This paper deals with linear generator design. Different topologies of linear generators are presented. Numerical methods are used in the design of electric machines. A 3D model of a flat one-sided synchronous linear electric generator was made and analysed with Ansys Workbench software. Within the numerical analysis, calculation of magnetic flux density was made.
PL
W artykule przedstawiono projekt generatora liniowego. Przedstawione zostały różne topologie generatorów liniowych. Wykorzystano metody numeryczne w projektowaniu maszyn elektrycznych. Zbudowany został model 3D synchronicznego generatora liniowego i medel ten poddano realizacji numerycznej oprogramowaniem ANSYS. W realizacji numerycznej obliczono indukcję magnetyczną.
Electric vehicles require usage of economical and ecological solutions of range extenders with internal combustion engines. One of the proposed solutions can be an free piston combustion engine paired with a linear generator. Authors proposed simulation model for the laboratory test bench, which purpose is to be used for testing of permanent magnet linear generator. Mathematical models of three phase asynchronous motor with controller, slider-crank mechanism, permanent magnet linear generator, DC-DC converter and lithium-ion battery were used. The complex simulation model gives an opportunity for assessing dynamic time-based characteristics of test stand before manufacturing or to use for batch testing, giving large time savings on the test stand implementation and tests execution. Exemplary results of simulation solved in the Matlab Simulink software are presented, for chosen input parameters values.
PL
Samochody elektryczne, w celu zwiększenia ich autonomiczności jazdy, wymagają zastosowania ekonomicznych i ekologicznych rozwiązań generatorów elektrycznych z silnikami spalinowymi. Jednym z takich rozwiązań może być silnik spalinowy typu „free piston” współpracujący z generatorem liniowym. Zaproponowano model symulacyjny projektu stanowiska badawczego do testowania generatora liniowego z magnesami trwałymi. Skorzystano przy tym z modeli matematycznych głównych komponentów: trójfazowego silnika asynchronicznego wraz ze sterownikiem, układu korbowo-wodzikowego, elektrycznego generatora liniowego z magnesami trwałymi, przekształtnika energii elektrycznej oraz baterii litowo-jonowej. Kompleksowy model może być wykorzystany do oceny parametrów pracy stanowiska oceny przed jego wykonaniem lub użyty do przeprowadzania wielokrotnych testów badawczych, co znacznie skraca czas wdrożenia i czas badań. Przedstawiono przykładowe wyniki symulacji zaimplementowanej do środowiska komputerowego Matlab Simulink, dla zadanych wartości parametrów zadanych.
In the following paper, the author presents a set of assumptions regarding control strategies of range extender in plug-in hybrid electric vehicle. Particular focus is put on control strategies for range extender with linear generator. Firstly, power train must provide appropriate operation regarding its dynamic behavior. As a dynamic requirement the Artemis Urban driving cycle is chosen. Secondly, the control mode investigation is conducted. This includes choice of proper engage strategy of generator, with triggering signals and boundary conditions. For power train with main components such as Li-ion battery, permanent magnet synchronous motor and range extender, control strategies are set up. Lastly, other factors that could play a role in the control strategy construction are explained, i.e. temperature, noise, etc. Result is a set of control constraints and guidelines for control strategy. It is shown, via computer simulation, that the control strategy with distributed periods of range extender engagement, can improve power train efficiency and reduce energy consumption.
PL
W artykule zawarto zestaw założeń dotyczących strategii sterowania urządzeniem rozszerzającym zasięg samochodu elektrycznego typu plug-in. Nacisk położono na strategię sterowania urządzenia rozszerzającego zasięg, wyposażonego w generator liniowy. Po pierwsze, układ napędowy musi zapewnić odpowiednie parametry dynamiczne. Parametry te wyznacza wybrany cykl jazdy Artemis Urban. W kolejnym kroku analizie poddano tryb sterowania. Zawiera on wybór odpowiedniej strategii załączania generatora, wraz z podaniem sygnałów wyzwalających i warunków granicznych. Następnie stworzono strategie sterowania dla układu napędowego, którego głównymi elementami są bateria litowo-jonowa, silnik synchroniczny z magnesami trwałymi i urządzenie rozszerzające zasięg. Na końcu, podano inne czynniki mogące mieć wpływ na budowę strategii sterowania, np.: temperatura, hałas, itp. Wynikiem jest zestaw ograniczeń i wytycznych dla strategii sterowania. Drogą symulacji komputerowej wykazano, że strategia sterowania z dystrybucją okresów załączenia urządzenia rozszerzającego zasięg może poprawić sprawność układu napędowego i zredukować zużycie energii.
Samochody hybrydowe, szczególnie typu Plug-in, wymagają zastosowania ekonomicznych i ekologicznych rozwiązań generatorów elektrycznych z silnikami spalinowymi. Jednym z takich rozwiązań może być silnik spalinowy typu Free Piston współpracujący z generatorem liniowym. Zaproponowano model symulacyjny projektu stanowiska badawczego do testowania generatora liniowego z magnesami trwałymi. Skorzystano przy tym z modeli matematycznych głównych komponentów: trójfazowego silnika asynchronicznego wraz ze sterownikiem, układu korbowo-wodzikowego, elektrycznego generatora liniowego z magnesami trwałymi, przekształtnika energii elektrycznej oraz baterii litowo-jonowej. Kompleksowy model daje możliwość uzyskania przebiegów dynamicznych parametrów stanowiska i ich zbadania przed jego wykonaniem, co znacznie skraca czaswdrożenia projektu. Przedstawiono przykładowe wyniki symulacji zaimplementowanej do środowiska komputerowego Matlab Simulink, dla zadanych wartości wejściowych.
EN
Hybrid electric vehicles, especially Plug-In hybrids, require usage of economical and ecological solutions of range extenders with internal combustion engines. One of proposed solutions can be Free Piston combustion engine paired with linear generator. Author proposed simulation model for the laboratory test bench project, which purpose is to be used for testing of permanent magnet linear generator. Mathematical models of three phase asynchronous motor with controller, slider-crank mechanism, permanent magnet linear generator, DC-DC converter and lithium-ion battery were used. Complex model gives opportunity for getting dynamic time based characteristics of test stand parameters and examine them before manufacturing, giving large time savings on project implementation. Exemplary results of simulation solved in Matlab Simulink software are presented, according to chosen input parameters.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.