Нове покоління високоефективних електромеханічних систем електричних транспортних засобів з векторно-керованими двигунами, які не містять рідкоземельних матеріалів

Набула розвитку теорія і практика високоефективних електромеханічних систем з тяговим електроприводом на базі асинхронних і синхронних реактивних двигунів , які не використовують рідкоземельні постійні магніти, що дозволяє подолати проблему їх обмеженої доступності.

Розроблено та впроваджено нові методи нелінійного та адаптивного керування електромеханічними системами та процесами енергообміну між тяговим електроприводом і гібридними джерелами живлення на основі акумуляторних батарей і суперконденсаторів. Обґрунтовано альтернативні до існуючих математичні моделі асинхронних і синхронних реактивних двигунів , на основі яких розвинуто теорію синтезу та аналізу систем векторного керування класом глибоко насичених електричних машин. Розроблено новий метод керування моментом (кутовою швидкістю) і вектором потокозчеплення, який забезпечує асимптотичне відпрацювання заданих траєкторій моменту (кутової швидкості) і вектора потокозчеплення, а також динамічну розв`язку процесів керування цими змінними з підвищеними властивостями робастності.

Нова структура системи керування, яку сформовано на основі синтезу , дозволяє аналітично-чисельним методом формалізувати оптимізацію за критерієм «момент-струм» MPTA, не впливаючи при цьому на динамічну поведінку механічних координат. Розвинуто теорію адаптивного керування класом нелінійних об’єктів шляхом розробки нових методів адаптивного оцінювання невимірюваних координат, а також ідентифікації параметрів і нелінійних характеристик математичних моделей електродвигунів змінного струму. Вперше з позицій теорії адаптивного керування теоретично обґрунтовано можливість оцінювання змінних у часі параметрів за рахунок формування «сильних» умов персистності збудження. Розроблено новий метод синтезу і аналізу двоконтурних систем керування класом DC-DC перетворювачів, на основі якого розроблено новий метод швидкодіючого керування потоками енергії між тяговим електроприводом і гібридними джерелами живлення з адаптивним обмеженням похідної від струму батареї.

На основі технології швидкого прототипного тестування спроектовано і виготовлено лабораторний комплекс для проведення широкого спектру експериментальних досліджень систем векторного керування прототипів тягових електромеханічних систем різної конфігурації. Результати повномасштабних досліджень розроблених систем векторного керування тяговими електроприводами та комбінованими джерелами живлення підтверджують їх високі динамічні властивості і підвищену енергоефективність.