faculty of electric power engineering and automatics of “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

Розробки кафедри

Розробки кафедри АЕМС-ЕП

Серед останніх розробок кафедри можна виділити:

1. Тяговий асинхронний електропривод для пасажирського трамваю.

2. Тяговий асинхронний електропривод електробусу з гібридним джерелом живленням.

3. Ініціативний проект по створенню тягових електроприводів для електричних транспортних засобів з гібридним джерелом живлення на основі акумуляторних батарей та суперкнонденсаторів

4. Уніфікований контролер на основі цифрового сигнального процесора TMS320F28069

5. Високопродуктивний уніфікованих контролер на основі DSP TMS320F28335 для електромеханічних систем

1.Асинхронний тяговий електропривод пасажирського трамваю

Трамвай оснащено тяговими візками, на яких встановлено по два АД потужністю 50 кВт

2.Асинхронний тяговий електропривод електробусу з гібридним джерелом живленням

Графічний інтерфейс водія

3.Ініціативний проект по створенню тягових електроприводів для електричних транспортних засобів з гібридним джерелом живлення на основі акумуляторних батарей та суперкнонденсаторів

У 2016 році групою науковців кафедри автоматизації електромеханічних систем та електроприводу КПІ ім. Ігоря Сікорського прийнято рішення про виконання ініціативної розробки тягового асинхронного електроприводу для електричних транспортних засобів, таких як електромобілі, електроавтобуси та інші.

Мета проекту – налагодження серійного виробництва тягових асинхронних електроприводів для екологічно чистого електричного транспорту на території України.

Передбачається, що живлення тягового електроприводу буде здійснюватись від гібридного автономного джерела живлення, яке поєднує акумуляторну батарею на LiFePo4 елементах та батарею суперконденсаторів. Функціональна схема тягового асинхронного електроприводу показана на Рис. 1.

elecrobus

Рис. 1. Функціональна схема асинхронного електроприводу для електричних транспортних засобів

Представлена схема є уніфікованою, оскільки передбачає значну кількість конфігурацій живлення, які сьогодні розглядаються в світовій практиці:

  • акумуляторне живлення – найбільш розповсюджене;
  • суперкондесаторне живлення – має обмежене використання;
  • гібридне живлення – найбільш перспективне на сьогодні рішення.

В показаній на Рис. 1 конфігурації керуючий контролер здійснює керування електромеханічним перетворенням енергії в асинхронному двигуні для забезпечення руху транспортного засобу і на основі цього узгоджено керує потоками енергії в колі автономне джерело-перетворювач частоти електроприводу за рахунок впливу на DC-DC перетворювач. Принциповою особливістю структури Рис. 1 є її універсальність, яка дозволяє реалізовувати усі три можливі конфігурації живлення.

Накопичувачі енергії на основі акумуляторних батарей мають великий запас енергії (на порядок і більше у порівнянні з суперконденсаторами), низьку специфічну потужність, значний час  заряду, обмежену кількість циклів заряд-розряд, відносно низьку (у порівнянні із суперконденсаторами) вартість за кВт-год. З іншого боку у суперконденсаторів малий запас енергії, велика специфічна потужність, швидкий  заряд, значна кількість циклів заряд-розряд, значна вартість за кВт-год. Зокрема акумуляторна батарея LiFePo4 потужністю 78 кВт коштує близько 30 тис. $ та забезпечує пробіг малого електробусу (класу «Богдан А92») до 150 км. В той же час батарея суперконденсаторів вартістю близько 90 тис. $ забезпечує лише 10 км пробігу. Властивості різних джерел живлення проілюстровано в таблиці 1.

Порівняльні характеристики джерел живлення

Аккумуляторне живлення Суперконденсаторне живлення Акумуляторно-суперконденсаторне живлення
Орієнтовна дистанція пробігу на одній зарядці 150 10 180
Вартість джерела живлення, тис. $ 30 90 40
Необхідність зарядної інфраструктури на маршруті Ні Так Ні
Заряджання за «нічним тарифом» Так Ні Так
Підвищення терміну служби АКБ Ні +20%

Виходячи з  малого запасу енергії та значної вартості за кВт-год, ЕМС електробусу з  суперконденсаторним живленням можуть потенційно розглядатися для перевезень на короткі відстані (до 8-10 км) в умовах міст на маршрутах, які обладнані коштовними зарядними станціями.

Системи з гібридними джерелами живлення на основі акумуляторних батарей і суперконденсаторів дозволяють поєднати переваги кожного з накопичувачів енергії без суттєвого збільшення вартості системи. Координоване з електроприводом керування DC/DC перетворювачами підвищує коефіцієнт використання енергії рекуперації до 75 %, а також дозволяє до 20% збільшити ресурс АКБ за рахунок уникнення ударних навантажень на батарею.

Запланованими сферами застосування даної технології будуть:

  • електричні автобуси (нові, що випускатимуться на підприємствах автобудівного профілю, а також переобладнані традиційні автобуси);
  • малі вантажні електромобілі для кур’єрських служб, внутрішньо-міських поштових перевезень, комунальних служб;
  • електромобілі.

Авторський колектив розробників кафедри автоматизації електромеханічних систем та електроприводу КПІ ім. Ігоря Сікорського запрошує зацікавлені організації та підприємства долучитися до участі в даному ініціативному проекті в якості співвиконавця або інвестора.

Ми готові розглянути будь-які Ваші пропозиції!

Від імені колективу розробників

д.т.н., проф. Пересада С. М.

к.т.н., доц. Ковбаса С. М.

4.Уніфікований контролер на основі цифрового сигнального процесора TMS320F28069

Призначений для створення високоефективних систем векторного керування електроприводами на основі різноманітних електричних двигунів  змінного струму та перетворювальної техніки.


Детальніше – за посиланням.

5.Високопродуктивний уніфікованих контролер на основі DSP TMS320F28335 для електромеханічних систем

Ядро контролеру засновано на цифровому сигнальному процесорі (ЦСП)  TMS320F28335, який має 32-розрядне ядро з модулем виконання операцій над числами з плаваючою комою (Floating Point Unit), модулі прямого доступу до пам’яті і обробки переривань, а також широкий набір комунікаційних інтерфейсів і периферійних модулів.


Детальніше – за посиланням.

Statistics



As result of 2 semester

2019/2020 academic year


Total students: 162,
on the budget: 157.

Announcement



Taking into account the epidemiological situation in Ukraine and the level of danger on the territory of Kiev , educational process in October 2020 (fall semester 2020/2021 academic year):
- for senior courses continues in distant mode according to order of the rector of Igor Sikorsky KPI dated 21.08.2020 No. 7/148 "About events for the organization of the educational process in the autumn semester 2020/2021." The training will take place in accordance with the Regulations for the organization of the educational process in distant mode.
- for the first course, training is carried out in mixed mode from 21.09.2020 with flexible schedule with a few weeks of face-to-face training according to the order of the rector № 1 / 266а "About events for the organization of the educational process in the autumn semester 2020/2021 for the future. To learn more about the specifics of the beginning of the semester for 1-st year students, you can follow this link .

Partners