bulanık mantık kontrollü rejeneratif frenleme...
TRANSCRIPT
Bulanık Mantık Kontrollü Rejeneratif Frenleme Sistemi
Regenerative Braking System using Fuzzy Logic Controller
Yakup Şahin1, Uygar Güneş 2, Furkan Umman 3, Ahmet Can Ceceloğlu4, H. Emre Güner5,
H. Metin Ertunç6
1,2,3,4,5,6Mekatronik Mühendisliği Bölümü
Kocaeli Üniversitesi Üniversitesi, Umuttepe
{ [email protected] 1, [email protected]
3,
[email protected] 4, [email protected]
6}
Özetçe
Bu çalışmada, elektrikli araçların sorunlarından biri olan
menzil sorununa bir çözüm bulmak için daha verimli bir sürüş
algoritmasının oluşturulması amaçlanmıştır. Sistemin dinamik
modeli Matlab/Simulink ortamında oluşturularak rejeneratif
frenleme sistemi için olası bir sürüş çevrimi altında sistemin
simulasyonu yapılmıştır. Rejeneratif modda sistemin daha
verimli çalışması ve güvenli şarj durumu için bulanık mantık
kontrolör (Fuzzy) ile PID kontrolör bir arada kullanılmıştır.
Bulanık kontrol giriş parametresi olarak 3 faktör göz önüne
alınmıştır. Bu faktörler; aracın anlık hız bilgisi, batarya şarj
durumu ve frenleme kuvvetidir. Kontrol çıktısı ile rejeneratif
frenleme seviyesi tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar motor
ve rejeneratif çalışma modu için karşılaştırmalı olarak
değerlendirilmiştir.
Abstract
In this study, the range problem of electric vehicles is one of
the most important issues that finding a solution and creating
more efficient algorithm is aimed. Working on engine mode
and regenerative mode are considered separately for electric
motors. The dynamic models of the system is done using
Matlab/Simulink environment. A simulation model is made
under a driving cycle for regenerative braking system. Fuzzy
logic and PID control are used together for working the
system more efficient and safely charge mode at regenerative
mode. Three factors are taken into account as a fuzzy control
input parameters. These factors are instantaneous vehicle
speed information, the battery charge status and braking
forces. Regenerative braking level is determined by the
control output. The results of motor and regenerative mode is
comparatively evaluated.
1. Giriş
Elektrikli araçlar, günümüzde revaçta olup özellikle şehir içi
kullanım için oldukça verimli sonuçlar alınmıştır [1].
Elektrikli araçların zamanla benzinli otomobillerin yerini
almaya başladığı göz önüne alındığında bu konuda yapılan
araştırmaların sayısı her geçen gün daha da artmaktadır.
Rejeneratif Frenleme Sistemi, Hibrit Otomobillerde ve
Elektrikli Otomobillerde kullanılan elektrik motorlarının zıt
elektromotor kuvvetinden kaynaklanan potansiyel enerjinin
tekrar sisteme geri kazandırılması amacını taşır. Bu enerji geri
kazanım işlemi yapılmadığı takdirde ısıya dönüşerek sistemin
enerji hanesine kayıp olarak yazılır. Bu sistem ile kaybedilen
bu enerjinin geri kazanılması ile sistem veriminin artması buna
bağlı olarak sürüş menzilinin artması beklenmektedir [2].
Elektrikli araçlarda rejeneratif frenleme sistemlerinin
tasarımındaki en önemli ölçütleri; verimlilik, araç performansı,
güvenlik, tamir kolaylığı ve otomobilin kesintisiz seyahat
mesafesi olarak sıralanabilir.
Şekil 1: Elektrik motorunun çalışma modları [3]
Çalışmada fırçasız DC motor kullanılmıştır. Fırçasız DC
motorlarda komutasyon için fırça kullanılmamaktadır,
komutasyon elektriksel olarak sağlanmaktadır. Kullanım alanı
son zamanlarda artmakta ve artık fırçalı DC motorlar ve
indüksiyon motorlarının yerini almaktadır. Çalışmada fırçasız
DC motorunun seçilme nedenlerini şu şekilde sıralayabiliriz:
Yüksek verimlilik
Daha uzun işlem süresi
Yüksek hız aralıkları
Şekil 1’de motor ve rejeneratif çalışma modları
gösterilmektedir. Motor modda çalışma esnasında, bataryadan
alınan enerji tekerleklere aktarılarak hareket sağlanmaktadır.
Rejeneratif mod ise gaza basılmadığı anda devreye girer. Bu
modda bataryadan herhangi bir enerji alınmaz. Tekerleklerin
dönmeye devam etmesiyle kazanılan zıt elektro motor kuvveti
ile oluşan enerji bataryaya aktarılarak bataryanın şarj durumu
artırılır.
Bu çalışmada, fırçasız DC motor dinamik modeli kullanılarak
motor ve rejeneratif mod için simulasyonlar yapılmıştır.
741
Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK'2015, 10-12 Eylül 2015, Denizli
Sistemin kontrolü için PID ve Bulanık Mantık kontrolör
beraber kullanılmıştır. Fırçasız DC motor çalışma modları ve
Bulanık Mantık üyelik fonksiyonları sırasıyla 3. ve 4. bölümde
verilmiştir. Oluşturulan sürüş çevrimi altında motor ve
rejeneratif çalışma modları için bataryanın şarj durumları
incelenmiştir.
2. Sayfa Düzeni ve Biçem
Fırçasız DC motorlar sürekli mıknatıslı rotor ve rotor yapısı ile
bir senkron motor olarak düşünülebilir [4]. Öyleyse fırçasız
motorun dinamik denklemleri (1) denkleminde tanımlanmıştır:
( )
a
an a a
bbn b b
cn c cc
di
dtV i edi
V R i L M edt
V i edi
dt
(1)
, , an bn cnV V V denklemdeki stator faz gerilimlerini ve R
değeri her fazın stator direncini temsil etmektedir. , , a b ci ii
stator faz akımını, L armatür öz indüktansını, M fazlar arası
karşılıklı endüktansı ve , , a b ce ee değerleri ise üretilen ters
elektromotor kuvvetini temsil etmektedir.
( )a e e a ee k w f (2)
2
3b e e f ebe k w
(3)
4
3c e e c e
e k w f
(4)
Fırçasız DC motorun elektromotor kuvveti trapezoidal formda
oluşmaktadır ve komutasyon sırasına göre güç anahtarlarının
tetiklenmesi sonucunda elektromotor kuvvetinin davranışı
yukarıda verilmiştir.
Fonksiyonlar, aralarında 120 derecelik faz farkı olan sinyaller
gibi düşünülebilir. Fırçasız DC motorun her bir faz ve toplam
elektro-manyetik torkları ise aşağıdaki gibidir:
( )a t a a eT k i f (5)
( )b t b b eT k i f (6)
( )c t b c eT k i f (7)
e a b cT T T T (8)
Denklemlerde ek değeri zıt elektromotor kuvvet sabitini, ew
ise elektriksel açısal hızı ifade etmektedir. Denklemlerdeki
fonksiyonlar ise zıt elektromotor kuvvetinin simülasyon
ortamında trapezoidal formda oluşmasını sağlayan yapıdır.
Denklemlerdeki tk değeri tork sabitini ifade etmektedir ve
motorun mekanik hareket denklemi için L rotor ataleti, B
sönümleme sabitidir. Motorun elektriksel hız ile mekanik hız
arasında kutup çifti sayısıyla orantılı bir denklem
bulunmaktadır. P ile gösterilen sayı, motorun kutup sayısını
ifade etmektedir.
ee L e
dwT T J w B
dt (9)
2e m
Pw w (10)
Tablo 1: Rotorun Konumuna göre elektromotor kuvveti
davranışı
Açı(e ) ( )a ef 2
3f eb
4
3c ef
0 60 1 -1 6
1 e
60 120 1 6
3e
-1
120 180 6
5 e
1 -1
180 240 -1 1 6
7e
240 300 -1 6
9 e
1
300 360 6
11e
-1 1
Tablo 1’de zıt elektro motor kuvvetinin fazlara göre
davranışları gösterilmektedir. Fırçasız DC motorun
matematiksel denklemlerine Laplace dönüşümü yapılarak
Simulink ortamında modellenmiştir.
3. Fırçasız DC Motoru Çalışma Modları
3.1. Motor Çalışma Modu
Fırçasız DC motorların 1, 2 ve 3 fazlı konfigürasyonları
mevcuttur. Uygulama için 3 fazlı DC motor seçilmiştir ve bu
uygulamada sensörlü kontrol yapısı tercih edilmiştir. Sensörlü
kontrolde motorun iç yapısındaki statora konumlandırılmış
olan 3 adet Hall effect sensör yardımıyla rotor pozisyon
bilgisini elde edilmektedir. Motor dizaynına göre Hall effect
sensörler arasında 60 veya 120 derece bulunmaktadır [5].
Şekil 2: Motorun kesit görünümü
Şekil 2’de Hall efekt sensörlerin motor içindeki konumları
gösterilmektedir. Sensörlü kontrolde Hall effect sensörlerden
742
Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK'2015, 10-12 Eylül 2015, Denizli
alınan bilgiye göre uygun fazların enerjilenmesi
sağlanmaktadır. Fırçasız DC motorun kontrolünde kontrol 6
kademeli bir algoritma ile sağlanmaktadır. Her kademede 2 faz
seçilmekte ve bu fazlar enerjilenmektedir.
Komutasyon sırası Tablo 2’deki gibidir [6]. Bu sıra dikkate
alınarak motorun elektriksel olarak bir tam tur atması için
sırasıyla enerjilendirilecek fazlar belirlenecektir.
Tablo 2: Rotor konumuna göre oluşan komutasyon sırası
Açı(e ) FAZ
A
FAZ
B
FAZ
C
HALL
A
HALL
B HALLC
0 60 dcV dcV 0 1 0 0
60 120 0 dcV dcV 1 0 1
120 180 dcV 0 dcV 0 0 1
180 240 dcV dcV 0 0 1 1
240 300 0 dcV dcV 0 1 0
300 360 dcV 0 dcV 1 1 0
Fırçasız DC motorlar DC beslemeyle çalıştırılıyor gibi
görünse de aslında besleme sinyalleri AC sinyallerdir. Bundan
dolayı fırçasız DC motor beslemesinde bir evirici
kullanılmaktadır.
Şekil 3: 6 güç anahtarı ile oluşturulan evirici devresi
Uygulanan PWM oranına göre de fazlara gelen gerilimin
seviyesi belirlenmektedir. Uygulanan gerilim ile motorda
elektromotor kuvveti oluşturularak motor milinin hareketi
sağlanmaktadır. Tablo 3’te anahtarların tetiklenme sırası
gösterilmektedir.
Tablo 3: Anahtarların tetiklenme sırası
Açı(e ) PWM ON Anahtar OFF Anahtar
0 60 B_High A_Low Diğer Anahtarlar
60 120 B_High C_Low Diğer Anahtarlar
120 180 A_High C_Low Diğer Anahtarlar
180 240 A_High B_Low Diğer Anahtarlar
240 300 C_High B_Low Diğer Anahtarlar
300 360 C_High A_Low Diğer Anahtarlar
Şekil 3’te evirici yapısı gösterilmektedir [12]. Evirici
yapısında 6 adet güç anahtarı bulunmakta ve daha öncede
belirtildiği gibi Hall effect sensörden alınan bilgilere göre faz
kolundaki uygun anahtarların tetiklenmesi sağlanmıştır. Bir
elektriksel çevrim boyunca güç anahtarları 120 ’lik bir iletim
konumunda bulunmaktadır [7].
3.2. Rejeneratif Çalışma Modu
Rejeneratif frenleme sırasında araçtaki mevcut kinetik
enerjinin ısı enerjisine dönüşmesine izin vermek yerine
bataryaya geri kazandırılarak daha verimli biçimde
kullanılması amaçlanmaktadır. Rejeneratif çalışma modu,
aracın gaza basılmadan seyir halinde olması veya fren
yapılması durumlarını içerir. Bu durumlarda elektrik motoruna
bataryadan herhangi bir gerilim yönlendirilmez. Motor
modundan farklı olarak rejeneratif modda tek bir anahtarın
tetiklendiği anahtarlama metodu tercih edilmiştir [8].
Rejeneratif modda çalışılan anahtarlar, fazların kollarındaki
low (A_Low, B_Low, C_Low) anahtarlarıdır. Şekil 4’te B_Low
anahtarının tetiklenmesi durumunda devreden geçen akımın
yönü gösterilmektedir. Anahtarların tetiklenmesinde PWM ile
bağımsız anahtarlama stratejisi etkili ve basit metot olarak
karşımıza çıkmaktadır [12].
Şekil 4: B_Low anahtarı tetik durumunda akımın devreden
akış yönü
Şekil 5: Bağımsız anahtarlama Stratejisi ile Btaryaya
Doğru Akan Akım
Şekil 5’te Rejeneratif Frenleme sırasında kullanılan A_High
ve B_Low anahtarının tetiklenmesi durumunda devreden
geçen akımın yönü gösterilmektedir [12]. Bu durum için
batarya üzerinden akım geçirilerek bataryanın şarj olması
sağlanır. Güç anahtarlarının tetiklenme sırası ise Hall-effect
sensörden alınan bilgilere seçilmektedir.
Tablo 4’te PWM anahtarlarının tetiklenme sırası
gösterilmektedir. Bataryanın şarj olma durumunda, zıt
elektromotor kuvvetinden dolayı fazlarda oluşan gerilimin
batarya geriliminde büyük olması gerekmektedir. Elektrik
motoru ne kadar hızlı olsa da zıt elektromotor kuvvetinden
dolayı oluşan gerilim batarya geriliminden her zaman düşük
olmaktadır. Bundan dolayı bu gerilimin yükseltilmesi
743
Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK'2015, 10-12 Eylül 2015, Denizli
gerekmektedir. Motor fazlarındaki bobin ve evirici devre
sayesinde yükseltici devresi için ek bir elektronik devreye
ihtiyaç yoktur. Fazlardaki gerilim elektrik motorunun bobini
üzerinde depolanarak bataryaya aktarılmaktadır [9]. Yükseltici
devresindeki güç anahtarına uygulanan PWM sinyallerinin
doluluk oranı bulanık mantık kontrolör ve PID kontrolör ile
sağlanmaktadır. Böylece güç anahtarları için farklı doluluk
oranına sahip PWM sinyalleri elde edilmektedir.
Tablo 4: Güç anahtarlarının tetiklenme sırası
SIRA PWM
Anahtarı Açık Anahtar Kapalı Anahtar
1 A_Low Hiçbiri Kalan Anahtarlar
2 C_Low Hiçbiri Kalan Anahtarlar
3 C_Low Hiçbiri Kalan Anahtarlar
4 B_Low Hiçbiri Kalan Anahtarlar
5 B_Low Hiçbiri Kalan Anahtarlar
6 A_Low Hiçbiri Kalan Anahtarlar
4. Bulanık Mantık Kontrolörle Regeneratif
Frenleme
Bulanık kontrol giriş parametresi olarak 3 faktör göz önüne
alınmıştır. Bu faktörler; aracın anlık hız bilgisi, batarya şarj
durumu ve frenleme kuvvetidir. Kontrol çıktısı ile rejeneratif
frenleme seviyesi tespit edilmiştir. Belirlenen başlıklar ve
üyelik fonksiyonları sırasıyla aşağıdaki gibidir.
4.1. Batarya Şarj Durumu
Elektrikli araçlarda kullanılan bataryanın sürüş boyunca iç
direncinde değişmeler ve şarj durumunda azalma meydana
gelmektedir. Bundan dolayı bataryanın şarj durumu %10
seviyelerinden az olduğu durumda bataryanın şarj olması için
uygun değildir. Bu durumda rejeneratif frenleme seviyesi
küçük olmalıdır. Eğer batarya şarj durumu %10 ile %90
arasında ise batarya yüksek şarj ve şarj durumuna göre
belirlenen frenleme kuvveti ile şarj edilebilmektedir.
Şekil 6: Batarya şarj durumu üyelik fonksiyonu
Son olarak eğer batarya şarj durumu %90’dan büyük ise bu
durumda şarj etme akımı ve frenleme kuvveti seviyesi
azaltılmalıdır. Bu durumlar göz önünde bulundurularak
oluşturulan Batarya Şarj Durumu üyelik fonksiyonu Şekil 6’da
gösterildiği gibidir.
4.2. Aracın Anlık Hızı
Aracın hız bilgisi güvenli frenlemenin sağlanmasında önemli
bir konuma sahiptir. Eğer aracın hızı düşük seviyelerde ise
güvenli frenleme için frenleme seviyesi düşük oranlarda
tutulmalıdır. Aracın hızı orta seviyelerde ise hız bilgisine bağlı
olarak yüksek seviyelere kadar frenleme kuvveti
uygulanmalıdır. Son olarak araç hızı yüksek ise bu durumda
uygulanacak frenleme seviyesi çok yüksek seviyelerde
olmalıdır. Bu durumlar göz önüne alınarak oluşturulan anlık
araç hızı üyelik fonksiyonu Şekil 7’de gösterildiği gibidir.
Şekil 7: Anlık araç hızı üyelik fonksiyonu
4.3. Pedala Basma Kuvveti (Frenleme Derecesi)
Sürücünün fren pedalına basma seviyesi fren mesafesini ve
süresini temsil etmektedir. Eğer frenleme derecesi büyük ise
bunun anlamı daha kısa sürede aracın durdurulmasıdır.
Frenleme derecesi orta seviyelerde ise bu durumda yüksek
duruma göre rejeneratif frenleme kuvveti arttırılmalıdır. Son
durumda ise frenleme derecesi düşük ise geniş bir rejeneratif
frenleme kuvveti uygulanmalıdır. Şekil 8’de frenleme derecesi
için kullanılan üyelik fonksiyonu gösterilmektedir.
Şekil 8: Frenleme derecesi üyelik fonksiyonu
4.4. Çıkış Değerleri ve Kural Tablosu
Bulanık mantık kontrolör tipi olarak Mamdani kullanılmıştır.
Çıkış için 10 adet üyelik fonksiyonu oluşturulmuş ve giriş
değerlerine göre bulanık çıkarım yapılmaktadır. Şekil 9’da
motor kuvveti için oluşturulan üyelik fonksiyonu
gösterilmektedir.
Şekil 9: Motor kuvveti (çıkış) üyelik fonksiyonları
744
Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK'2015, 10-12 Eylül 2015, Denizli
Tablo 5’te de gösterildiği gibi bulanık mantık kontrolör
girişleri olarak; araç hız bilgisi, batarya şarj durumu ve fren
pedalına basma kuvveti göz önüne alınmıştır [11].
Tablo 5: Kullanılan değişkenler için oluşturulan bulanık
mantık kural tablosu[10]
FRENLEME
KUVVETİ
BATARYA
ŞARJ
DURUMU
ARAÇ
HIZI
REJENERATİF
FRENLEME
YÜKSEK
YÜKSEK
YÜKSEK Mf1
ORTA Mf1
DÜŞÜK Mf0
ORTA
YÜKSEK Mf2
ORTA Mf2
DÜŞÜK Mf1
DÜŞÜK
YÜKSEK Mf3
ORTA Mf3
DÜŞÜK Mf2
ORTA
YÜKSEK
YÜKSEK Mf5
ORTA Mf3
DÜŞÜK Mf3
ORTA
YÜKSEK Mf7
ORTA Mf5
DÜŞÜK Mf4
DÜŞÜK
YÜKSEK Mf8
ORTA Mf8
DÜŞÜK Mf4
DÜŞÜK
YÜKSEK
YÜKSEK Mf6
ORTA Mf5
DÜŞÜK Mf4
ORTA
YÜKSEK Mf10
ORTA Mf10
DÜŞÜK Mf9
DÜŞÜK
YÜKSEK Mf10
ORTA Mf10
DÜŞÜK Mf9
5. Simulasyonlar
Bu bölümde rejeneratif çalışma için tasarlanan sistemin
performansı simulasyonlar ile test edilmiş ve sonuçları
sunulmuştur.
5.1. Motor Modu
Bu bölümde simulasyonlarda, fırçasız DC motorun motor
modunda, kullanılan hız referans değerlerine göre oluşan Zıt
EMK değerlerinin gösterdiği davranışları ve rejeneratif
çalışmaya olan etkisi gösterilmiştir.
Fırçasız DC motorun kontrolü 6 kademeli bir algoritma ile
sağlanmakta ve her kademede 2 faz seçilerek bu fazlar
enerjilenmektedir. Fazlardaki gerilim elektrik motorunun
bobini üzerinde depolanarak bataryaya aktarılmaktadır.
Yükseltici devresindeki güç anahtarına uygulanan PWM
sinyallerinin doluluk oranı bulanık mantık kontrolör ve PID
kontrolör ile sağlanmaktadır ve güç anahtarları için farklı
doluluk oranına sahip PWM sinyalleri elde edilmektedir.
Şekil 10’da referans hız değeri 1400 rpm alındığında oluşan
hız durumunun zamana bağlı değişimi gösterilmektedir.
Şekil 10: 1400 rpm referansta hız için çıkış grafiği
Şekil 11’de 1400 rpm hız için oluşan Zıt EMK’nın zamana
bağlı değişim grafiği gösterilmektedir. Oluşan Zıt EMK’nın
değeri, sürekli zamanda tepeden tepeye 8.2 V olmaktadır.
Şekil 11: Herhangi bir faz için Zıt EMK değeri
Şekil 12’de referans hız değeri 3500 rpm alındığında oluşan
hız durumunun zamana bağlı değişimi gösterilmektedir.
Şekil 12: 3500 rpm referansta hız çıkışı
Şekil 13’te 3500 rpm hız için oluşan Zıt EMK’nın zamana
bağlı değişim grafiği gösterilmektedir. Oluşan Zıt EMK’nın
değeri, sürekli zamanda tepeden tepeye 20.8 V olmaktadır.
Şekil 13: Herhangi bir faz Zıt EMK değerleri
745
Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK'2015, 10-12 Eylül 2015, Denizli
5.2. Sürüş Çevrimi Altında Rejeneratif ve Motor
Modlarının Karşılaştırılması
3 fazlı fırçasız DC motor, motor modunda hız kontrollü
çalıştırılmaktadır. Yukarıda verilen sonuçlar, farklı referans
hız değerlerinin en stabil kontrolü ve o hız değerlerinde
motorda oluşan Zıt EMK değerlerini göstermektedir. Buradan
çıkan sonuca göre, hız etkisi ne kadar fazla olursa oluşan Zıt
EMK değerleri bununla beraber orantılı olarak artmaktadır.
Bulanık mantık kontrol mekanizmasında oluşturulan kural
tablosu bu çıkarıma göre tasarlanmış olup, motor hız kontrolü
yapılmakla beraber aynı zamanda hız parametresi de bir üyelik
fonksiyonu olarak tanıtılmıştır. Oluşturulan sistem 200
saniyelik sürüş çevrimi altında motor ve rejeneratif mod için
batarya şarj durumu incelenmiştir. Sürüş çevrimindeki
frenleme kuvvetleri bulanık mantık kontrolör ile yavaşlama
seviyesine göre belirlenmektedir.
Şekil 14: Sürüş çevrimi [13]
Şekil 14’te oluşturulan 200 saniyelik sürüş çevrimi
gösterilmektedir [13]. Bu çevrimde hızlanma ve sabit gitme
durumları için bataryanın harcanması, yavaşlama anlarında ise
bataryanın şarj olması beklenmektedir.
Şekil 15: Rejeneratif ve motor modda çalışma durumunda
batarya şarj seviyesi-zaman grafiği
Bulanık mantık kontrol yapısında bulunan üyelik
fonksiyonlarının etkileri, motorun ileri yönlü hız kontrolü ve
bataryanın hangi durumlarda şarj olduğu çalışma üzerinde
gösterilmiştir. Çevrim süresi boyunca çeşitli frenleme
kuvvetleri altında sistemin davranışı gözlenmiştir. Şekil 15’te
zamana bağlı olarak bataryadaki değişim gösterilmektedir.
Kesikli çizgiler ile rejeneratif frenleme kullanılmadan önceki
şarj durumu, kesikli çizgilerle de rejeneratif frenleme yapılarak
elde edilen şarj durumu gösterilmektedir. Motor modda
frenleme sırasında kaybedilen enerji, rejeneratif frenleme ile
kazanılabilmektedir. Rejeneratif frenleme ile bataryaya
kazandırılan şarj seviyesi %4.7’dir. Batarya parametreleri ve
batarya türü şarj seviyesinin değişmesinde önemli bir rol
oynamaktadır.
Sonuçlar
Bu çalışmada, elektrikli araçlar için 3 fazlı fırçasız DC
motorun çalışmasında oluşan rejeneratif enerji kazancı,
bulanık mantık kontrolü kullanılarak yapılmıştır. Yapılan
simülasyon çalışmalarında görülmüştür ki; motor frenlenme
esnasında veya boşta seyir halinde kaldığından itibaren
sargılarında oluşan akım uygun güç anahtarların
tetiklenmesiyle bir sınır değeriyle en verimli şekilde bataryaya
aktarılabilir. Simulasyon sonuçlarına göre rejeneratif modda
çalışma, motor moduna göre %4.7 daha fazla şarj seviyesi
sağlamaktadır ve bu sayede menzil için daha verimli sonuçlar
elde edilmektedir. Çalışmanın sonraki adımı kullanılan motor
ve araç parametrelerinin gerçek hayatta kullanılan bir sistem
modeli kullanılarak modellenmesi ve gerçek sürüş çevrimleri
altında rejeneratif frenleme sisteminin uygulanması olacaktır.
Kaynakça
[1] http://gigaom.com/2010.03.17/should-pollution-factor-
into-electric-car-rollout-plans/.
[2] http://www.treehugger.com/cars/plug-in-hybrid-cars-
chart-of-co2-emissions-ranked-by-power-source.html.
[3] http://istifmaterialhandling.com/haber/s_detay.asp?id=14
59&page=3
[4] 2008, pp. 1031–1035.Tsai, Ming-Fa, et al. "Model
construction and verification of a BLDC motor using
MATLAB/SIMULINK and FPGA control." Industrial
Electronics and Applications (ICIEA), 2011 6th IEEE
Conference on. IEEE, 2011.
[5] http://web.eecs.utk.edu/~dcostine/ECE482/Spring2015/m
aterials/BLDC_Trapz.pdf
[6] Z. Z. Z. Zhang, G. X. G. Xu, W. L. W. Li, and L. Z. L.
Zheng, “The Application of Fuzzy Logic in Regenerative
Braking of EV,” Intell. Human-Machine Syst. Cybern.
(IHMSC), 2010 2nd Int. Conf., vol. 2, 2010.
[7] J. Cody, Ö. Göl, Z. Nedic, A. Nafalski, and A. Mohtar,
“Regenerative breaking in an electric vehicle,” Zesz.
Probl. – Masz. Elektr., pp. 113–118, 2009
[8] C.-H. Chen, W.-C. Chi, and M.-Y. Cheng, “Regenerative
braking control for light electric vehicles,” 2011 IEEE
Ninth Int. Conf. Power Electron. Drive Syst., pp. 631–
636, 2011.
[9] M. J. Yang, H. L. Jhou, B. Y. Ma, and K. K. Shyu, “A
cost-effective method of electric brake with energy
regeneration for electric vehicles,” IEEE Trans. Ind.
Electron., vol. 56, pp. 2203–2212, 2009.
[10] Z. Z. Z. Zhang, G. X. G. Xu, W. L. W. Li, and L. Z. L.
Zheng, “The Application of Fuzzy Logic in Regenerative
Braking of EV,” Intell. Human-Machine Syst. Cybern.
(IHMSC), 2010 2nd Int. Conf., vol. 2, 2010.
[11] G. Xu, W. Li, K. Xu, and Z. Song, “An Intelligent
Regenerative Braking Strategy for Electric Vehicles,”
Energies, vol. 4, pp. 1461–1477, 2011.
[12] Xu, Guoqing, et al. "An intelligent regenerative braking
strategy for electric vehicles." Energies 4.9 (2011): 1461-
1477.
[13] Nian, Xiaohong, Fei Peng, and Hang Zhang.
"Regenerative braking system of electric vehicle driven
by brushless DC motor." IEEE Transactions on
Industrial Electronics 61 (2014): 5798-5808.
746
Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK'2015, 10-12 Eylül 2015, Denizli