Електропривод електромобіля (курсовий проєкт)
Спеціальність: Системи енергетики сталого розвитку
Код дисципліни: 6.141.09.E.057
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Лектор: Д.т.н., проф. Щур Ігор Зенонович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Загальні компетентності:
• здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел;
Фахові компетентності:
• здатність використовувати базові знання з фізики, вищої математики та теоретичних основ електротехніки для вирішення практичних задач в галузі електромеханіки;
• здатність використовувати знання з теорії електричних машин, апаратів та електроприводу для вирішення практичних задач в галузі приводів транспортних засобів (ТЗ);
• здатність використовувати сучасні методи розрахунку, проектування та аналізу роботи систем електроприводів ТЗ;
• здатність до вивчення та аналізу науково-технічної інформації в галузі електроприводів повних та гібридних ЕМ, а також міського електротранспорту;
• здатність до моделювання режимів роботи електроприводів повних та гібридних ЕМ, а також міського електротранспорту.
Фахові компетентності професійного спрямування:
• розуміння процесів та знання особливостей конструкцій електричних машин, привідних механізмів та електронних систем керування їх роботою для систем електричного транспорту;
• розуміння вимог та особливостей систем електроприводів ТЗ різного типу, а також уміння розрахунку їх параметрів;
• набуття уміння проектувати елементи та системи повних і гібридних ЕМ та міського електротранспорту;
• знання систем діагностики, а також особливостей розрахунку і оцінки надійності систем та електрообладнання повних і гібридних ЕМ та міського електротранспорту;
• здатність застосовувати знання та уміння для побудови математичних моделей елементів та систем електричного транспорту в середовищі MATLAB з метою проведення теоретичних досліджень.
Результати навчання: • здатність демонструвати знання і розуміння принципів, що лежать в основі електротранспорту,
• здатність демонструвати знання та розуміння методологій проектування, відповідних нормативних документів, чинних стандартів і технічних умов,
• уміння застосовувати знання і розуміння для розв’язування задач синтезу та аналізу систем електроприводів ТЗ,
• уміння застосовувати знання технічних характеристик, конструкційних особливостей, призначення і правил експлуатації устаткування та обладнання для вирішення технічних задач,
• уміння розраховувати, конструювати, проектувати, досліджувати, експлуатувати, ремонтувати, налагоджувати типове для обраної спеціалізації устаткування та обладнання,
• здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Основи електротранспорту, Електричні машини та обладнання електроенергетичних систем сталого розвитку, Основи теорії автоматичного керування та принципи побудови САК, Основи проектування елементів та систем повних і гібридних електромобілів та міського електротранспорту, Електрообладнання та енергетичні системи живлення повних і гібридних електромобілів та міського електротранспорту, Інженерія систем та електрообладнання повних і гібридних електромобілів та міського електротранспорту.
Короткий зміст навчальної програми: У курсовому проекті (КП) необхідно розробити проект системи електропривода повного електромобіля (ЕМ) згідно з сучасними вимогами до таких об’єктів. Конкретні вхідні дані до КП для студентів усіх форм навчання задаються керівником.
Для виконання КП потрібні такі вхідні дані:
1) споживчі показники ЕМ:
- повна споряджена маса;
- максимальна швидкість руху;
- максимальне прискорення (час розгону від нульової до швидкості 100 км/год);
2) тягова конфігурація:
- однодвигунна з фіксованою передачею;
- дводвигунна задньопривідна з планетарними редукторами на півосях;
- дводвигунна задньопривідна з моторколесами;
3) тип електродвигуна:
- асинхронний двигун (АД);
- синхронний двигун з постійними магнітами (СДПМ);
- безщітковий двигун постійного струму (БДПС) з постійними магнітами;
4) бортова мережа повинна – Li-Ion акумуляторна батарея (АБ).
Опис: Орієнтовний зміст пояснювальної записки основної частини КП:
Вступ.
1. Розрахунок параметрів тягового електродвигуна(ів).
1.1 Знаходження складових тягового зусилля.
1.2 Вибір передавального числа редуктора(ів) та знаходження максимальних та номінальних значень механічних параметрів двигуна(ів) – електромагнітного моменту та кутової швидкості.
1.3 Знаходження номінальних електричних параметрів тягового двигуна(ів).
1.4 Побудова комп’ютерної моделі електродвигуна(ів) в середовищі Matlab/Simulink.
2 Розрахунок параметрів та вибір силової АБ.
3 Розрахунок параметрів силового напівпровідникового перетворювача.
3.1 Вибір типу перетворювача та опис його принципової схеми.
3.2 Розрахунок параметрів та вибір силових транзисторів.
4 Вибір структури системи керування.
4.1 Обґрунтування структури системи керування та опис її функціональної схеми.
4.2 Вибір основних елементів системи керування.
5 Розроблення та опис загальної принципової схеми системи електропривода.
6 Синтез системи керування тяговим електроприводом.
6.1 Побудова комп’ютерної моделі системи керування в середовищі Matlab/Simulink.
6.2 Налаштування параметрів системи керування на моделі та отримання осцилограм її роботи.
Висновки.
Перелік посилань.
Методи та критерії оцінювання: Оцінювання знань забезпечується поточним контролем та підсумковим контролем. Поточний контроль здійснюється під час консультацій з курсового проектування шляхом усного опитування. Підсумковий контроль знань проводиться у вигляді захисту курсового проекту перед комісією.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: 20 балів.
Захист курсового проекту:
Повнота та якість виконання - 60 балів, доповідь та відповіді на запитання – 20 балів.
Разом за захист – 80 балів.
Разом за КП – 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Електромеханічні системи автоматичного керування та електроприводи / М.Г. Попович, О.Ю. Лозинський, В.Б. Клепіков та ін. – К.: Либідь, 2005. – 680 с.
2. Шевченко І.С., Морозов Д.І. Спеціальні питання теорії електропривода. Динаміка синхронного електропривода: навч. Посіб. – К.: Кафедра, 2014. – 276 с.
3. Закладной О.М., Праховник А.В., Соловей О.І. Енергозбереження засобами промислового електропривода. Навчальний посібник. – К.: Кондор, 2005. – 408 с.
4. Chan C.C., Chau T. Modern Electric Vehicle Technology. – New York: Oxford Univ. Press, 2001. – 302 p.
5. Larminie J., Lowry J. Electric Vehicle Technology Explained. – John Wiley & Sons, Ltd, 2003. – 296 p.
6. Guzzella L., Sciarretta A. Vehicle Propulsion Systems. Introduction to Modelling and Optimization. – Springer–Verlag Berlin Heidelberg, 2007. – 338 p.
7. Emadi A. Handbook of Automotive Power Electronics and Motor Drives. Taylor & Francis Group, 2005. – 689 p.
8. Bimal K. Bose. Power Electronics and Motor Drives. Academic Press is an imprint of Elsevier. – 917 p.
9. Energy consumption of full electric vehicles. URL: https://ev-database.org/cheatsheet/energyconsumption-electric-car
10. IGBT Modules. URL: https://www.semikron.com/products/product-classes/igbtmodules.html#view/table/items/60/
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).