Výzkum regulačních struktur pro synchronní motor s permanentními magnety pro trakční použití

Výzkum regulačních struktur pro synchronní motor s permanentními magnety pro trakční použití

    Od roku 2005 se katedra elektrotechniky, elektroniky a zabezpečovací techniky (KEEZ) zabývá výzkumem v oblasti trakčních pohonů lehkých kolejových vozidel se synchronními motory s permanentními magnety (SMPM). Výzkum je zaměřen zejména na oblast regulace takovýchto pohonů. V rámci tohoto výzkumu byla navázána spolupráce s podnikem ŠKODA Electric, který má o tento typ pohonu velký zájem. Výzkumu se za KEEZ účastní: Doc. Jaroslav Novák, Ing. Ondřej Černý, Ing. Jiří Šimánek a Ing. Radovan Doleček, Ph.D.

    Trakční pohony se SMPM nejsou v oblasti kolejových vozidel tradiční. Přesto použití SMPM v trakci skýtá velké výhody. Hlavní výhodou SMPM je oproti jiným typům motorů velký poměr výkon/objem (nebo hmotnost), což umožňuje praktickou realizaci přímého kolového pohonu (pohonu kola vozidla bez užití převodovky). Výhoda přímého kolového pohonu je v možnosti snadné realizace plně nízkopodlažního vozidla a mimo to i odstranění na údržbu náročné převodovky a celkové zvýšení účinnosti pohonu. Použití SMPM však s sebou nese i jisté problematické aspekty spojené zejména s trvalým buzením SMPM pomocí permanentních magnetů a s nepřímým odbuzováním motoru. Cílem výzkumu je v prvé řadě vyvinout robustní regulační strukturu splňující náročné podmínky trakčního pohonu a zároveň definovat a analyzovat možné kritické stavy pohonu a jejich řešení. 

    Výzkum probíhá jednak na bázi simulací, ale taktéž jsou prováděny rozsáhlé experimenty. Experimentální výzkum probíhá v laboratořích Dopravní fakulty Jana Pernera na speciálním stendu s prototypovým SMPM pro trakční pohon tramvaje viz obr. 1. Tento stand byl zapůjčen z VÚKV (Výzkumný ústav kolejových vozidel). 

 

    Z dosud provedených významných experimentů lze zmínit měření zkratových vlastností SMPM, které bylo prováděno pro zmíněný podnik ŠKODA Electric v rámci hospodářské smlouvy v roce 2006. V říjnu 2007 byla zpracována výzkumná zpráva (opět pro ŠKODA Electric) zahrnující experimentální výsledky z testování regulace momentu motoru s nepřímým odbuzováním. Na zmíněném zařízení též je prováděn ve spolupráci s katedrou dopravních prostředků výzkum problematiky styku kolo - kolejnice.