Välipiirin tasajännitteen ohjauksen vaikutus oikosulkumoottorikäytön mitoitukseen liikennevälineissä

Abstract

Tässä työssä tutkitaan liikennevälineen sähköisen voimansiirtojärjestelmän mitoitusta kokonaisuutena. Sähköinen järjestelmä koostuu tasajännitelinjasta, jännitettä nostavasta katkojasta, jänniteohjatusta, pulssin leveysmodulointiin perustuvasta taajuusmuuttajasta sekä oikosulkumoottoreista. Katkojalla voidaan välipiirin tasajännitettä nostaa linjajännitettä suuremmaksi. Tällä toimenpiteellä on suora vaikutus vaihtosuuntaajan kommutointikykyyn ja moottorin huippumomenttiin kentän heikennysalueella. Laitteiston mitoitus edellyttää piirin eri osien virtojen ja jännitteiden sekä niiden käyttöaikojen tuntemista. Työssä nämä lasketaan lähtien liikennevälineelle asetetuista suorituskykyvaatimuksista. Sähkölaitteisto jaetaan osiin siten, että osien häviöiden riippuvuus em. virroista ja jännitteistä on määrättävissä. Tätä kautta on löydetty yhteys ajodynamiikan, laitteistovalintojen, välipiirin tasajännitteen ohjauksen ja häviöiden välille. Tasajännitteen nostolla voidaan vaikuttaa lähinnä kolmeen mitoitukseen liittyvään seikkaan; nimittäin kommutointipiirin kokoon, laitteiston häviöiden jakaantumiseen moottoreiden ja tehonsäätöyksikön kesken sekä jonkin verran myös laitteiston kokonaishäviöihin ja sitä kautta hyötysuhteeseen. Työssä on pyritty esimerkkitapausta tutkimalla sovittamaan edellä mainitut seikat mahdollisimman järkevästi toisiinsa ja siten löytämään mitoitukselle optimi. /Kir10