Základní informace
Tématem projektu je vývoj jednotky, která se bude skládat z vysokorychlostního synchronního motoru s permanentními magnety (PMSM) a modelářského turbínového motoru. Tato jednotka by měla rozšířit možnosti pracoviště zaměřeného na vysokorychlostní elektrické stroje, které byly vyvinuté v rámci předchozích projektů SGS15/190/OHK2/3T/12 a SGS18/176/OHK2/3T/12. V rámci první fáze projektu bude řešeno konstrukční spojení pro přenos momentu mezi PMSM a modelářskou turbínou. V další fázi – a hlavním cílem projektu – je plánován vývoj moderního vektorového zpětnovazebního řízení, které by umožňovalo provozování vysokorychlostního PMSM v motorickém režimu, generátorovém režimu i v kooperaci s modelářským turbínovým motorem. Díky vývoji řídicí strategie by pak měl ve výsledku vysokorychlostní PMSM fungovat ve 3 režimech. V prvním je využita jeho mechanická energie k roztáčení modelářského turbínového motoru. Ve druhém je provozován modelářský turbínový motor a vysokorychlostní PMSM funguje jako generátor a vyrábí elektrickou energii. V posledním třetím režimu je pak možné provozovat modelářský turbínový motor v režimu spalování, a vysokorychlostní PMSM je využit pro regulaci otáček, popř. je režim využit pro testování momentové charakteristiky PMSM. V poslední fázi projektu se plánuje důkladné testování prototypu a vyvinutých algoritmů.
Cíle projektu
- Rešerše vhodných modelářských turbínových motorů
- Rešerše přenosu točivého momentu
(s prioritou bezkontaktního přenosu na principu magnetické spojky) - Modifikace či konstrukce nového vysokorychlostního PMSM
pro účely připojení k modelářskému turbínovému motoru - Návrh spojení pro přenos točivého momentu mezi vysokorychlostním PMSM
a modelářským turbínovým motorem - Konstrukční úpravy, sestavení a zprovoznění výsledného celku
- Vývoj moderního vektorového zpětnovazebního řízení, realizovaného na FPGA popř. DSP, které by umožňovalo ovládání sestaveného prototypu s přechodem mezi motorovým a generátorovým režimem
- Testování vlastností prototypu při použití vyvinutých algoritmů
Harmonogram projektu
| Rok 1 |
Rok 1+2 |
Rok 2+3 | ||
| Milník – Dokončení rešerše, výběr a koupě modelářského turbínového motoru |
Milník – Testy s magnetickou spojkou, testovací pracoviště s turbomotorem a PMSM, algoritmy pro DSP implementaci |
Milník – Dokončeny řídicí algoritmy, fungující turbomotor a PMSM, odměřena reálná data | ||
| 2021 |
2022 |
2023 | ||
|
|
|
||
Publikace projektu
2021:
- GAZEAU, M. Magnetic coupling design. In: Sborník abstraktů Konference STČ. Konference studentské tvůrčí činnosti, Praha, 2021-05-04. Praha: CTU. Faculty of Mechanical Engineering, 2021.
Dostupné zde: Plný text příspěvku - HEDAR, M. Overview of PAM&PWM Control Strategies for Controlling High-Speed Electrical Machines. In: Sborník abstraktů Konference STČ 2021. Konference studentské tvůrčí činnosti, Praha, 2021-05-04. Praha: CTU. Faculty of Mechanical Engineering, 2021.
Dostupné zde: Plný text příspěvku - KALOMBO, S. Řízení PMSM metodou MTPA. In: Sborník abstraktů Konference STČ 2021. Konference studentské tvůrčí činnosti, Praha, 2021-05-04. Praha: CTU. Faculty of Mechanical Engineering, 2021.
Dostupné zde: Plný text příspěvku - MYKHAILOV, K. Bezsenzorové řízení vysokorychlostního synchronního motoru s permanentními magnety s minimalizací chyby odhadu. In: Sborník abstraktů Konference STČ 2021. Konference studentské tvůrčí činnosti, Praha, 2021-05-04. Praha: CTU. Faculty of Mechanical Engineering, 2021.
Dostupné zde: Plný text příspěvku - NAGASHIMA, K. Review and Design of High-Speed Magnetic Couplings. In: Sborník abstraktů Konference STČ 2021. Konference studentské tvůrčí činnosti, Praha, 2021-05-04. Praha: CTU. Faculty of Mechanical Engineering, 2021.
Dostupné zde: Plný text příspěvku
2022:
- KALOMBO, S. Bezsenzorové vektorové řízení synchronního motoru s permanentními magnety realizované na DSP. In: Sborník abstraktů Konference STČ 2022. Konference studentské tvůrčí činnosti, Praha, 2022-26-04. Praha: CTU. Faculty of Mechanical Engineering, 2022.
- NAGASHIMA, K. Lightweight eddy current coupling for high-speed machines. In: Sborník abstraktů Konference STČ 2022. Konference studentské tvůrčí činnosti, Praha, 2022-26-04. Praha: CTU. Faculty of Mechanical Engineering, 2022.
- NAGASHIMA, K. Control systems and electronics for a 2.9 kw internal combustion engine and battery hybrid multicopter based on power tracking method . In: Sborník abstraktů Konference STČ 2022. Konference studentské tvůrčí činnosti, Praha, 2022-26-04. Praha: CTU. Faculty of Mechanical Engineering, 2022.
