Rozprawy doktorskie na temat „TRACTION MOTOR DRIVE”

This research is a railway industry related project, which is concerned with finding improvements in railway traction and wheel slip control in electric drives. A new approach was developed to detect the unknown and immeasurable rail surface. And a novel identification scheme was used to identify the best operating friction level. A new switching controller was operated by the induction motor controller under all possible train operating conditions. Aspects of the study were validated in the laboratory experiment. By exploring the in-rail track condition detection, the best drive torque and desired slip in the railway field were identified.

Energy demands are steadily increasing as the world's population continues to grow. Automobiles are primary transportation means in a large portion of the world. The combination of fuel consumption by automobiles along with the shrinking fossil fuel reserves makes the development of new more energy efficient technologies crucial. Electric vehicle technologies have been studied and are still being studied today as a means of improving fuel efficiency. To that end, this work studies the effect of switching frequency on the efficiency of a hybrid electric vehicle traction drive, which contains both an internal combustion engine as well as electric motor. Therefore improving the efficiency of the electric motor and its drive will help improve the viability of alternative vehicle technologies. Automobiles spend the majority of their operational time in the lower speed, lower torque region. This work focuses on efficiency improvements in that region. To estimate the efficiency trend, the system is modeled and then tested both electrically and thermally. The efficiency is shown to increase at lower switching frequencies. The experimental results show that there are some exceptions, but the basic trend is the same.
Master of Science

This thesis presents a detailed comparison of the torque-speed characteristics of three permanent magnet synchronous machine designs based on how the magnets are mounted. The machines investigated are an interior permanent magnet machine, an interior-rotor surface-mounted machine and an exterior-rotor surface-mounted machine. They are designed for traction drives in hybrid electric vehicles. Two sets of comparisons based on the same machine volume and starting torque are performed. Important issues, such as machine mass and cost, cogging torque, and flux-weakening capability are addressed. Computer simulations were performed to estimate their performances and the results are presented. Design guidelines and tradeoffs of their performances are extracted from the simulation results. Relative strengths and limitations of different PM machine types are highlighted.

In a world with a growing population there is a trend toward higher and higher energy usage. Because of the cost involved in producing extra energy, there is a need for more efficient usage of the energy that is already available. The issue of efficiency rings home especially clear with electric motors. Although induction motors are used in many different applications, the motors used in electric vehicles must be able to generate a large starting torque as well as operate over a wide speed range. This work analyzes the restrictions placed on the motor and inverter drive system. It also looks at the best method for controlling the drive in order to achieve the highest efficiency out of the drive. While other works have shown methods of achieve high efficiency out of the motor, it is the assertion of this work that the efficiency of the total drive is more important. It is to that end that this work analyzes the performance of an induction motor under low torque and speed where a traction drive utilizes the most energy.
Master of Science

The work deals with creating a DC electric motor drive. The model is composed of electrical power from the engine model and transistor pulse converter load, which are joined together and completed the anchor and regulate the flow control engine speed. Great attention was paid to the determination of losses in the load drive electric vehicles and create a model of electric power load. The real work was verified by an experimental model of an electric vehicle Car4 the available parameters.

This work deals with designs of drive for two types electric powered tricycles (type for outdoor and indoor). Designs comprise general conception of drive. We selected optimal electric motors in terms of research electric engines and calculations. Next, we proposed batteries. The last part describes design power circuit and general financial expenses.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.09 "Електротранспорт" - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" МОН України, Харків, 2018. Дисертація присвячена створенню наукових основ щодо вибору оптимальних параметрів та режимів роботи систем охолодження асинхронних тягових двигунів електротранспорту. Розроблений алгоритм рішення рівняння Гамільтона-Якобі-Беллмана для задачі руху електрорухомого складу на ділянці шляху із заданим профілем і графіком руху, що дозволяє створити експертну систему управління рухом. Особливостями цього алгоритму є застосування штрафних функцій для опису обмежень, що накладаються графіком руху: досягнення потягом кінцевого пункту за заданий час руху, обмеження швидкості на ділянках шляху, а також відсутність простоїв потягу в процесі руху. Єдиний підхід штрафних функцій застосований також для введення обмежень по зчепленню. Такий підхід дозволяє значно понизити витрати розрахункового часу і спростити процедури розрахунку витрат енергії. Створена математична модель для визначення ефективності тягового приводу. Модель включає в себе визначення основних втрат у асинхронного тягового двигуна з урахуванням насичення магнітної системи, що визначається за результатами вирішення рекурентного нелінійного рівняння. Також у моделі враховані втрати від вищих гармонік напруги в міді та сталі, а також механічні та додаткові втрати. В розробленій моделі враховуються статичні та динамічні втрати у IGBT транзисторах та діодах напівпровідникового перетворювача. Розроблено метод оптимізації параметрів та режимів роботи систем охолодження асинхронних тягових двигунів електрорухомого складу, якій складається з наступних основних етапів: визначення оптимальних режимів роботи тягового приводу на основі запропонованого виразу ефективності тягового приводу; визначення оптимальних режимів руху електрорухомого складу за критерієм мінімуму витрат; вирішення тягової задачі руху на ділянці колії с заданим графіком руху та профілем колії, а також визначенням залежності зміни втрат в елементах тягового двигуна за часом; вибору параметрів та режимів роботи систем охолодження тягових двигунів, які обумовлюють ефективність системи охолодження та вентиляції електрорухомого складу; вирішення задачі умовної мінімізації системи охолодження тягового двигуна за модернізованим критерієм економічної ефективності на основі методу Вейля за узагальненим золотим перетином та задачі аналізу системи вентиляції і охолодження тягових двигунів, яка створена на базі математичної моделі теплових режимів двигуна за узагальненою еквівалентною тепловою схемою.
Thesis for the degree of Doctor of Engineering in specialty 05.22.09 "Electric transport " - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" MES of Ukraine, Kharkov, 2018. The thesis is devoted to the creation of scientific foundations for the selection of optimal parameters and operating modes for cooling systems for asynchronous traction motors of electric transport. An algorithm for solving the Hamilton-Jacobi-Bellman equation for the problem of the motion of an electric stock on a section of a track with a given profile and a traffic schedule is developed. That makes it possible to create an expert control system for motion. Features of this algorithm is the use of penalty functions to describe the restrictions imposed by the traffic schedule: the train reaches the destination point for a given driving time, the speed limit on the sections of the track, and the absence of train idle time during the movement. A single approach to penalty functions is also applied to introduce constraints on the adhesion. This approach allows to reduce significantly the costs of the estimated time and to simplify the procedures for calculating energy costs. A mathematical model is created to determine the efficiency of the traction drive. The model includes the determination of the main losses in an asynchronous traction motor, taking into account the saturation of the magnetic system, which is determined by the results of solving a recurrent nonlinear equation. Also, the model takes into account losses from higher harmonic stresses in copper and steel, mechanical and additional losses. The developed model takes into account static and dynamic losses in IGBT transistors and diodes of a semiconductor converter. A method for optimizing the parameters and operating modes of cooling systems for asynchronous traction motors of the electric stock is developed. It consists of the following main stages: determination of the optimum mode of the traction drive operation on the basis of the proposed expression of its efficiency; determination of optimum modes of movement of the electric stock by the criterion of minimum costs; solution of the traction problem of motion on a section of the track with a specified traffic schedule and the track profile, as well as the determination of the dependence of the change in losses in the elements of asynchronous traction engines in time; choice of parameters and operation modes of cooling systems for asynchronous traction motors, which determine the efficiency of the cooling and ventilation system of the electric stock; solution of the problem of relative minimization of the cooling system for asynchronous traction motors with a modernized criterion of economic efficiency based on the Weil method on the generalized golden section and the problem of analyzing the ventilation and cooling system of traction motors, which is based on the mathematical model of thermal motor conditions by the generalized equivalent thermal scheme.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.09 "Електротранспорт" - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" МОН України, Харків, 2018. Дисертація присвячена створенню наукових основ щодо вибору оптимальних параметрів та режимів роботи систем охолодження асинхронних тягових двигунів електротранспорту. Розроблений алгоритм рішення рівняння Гамільтона-Якобі-Беллмана для задачі руху електрорухомого складу на ділянці шляху із заданим профілем і графіком руху, що дозволяє створити експертну систему управління рухом. Особливостями цього алгоритму є застосування штрафних функцій для опису обмежень, що накладаються графіком руху: досягнення потягом кінцевого пункту за заданий час руху, обмеження швидкості на ділянках шляху, а також відсутність простоїв потягу в процесі руху. Єдиний підхід штрафних функцій застосований також для введення обмежень по зчепленню. Такий підхід дозволяє значно понизити витрати розрахункового часу і спростити процедури розрахунку витрат енергії. Створена математична модель для визначення ефективності тягового приводу. Модель включає в себе визначення основних втрат у асинхронного тягового двигуна з урахуванням насичення магнітної системи, що визначається за результатами вирішення рекурентного нелінійного рівняння. Також у моделі враховані втрати від вищих гармонік напруги в міді та сталі, а також механічні та додаткові втрати. В розробленій моделі враховуються статичні та динамічні втрати у IGBT транзисторах та діодах напівпровідникового перетворювача. Розроблено метод оптимізації параметрів та режимів роботи систем охолодження асинхронних тягових двигунів електрорухомого складу, якій складається з наступних основних етапів: визначення оптимальних режимів роботи тягового приводу на основі запропонованого виразу ефективності тягового приводу; визначення оптимальних режимів руху електрорухомого складу за критерієм мінімуму витрат; вирішення тягової задачі руху на ділянці колії с заданим графіком руху та профілем колії, а також визначенням залежності зміни втрат в елементах тягового двигуна за часом; вибору параметрів та режимів роботи систем охолодження тягових двигунів, які обумовлюють ефективність системи охолодження та вентиляції електрорухомого складу; вирішення задачі умовної мінімізації системи охолодження тягового двигуна за модернізованим критерієм економічної ефективності на основі методу Вейля за узагальненим золотим перетином та задачі аналізу системи вентиляції і охолодження тягових двигунів, яка створена на базі математичної моделі теплових режимів двигуна за узагальненою еквівалентною тепловою схемою.
Thesis for the degree of Doctor of Engineering in specialty 05.22.09 "Electric transport " - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" MES of Ukraine, Kharkov, 2018. The thesis is devoted to the creation of scientific foundations for the selection of optimal parameters and operating modes for cooling systems for asynchronous traction motors of electric transport. An algorithm for solving the Hamilton-Jacobi-Bellman equation for the problem of the motion of an electric stock on a section of a track with a given profile and a traffic schedule is developed. That makes it possible to create an expert control system for motion. Features of this algorithm is the use of penalty functions to describe the restrictions imposed by the traffic schedule: the train reaches the destination point for a given driving time, the speed limit on the sections of the track, and the absence of train idle time during the movement. A single approach to penalty functions is also applied to introduce constraints on the adhesion. This approach allows to reduce significantly the costs of the estimated time and to simplify the procedures for calculating energy costs. A mathematical model is created to determine the efficiency of the traction drive. The model includes the determination of the main losses in an asynchronous traction motor, taking into account the saturation of the magnetic system, which is determined by the results of solving a recurrent nonlinear equation. Also, the model takes into account losses from higher harmonic stresses in copper and steel, mechanical and additional losses. The developed model takes into account static and dynamic losses in IGBT transistors and diodes of a semiconductor converter. A method for optimizing the parameters and operating modes of cooling systems for asynchronous traction motors of the electric stock is developed. It consists of the following main stages: determination of the optimum mode of the traction drive operation on the basis of the proposed expression of its efficiency; determination of optimum modes of movement of the electric stock by the criterion of minimum costs; solution of the traction problem of motion on a section of the track with a specified traffic schedule and the track profile, as well as the determination of the dependence of the change in losses in the elements of asynchronous traction engines in time; choice of parameters and operation modes of cooling systems for asynchronous traction motors, which determine the efficiency of the cooling and ventilation system of the electric stock; solution of the problem of relative minimization of the cooling system for asynchronous traction motors with a modernized criterion of economic efficiency based on the Weil method on the generalized golden section and the problem of analyzing the ventilation and cooling system of traction motors, which is based on the mathematical model of thermal motor conditions by the generalized equivalent thermal scheme.

Дисертацію присвячено розробці наукових проектування безредукторного тягового приводу на основі реактивного індукторного двигуна з аксіальним магнітним потоком для швидкісного електрорухомого складу. Запропоновано створення безредукторного тягового приводу на основі реактивного індукторного двигуна з аксіальним магнітним потоком. Розроблено математичну модель для визначення електромагнітного моменту реактивного індукторного двигуна з аксіальним магнітним потоком. Розроблено узагальнену імітаційну модель тягового приводу, що досліджується, яка поєднує модель напівпровідникового перетворювача у сукупності з системою керування приводом та модель реактивного індукторного двигуна з аксіальним магнітним потоком. Розроблено модель крутильних коливань в механічній частині приводу. Запропонована методика оцінки енергетичних показників досліджуваного тягового приводу. У сукупності запропоновані моделі покладені в основу програмно-алгоритмічного комплексу проектування тягового безредукторного приводу на основі реактивного індукторного двигуна з аксіальним магнітним потоком. Розроблений концептуальний проект швидкісного електропоїзду, тяговий привод якого синтезований за допомогою вищезазначеного програмно-алгоритмічного комплексу та визначені його робочі властивості та показники
The thesis is dedicated to the working out of scientific bases of creation gearless traction drive based on transverse switched reluctance motor for speed electrical rolling stock in terms of linking its properties and working parameters. By analyzing of the force and power parameters of traction electric motors, used in the gearless traction drive, and comparing the performances of structural mechanisms to transfer torque suggested the creation of gearless traction drive based on the jet engine based on the inductor axial magnetic flux. The mathematical model for the electromagnetic torque inductor jet engine axial magnetic flux is worked out. The generalized traction drive simulation model that is studied, combines semiconductor transducer model, is coupled with the drive system and inductor model of transverse switched reluctance motor, which is based on mathematical model. The model of torsion oscillations of the mechanical drive is worked out. Method for energy parameters investigated traction drive is proposed. Together, the proposed model algorithmic complex design of the direct drive traction based on transverse switched reluctance motor. The conceptual design of high-speed electric trains is worked out. Traction drive is synthesized using the above algorithmic complex and determined its performance and indicators

The topic of this diploma thesis is a traction drive of electrocar with fuel cell. The drive is supplied with hydrogen fuel cell with power of 2 kW. The traction drive consists of the three-phase DC/AC converter and the asynchronous machine. The main part of this work is a creation of the mathematical model of the traction drive in program Matlab–Simulink.

This thesis proposes a new modular multilevel converter with embedded cell balancing for battery electric vehicles. In this topology, the battery cells are directly connected to the half-bridge choppers of the sub-modules, allowing the highest flexibility for the discharge and recharge of each individual cell. Tht: traditional battery management system is replaced by the control of the converter, which individually balances all the cells. A new balancing algorithm is presented and discussed in. the thesis, showing that the converter generates symmetric three-phase voltages with low harmonic distortion even for significantly unbalanced cells. The thesis also analyses stationary recharge of the battery cells from both three-phase and single-phase ac sources. The performance of the converter as a traction drive is assessed in terms of torque-speed characteristic and power losses for the full frequency range, including field weakening. A simplified model for estimating conduction and switching losses for the proposed modular multilevel converter is presented and the results for a typical driving cycle are compared with a traditional two-level converter. Simulation and experimental results on a kW-size prototype have confirmed the feasibility of the proposed traction modular converter in terms of effectiveness of the cell balancing control, validity of the proposed loss model, suitability of use for traction and effectiveness of recharging operations.

This thesis is focused on a novel agricultural technique for orchard cultivations that allows to perform automatic and fossil fuel free cultivation operations. More specifically, the aim of this thesis work is to study and implement the electric traction system and control the vehicle that performs the automatic operations. Starting from the analysis of each single component of the traction system, the control of the mobile platform will be then performed. After a first control of the mobile platform in no load conditions, the implementation of the dynamic model will be performed in the Simulink environment. Different simulations representing typical operational missions will be performed to have a real idea concerning the behaviour of the traction system and the energy consumption of this solution. Finally, the obtained results will be analysed for the future implementation of the mobile platform on the field.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 – автомобілі та трактори. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена розвитку методів розрахунку для аналізу робочих параметрів безступінчастих ГОМТ і їх основних елементів ГОП, прогнозуванню техніко-економічних показників машинно-тракторного агрегату для визначення раціональних схемних рішень ГОМТ. Актуальність роботи полягає у необхідності забезпечення конкурентоспроможності вітчизняних тракторів. Здійснено аналіз роботи двопотокових ГОМТ колісних тракторів зарубіжних аналогів. Уточнено на підставі новітніх експериментальних даних щодо втрат і ККД математичну модель об’ємних аксіально-поршневих гідромашин, як основних елементів тракторних ГОМТ. Розроблено алгоритм і обчислювальну процедуру щодо встановлення взаємно однозначної відповідності між робочими параметрами, втратами і ККД ГОП в прямому і зворотному потоках потужності крізь ГОП під час їх роботи у складі двопотокових ГОМТ. Вперше розроблено розрахунково-теоретичну методику і програмну реалізацію з визначення параметрів ГОП, ГОМТ і основних техніко-економічних показників МТА з урахуванням режимів циркуляції потужності, втрат в ГОП, ГОМТ і буксування трактора для аналізу і прогнозування характеристик альтернативних тракторних ГОМТ та наукового обґрунтування найраціональнішої трансмісії для конкретного трактора. Вперше вирішено задачу побудови універсальних характеристик тракторів з ГОМТ і візуалізації робочих параметрів ГОМТ у всьому діапазоні експлуатаційних режимів трактора для порівняння альтернативних схемних рішень ГОМТ і вибору найраціональнішого з них. Побудовано універсальні характеристики першого в Україні трактора ХТЗ-21021 з ГОМТ-1С розробки НТУ "ХПІ" і АТ "ХТЗ". За результатами чисельного і натурного експериментів зроблено висновок, що математичні моделі й запропоновані методики є адекватними і спрямованими на підвищення ефективності та конкурентоспроможності вітчизняних тракторів.
Thesis for Scientific degree of candidate of technical sciences, specialty 05.22.02 – vehicles and tractors. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2017. The work is devoted to solving the technical problem of development of calculation methods and choice of rational schemes of dual path hydraulic volume mechanical transmission (HVMT) wheeled tractors, which allows you to select the optimal scheme HVMT at the design stage. Actuality of work consists in the necessity of providing of competitiveness of Ukraine tractors. The analysis of work of the dual path HVMT tractors of foreign analogues is carried out. Refined mathematical model of hydrostatic axial-piston hydraulic machines as the main HVMT elements identity-based loss coefficients with the latest experimental data loss and coefficient of performance (COP). The algorithm and the computational procedure for the establishment of a oneto-one correspondence between the operating parameters and the efficiency of hydraulic drive system (HDS) losses in forward and reverse flow of power through the HDS for her work in the dual path tractor HVMT. Calculation-theoretical methodology and her programmatic realization is first worked out for determination of HDS parameters, dual path HVMT and basic technical and economic indexes of tractor-aggregate taking into account the modes of circulation of power, losses in HDS, HVMT and skidding of tractor for an analysis and prognostication of descriptions alternative tractor HVMT and scientific ground of the most rational transmission for a certain tractor. The problem of construction of universal descriptions of tractor is first set and decided with dual path HVMT. Original solution of task offers on visualization of kinematics, power and power parameters of dual path HVMT of the perspective Ukrainian tractors in all range of their operating modes as an important criterion for comparison of alternative schematics of HVMT. Universal descriptions of first in Ukraine and on post-soviet space of tractor of XTZ-21021 from stepless HVMT-1S development of NТU "KhPI" and propulsion MODULE of "XTZ" are built. Results numeral and natural experiments allow to draw conclusion, that the calculation-theoretical methodologies and constituents of them worked out in dissertation mathematical models are adequate and directed to on an increase efficiency and competitiveness of the Ukrainian tractors.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 – автомобілі та трактори. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена розвитку методів розрахунку для аналізу робочих параметрів безступінчастих ГОМТ і їх основних елементів ГОП, прогнозуванню техніко-економічних показників машинно-тракторного агрегату для визначення раціональних схемних рішень ГОМТ. Актуальність роботи полягає у необхідності забезпечення конкурентоспроможності вітчизняних тракторів. Здійснено аналіз роботи двопотокових ГОМТ колісних тракторів зарубіжних аналогів. Уточнено на підставі новітніх експериментальних даних щодо втрат і ККД математичну модель об’ємних аксіально-поршневих гідромашин, як основних елементів тракторних ГОМТ. Розроблено алгоритм і обчислювальну процедуру щодо встановлення взаємно однозначної відповідності між робочими параметрами, втратами і ККД ГОП в прямому і зворотному потоках потужності крізь ГОП під час їх роботи у складі двопотокових ГОМТ. Вперше розроблено розрахунково-теоретичну методику і програмну реалізацію з визначення параметрів ГОП, ГОМТ і основних техніко-економічних показників МТА з урахуванням режимів циркуляції потужності, втрат в ГОП, ГОМТ і буксування трактора для аналізу і прогнозування характеристик альтернативних тракторних ГОМТ та наукового обґрунтування найраціональнішої трансмісії для конкретного трактора. Вперше вирішено задачу побудови універсальних характеристик тракторів з ГОМТ і візуалізації робочих параметрів ГОМТ у всьому діапазоні експлуатаційних режимів трактора для порівняння альтернативних схемних рішень ГОМТ і вибору найраціональнішого з них. Побудовано універсальні характеристики першого в Україні трактора ХТЗ-21021 з ГОМТ-1С розробки НТУ "ХПІ" і АТ "ХТЗ". За результатами чисельного і натурного експериментів зроблено висновок, що математичні моделі й запропоновані методики є адекватними і спрямованими на підвищення ефективності та конкурентоспроможності вітчизняних тракторів.
Thesis for Scientific degree of candidate of technical sciences, specialty 05.22.02 – vehicles and tractors. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2017. The work is devoted to solving the technical problem of development of calculation methods and choice of rational schemes of dual path hydraulic volume mechanical transmission (HVMT) wheeled tractors, which allows you to select the optimal scheme HVMT at the design stage. Actuality of work consists in the necessity of providing of competitiveness of Ukraine tractors. The analysis of work of the dual path HVMT tractors of foreign analogues is carried out. Refined mathematical model of hydrostatic axial-piston hydraulic machines as the main HVMT elements identity-based loss coefficients with the latest experimental data loss and coefficient of performance (COP). The algorithm and the computational procedure for the establishment of a oneto-one correspondence between the operating parameters and the efficiency of hydraulic drive system (HDS) losses in forward and reverse flow of power through the HDS for her work in the dual path tractor HVMT. Calculation-theoretical methodology and her programmatic realization is first worked out for determination of HDS parameters, dual path HVMT and basic technical and economic indexes of tractor-aggregate taking into account the modes of circulation of power, losses in HDS, HVMT and skidding of tractor for an analysis and prognostication of descriptions alternative tractor HVMT and scientific ground of the most rational transmission for a certain tractor. The problem of construction of universal descriptions of tractor is first set and decided with dual path HVMT. Original solution of task offers on visualization of kinematics, power and power parameters of dual path HVMT of the perspective Ukrainian tractors in all range of their operating modes as an important criterion for comparison of alternative schematics of HVMT. Universal descriptions of first in Ukraine and on post-soviet space of tractor of XTZ-21021 from stepless HVMT-1S development of NТU "KhPI" and propulsion MODULE of "XTZ" are built. Results numeral and natural experiments allow to draw conclusion, that the calculation-theoretical methodologies and constituents of them worked out in dissertation mathematical models are adequate and directed to on an increase efficiency and competitiveness of the Ukrainian tractors.

Induction motor of large rating are used in traction. This work is focused on developing the effective control strategies and configuration for control of Traction Motor Drive. This work is extended to control the speed and torque of traction motor using current control hysteresis loop controller. The proposed control strategy is analyzed and confirmed by simulation studies of mathematical models used. This work is carried out on 220 kW Traction Motor. Further, indirect vector control for the control of speed of traction motor is used in the present study Much attention has been given to the motor torque and speed control. At the present time, the Vector control has widespread use in high performance traction motor drives. It allows, by means of a co-ordinate transformation, to decouple the electromagnetic torque from the rotor flux, and hence manage speed control of traction motor. The decoupling control between the flux and torque allows traction motor to achieve fast transient response. Field orientation control can be obtained using hysteresis current controller.

碩士
國立臺南大學
綠色能源科技研究所碩士班
100
The paper proposed the development and traction control system (TCS) of a front-wheel drive electric vehicle (EV). Two in-wheel motors were utilized in the system to construct a power-scattered EV. The permanent magnet servo motor can individually control the motor power output and immediately limit the torque individual. This paper imposed the maximum transmission torque estimation (MTTE) system as the core of TCS for preventing the vehicle skid. The control algorithm is embedded in a high speed microprocessor, which can real-timely monitor feedback signals. In the torqure ouput, a plenary gearbox was employed to amplify the motor torque. This paper also used the simulation software “CarSim” to analyze the anti-skid performace of the prototype EV which is called Corsa-EV. The crucial issues include vehicle dynamics construction and anti-skid evaluation. From the results of simulation, it is obvious that the propsed EV can achieve an accetptable performance of stability and safety with the enhancement of MTTE.

碩士
國立臺灣大學
機械工程學研究所
103
This thesis developed a real-time fault detection techniques for motor drive system of electric vehicles which enhanced the safety of the multiple traction electric vehicles. This research used dSPACE real-time control system simulator as a fault/failure mode analysis platform for motor drive system of electric vehicles. This platform is used to implement the quantitative and qualitative analysis for fault/failure mode of motor drive system and construct the failure mode and effect analysis (DFMEA) in order to execute the research of real-time fault detection and classification of motor drive system. This research proposed a real-time fault detection method based on the wavelet transform technique which combined with model predictive control theory, developing a fault tolerant control techniques for enhancing the safety and system reliability of propulsion system of multiple traction electric vehicles.

M.Ing. (Mechanical Engineering)
A hydromechanical traction system for a wheeled vehicle is being examined in order to generate information that will be applicable to the design of the drive system controller. The functional analysis of the drive system leads to the description of the system and component properties. A design methodology is proposed by which the system components could be dimensioned and the system layout constructed by taking into account the specified functional requirements concerning the system performance. An explicit description of power flow and manipulation of power flow in the drive system is given. The mechanisms by which the hydraulic machines are adjusted to manipulate power flow, are examined in detail so that their contribution to the dynamic behaviour of the total drive system can be described. , Experimental measurements are used to obtain a reliable description of the dynamic response of the adjustment mechanisms. An analytical model of the dynamic behaviour of the drive system is presented in block diagram format. The inherent multiple-input-multiple-output characteristic of the drive system with secondary controlled hydraulic motors is discussed. The block diagram is simplified to create linearized transfer functions that will depict the input-output-relationships. The effect of an accumulator on the dynamic response of the system is also given. Digital simulation programmes are constructed from the analytical model. The requirements of a vehicle traction system are interpreted and used as guidelines to conduct a functional design of the control system layout. The delivery of torque and the restriction of wheel spin for each of the wheel drive units, which is realised by secondary controlled hydraulic motors, are described in detail. A hypothetical drive system is considered and quantitive control system design information is generated, using the simulation programmes. Some aspects of the dynamic response of the system are discussed and it is shown that the adjustment mechanism has a big influence on the overall dynamic response of the system.

碩士
國立彰化師範大學
車輛科技研究所
99
The traction force control of electric wheel is related to the parameters of DC motor, this research connects DC motor to loading motor using shaft-to-shaft in-line placement and we precisely measure the changing behavior of DC motor under the various command of loading motor. As for building the Database of DC motor, we record the relationship between current, RPM and traction force under above circumstances. We use loading motor to output the different traction force simulation under the pattern of various road surfaces, these can provide information for the control of DC motor’s traction force. Our research focus on the relationship between the characteristic of DC motor and traction force, discussing DC motor’s characteristic and mechanics control ability under the condition of different road surfaces. We summarize and analyze DC motor correlated theories, for instance, we build relative relation between DC motor’s electrical signal and traction force, and build Database through actual measurement. Finally, we implement Control law and Control logic in driven single wheel of DC motor through the platform of actual testing, verifying correlated theories and control strategy for the enhancement of vehicle’s safety, stability and controllability.

碩士
國立彰化師範大學
車輛科技研究所
99
This paper proposes an approach to evaluate and control the traction force of the vehicle wheels driven by DC motors directly without monitoring the slip ratio of the wheel. Utilizing the built character database of the DC motor, or so-called force-RPM-current database, a gain-scheduled approach is developed to provide the appropriate traction force while one traction wheel of the vehicle is traveling into different road surface. An illustrated simulation with a scenario close to real situation is also given to show the feasibility to evaluate and control the traction force through the database of the DC motor.