптимального разгона можно объяснить следующим образом. При разгоне по ломанной ОСА (график п* Ф (/)) начальный этап разгона ОС происходит при большом токе. При этом система АБ-ИП-ДПТ имеет малые значения КПД, и потребление мощности от АБ на начальном этапе разгона велико и в итоге не может быть скомпенсировано меньшим потреблением на участке СА. Начальный этап ОВ разгона по ломанной ОВА имеет лучшие энергетические показатели, чем разгон ОС или OA. Однако на участке В А употребление мощности от АБ резко возрастает, поскольку увеличивается ток и скважность, а КПД системы уменьшается. В итоге энергозатраты и в этом случае превышают результат, полученный для разгона по ОЛ, т. е. при постоянном токе якоря. Следует отметить, что разгоны «снизу» (типа ОВА) сточки зрения потребления мощности являются самыми нерациональными даже по сравнению с разгонами «сверху» (типа ОСА). Таким образом, результатом применения данной методики всегда будет определенный закон движения электромобиля и соответствующие ему значения параметров управления, которые обеспечивают требуемую динамику машины при минимальном потреблении мощности от бортовой АБ, что обеспС чит увеличение межзарядного пробега электромобиля. Перейдя к определению параметров оптимального управления преобразователем в режиме импульсного рекуперативного торможения системы АБ-ИП-ДПТ, отметим, что ра- 26J2  циональная организация тормозных режимов имеет очень важное значение для электромобилей и других транспортных средств с бортовой АБ. Очевидно, что только рекуперативное торможение позволяет восполнить часть энергетического потенциала бортового источника в период между стояночными зарядами. Использование же импульсных преобразователей позволяет реализовать рекуперативное торможение в широком диапазоне скоростей двигателя постоянного тока. В ряде случаев при реализации рекуперативного торможения ток в системе АБ-ИП-ДПТ (см. рис. 56, в) ограничивается на уровне максимального тока двигателя. При этом АБ заряжается повышенными токами, что приводит к перегреву батареи, обусловливает неэффективный заряд вследствие рассеяния энергии на внутреннем сопротивлении батареи, ухудшение ее эксплуагационных характеристик с потерей рабочей емкости, а значит и ускоренный износ. Эффективность рекуперативного торможения оценивается главным образом энергией, которую получает АБ за время этого режима, а затем уже интенсивностью чисто электрического торможения, К интенсивности торможения, которую может обеспечить режим рекуперации, особые требования не предъявляются, поскольку требуемая динамика тормозных режимов в любом случае будет обеспечена системой механических тормозов, однако желательно иметь возможность оценить время электрического торможения для каждого конкретного случая и увеличивать это время в пределах общего времени торможения, не уменьшая при этом интенсивность последнего. Методика, позволяющая определить эффективность заряда АБ в произвольном рекуперативном режиме, параметры управления преобразователем для этого режима, а также оценить время торможения, включает следующие этапы. 1. Строятся механические характеристики двигателя постоянного тока, работающего в системе АБ-ИП-ДПТ в режиме рекуперативного торможения. Для получения уравнения механических характеристик ДПТ с независимым возбуждением используем уравнение среднеро тока двигателя (6.77). Подставляя в это уравнение вместо ЭДС двигателя ее значение, определяемое формулой = сФп = kn, находим  ср --
Уравнение механической характеристики получаем из последнего выражения в следующем виде: МЖУМК (7.8) Холостой ход двигателя постоянного тока в режиме рекуперативного торможения имеет место тогда, когда ток двигателя равен нулю. При этом ток АБ (или контура АБ - конденсатор) также равен нулю. Поэтому для случая х. х. ДПТ можно записать: == Um = £и = и- Тогда скорость х. х. По = U/ke с учетом последнего равенства определится выражением По = EJkg. Уравнение механических характеристик в относительных единицах имеет вид п/щ 1 у /• [Y + (1 y)/Pi]/feH. (7.9) Характеристики, соответствующие уравнению (7.9), должны быть построены в координатах; п* - ось ординат; у - ось абсцисс при /* = const. 2. Для ряда значений тока в системе строятся зависимости КПД системы АБ-ИП-ДПТ от скважности импульсов напряжения на выходе преобразователя. Частота переключения преобразователя выбирается для построения зависимостей Ццрс = ф (у) таким образом, чтобы значения КПД системы на этой частоте превышали КПД для других частот. Если же в некотором диапазоне изменения скважности значения КПД на основной выбранной частоте / меньше, чем на частоте /i, то для этого диапазона у функции црс - Ф {у) строятся при тех же значениях тока, но для частоты f. В этом случае алгоритмы управления должны обеспечить переход с одной частоты коммутации на другую при определенном значении скважности. 3. Строятся зависимости V ф (/), характеризующие скорость торможения при различных токах двигателя. Для возможности обобщения результатов, а также для обеспечения соответствия по оси ординат с семейством п* = ф (у) указанные характеристики должны быть приведены к виду п* = ф (/). Следует отметить, что в ряде случаев допустимо использовать графики зависимости скорости от времени для различных тормозных токов при произвольном построении, рассматривая при этом время в относительных единицах, т. е. п* - ф (Г). Корректность анализа в данном случае обусловлена, во-первых, тем, что требуемую динамику торможения всегда можно обеспечить механическими тормозами, а во-вторых, тем, что сравнительную оценку длительности торможения при различных комбинациях тормозных токов можно получить как в относительных, так и в абсолютных единицах. 4. Все полученные характеристики приводятся в соответствие по осям п* и у (рис. 96). Мощность, потребляемая АБ (или контуром Е-С) в режиме рекуперативного торможения, определяется по формуле Ре-с = -РдвПгрс = т/сргрс (7.10)   и Си 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 |