مدل سازی و کنترل ماشین با دو محور مکانیکی بعنوان سیستم انتقال قدرت در خودروهای هیبرید

بهینه سازی مصرف سوخت و کاهش آلایندگی زیست محیطی در خودروها از دغدغه های مهم دانشمندان و مهندسان است. از این رو مهندسان سعی در جایگزینی سیستم های مکانیکی، که دارای انعطاف پذیری پایینی اند، با سیستم های الکترومکانیکی و حتی کاملاً الکتریکی در جهت کنترل دقیق تر و بهینه سازی در سیستم ها و افزایش راندمان داشته اند. خودروهای هیبرید الکتریکی، گیربکس های الکترومغناطیسی و دیگر تجهیزات الکتریکی و یا الکترومکانیکی موجود در خودروها، نمونه ای از کاهش تصدی بخش مکانیکی و افزایش تصدی بخش الکتریکی برای نیل به هدف فوق است. از اینرو در رساله حاضر، با معرفی ماشین الکتریکی با دو پایانه مکانیکی dmpm، بعنوان یک گیربکس متغیر پیوسته الکترومکانیکی، به بررسی معادلات حاکم بر ماشین پرداخته شده است. شیوه های کنترل آن بررسی شده است و نقش آن در سیستم های مکانیکی، مخصوصاً خودرو، بیان شده است. یک خودروی تویوتا پریوس توسط بانک اطلاعاتی advisor، در محیط سیمولینک متلب، مدل شده است؛ و جایگزین کلاچ و گیربکس خودرو شده است. خودروی مدل، در سیکل های حرکت استاندارد شهری، بزرگ راه و بزرگ راه با افزایش 50 درصدی در سرعت، در دو وضعیت با باتری (hev) و بدون باتری (evt)، در دوره ی 1500 ثانیه ای، شبیه سازی شده است و نتایج آن توسط نمودارهایی نشان داده شده است. این نتایج بررسی شده است تا ثابت گردد این ماشین (dmpm)، می تواند جایگزین مناسبی برای کلاچ و گیربکس در خودروی تحت آزمایش گردد. در نتیجه یک گیربکس خودکار پیوسته متغیر با دامنه ی تغییرات وسیع برای عملکرد در خودرو معرفی گردید. آزمایش های فوق در وضعیت تست شتاب نیز بررسی شده است. در این شبیه سازی ها به بررسی عملکرد بهینه موتور احتراقی با استفاده از ماشین بکارگرفته شده پرداخته شده است؛ و نتایج آن از نظر مصرف سوخت و درصد انتشار گازهای آلاینده ی اگزوز خودرو بررسی شده است. عملکرد خودروی مجهز به ماشین dmp بعنوان یک خودروی هیبرید (hev) و بعنوان خودروی مجهز به گیربکس متغیر پیوسته ی الکتریکی (evt)، بررسی شده است. در ضمن عملکرد وضعیت هیبریدی در مد هیبرید سری – موازی نشان داده شده است. در نهایت این سیستم بعنوان یک خودروی هیبرید سری – موازی با درجه هیبریداسیون کامل معرفی شده است.