témavezető: Veszprémi Károly
helyszín (magyar oldal): Villamos Energetika Tanszék helyszín rövidítés: VET
A kutatási téma leírása:
Napjainkban a gyorsan változó gazdasági és ipari környezet a villamos hajtásrendszereket alkalmazó és fejlesztő vállalatokat folyamatosan új módszertani és technológiai megoldások irányába tereli. Különösen igaz ez azokon a területeken, ahol a magas teljesítménysűrűség és/vagy a magas energiahatékonyság meghatározó összetevője a termékek versenyképességének. Ezekben az ipari szegmensekben a termék és technológiai innováció fókuszában a komplex termékkövetelmények optimális kielégítése áll, lásd 1. ábra. Ennek a feladatnak a megoldása a hajtásrendszer sokdimenziós optimalizációját igényli, ráadásul a költségfüggvények előállítása a rendszer fizikai és gazdasági heterogenitása miatt analitikusan csak speciális esetekben lehetséges .
Célravezetőbbnek látszik a modell alapú megközelítés, amelyben a hajtásrendszer akár valósidőben futtatható modelljét használjuk az optimalizáció során. Ennek keretében nemcsak a rendszer fizikai felépítését és statikus jellemzőit vizsgálhatjuk ugyanazon modellben, különböző konfigurációk esetében, hanem a funkcionalitás minőségi metrikáit, illetve korlátait is.
Ebben a vonatkozásban különösen ígéretes kutatási területnek tűnik a közepes- és nagyfordulatszámú hajtásrendszerek és hajtásláncok rendszerszintű optimalizációja. A magas fordulatszámú alkalmazásokkal ugyanis az alacsony fordulatszámú megoldásoknál jelentősen kompaktabb és energetikailag hatékonyabb rendszerek építhetőek. Így ezek rendkívül előnyösek lehetnek a villamos hajtás alapú légi és közúti járművek esetében, illetve néhány ipari alkalmazásban is. Azonban a hagyományos tervezési paradigmák, modellek és eljárások ezekben az esetekben csak korlátozottan használhatóak, az alábbi rendszerszintű eltérések miatt:
- A nagy fordulatszám és teljesítménysűrűség hagyományostól eltérő gép és hajtáskonstrukciót igényel.
- A nagy fordulatszám miatt a szenzorrendszer felbontásának és átviteli sebességének a hagyományos alkalmazásokhoz képest jelentősen nőnie kell. A feldolgozó elektronikára és szoftver rendszerre is igazak ezek.
- A magas táplálási frekvenciából fakadó nemlinearitások kezelése a szabályzórendszer hagyományoshoz képesti átalakítását igényli.
- A nagyfrekvenciás működés miatt a villamosgép megfelelő szakaszmodelljének létrehozása és a paraméter készlet identifikációja tradicionális megoldások kiegészítését igényli. A széles tartományban változó táplálási frekvencia és fordulatszám megfelelő adaptációs algoritmusokat igényel mind a hajtás rendszer irányításában és a szakasz modellek vonatkozásában is.
A kutatási téma fókuszában az előbbi kihívások struktúrált megoldása áll, különös tekintettel a rendszerszintű összefüggések leírására, illetve a megfelelő validálási technikák kidolgozására. Ennek megfelelőek a hallgató feladatai:
1. Frekvenciaváltóról táplált villamosgépek széles fordulatszám tartományban alkalmazható modelljeinek és adaptációs algoritmusainak megismerése, illetve VET laborban történő kísérlet alapú validálása és továbbfejlesztése.
2. Frekvenciaváltóról táplált villamosgépek széles fordulatszám tartományban alkalmazható online és offline identifikációs algoritmusainak megismerése, illetve VET laborban történő kísérlet alapú validálása és továbbfejlesztése.
3. Hajtásrendszer széles fordulatszám tartományban alkalmazható szabályozási algoritmusainak megismerése, VET laborban történő kísérlet alapú validálása és továbbfejlesztése, különös tekintettel a mikrokontrolleres implementálhatóságra.
4. Jelenleg használt modellek korlátainak feltárása. Modellparaméterek és modell topológiák összefüggése a gép konstrukciójával.
5. Hajtásrendszer széles fordulatszám tartományban alkalmazható modelljének megalkotása, rendszerszintű összefüggések leírása és modellezése.
6. Hajtáslánc szenzorrendszerének karakterizálása és rendszerszintű hatásanalízise, tervezési irányelvek kidolgozása.
7. Validáláshoz kapcsolódó mérőrendszer telepítése, mérési módszerek kidolgozása.
8. Frekvenciaváltók irányítórendszerének és szabályozási topológiájának adaptálása a különböző alkalmazásokhoz.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2018-07-30
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
