Ин таҳқиқот барои системаи интиқоли нерӯи нақлиёти барқӣ, ки дар он ду Муҳаррики Синхронии Магнити Доимии якхела (Permanent Magnet Synchronous Machine, PMSM) тавассути қуттиҳои фишанги алоҳидаи чаҳорзинагӣ ба дифференсиали умумӣ ва чоҳи баромад пайваст шудаанд, усули интихоби фишангро бо тамаркуз ба самаранокӣ таҳия мекунад. Ба ҷойи равиши анъанавии ивазкунии фишанг, ки танҳо ба суръат ё сарборӣ асос ёфтааст, чаҳорчӯбаи идоракунӣ пешниҳод мешавад, ки ҳарорати муҳаррик, талафоти электромагнитӣ ва механикӣ, нуқтаи кори ҷории момент–суръат ва харитаи самаранокиро дар як сохтори қабули қарор муттаҳид мекунад. Ду қуттии фишанги чаҳорзинагӣ аз ҷиҳати назариявӣ 16 таркиби фишанг ба вуҷуд меоранд; таносуби эквивалентии баромади система бо миёнаи гармоникии ду таносуби қуттиҳои фишанг ҳисоб карда мешавад. Муҳаққиқон пешниҳод мекунанд, ки ин 16 ҳолат аз рӯйи шабоҳати самаранокӣ ба чор сатҳи виртуалии баромад гурӯҳбандӣ карда шаванд ва дар дохили ҳар сатҳи виртуалӣ вобаста ба ҳарорат ва сарбории ҳамон лаҳза таркиби дохилии самараноктарин интихоб шавад.

Усул дар муҳити моделсозие арзёбӣ шудааст, ки MATLAB/Simulink R2024a ва LabVIEW 2024Q2-ро якҷоя истифода мебарад ва таҳқиқот бо инфрасохтори ченкунии ибтидоӣ аз стенди воқеии санҷиши ду PMSM дастгирӣ шудааст. PMSM-и асосии манбаъ дорои шиддати номиналии батареяи 640 V, моменти номиналии 205 Nm, қувваи номиналии 155 kW, суръати номиналии 7220 rpm ва суръати максималии 8000 rpm мебошад. Дар нуқтаи кори номиналии бе қуттии фишанг, барои 205 Nm ва 7220 rpm самаранокӣ %95,8 нишон дода шудааст. Харитаҳои самаранокӣ, ки бо чор таносуби гуногун сохта шудаанд, нишон медиҳанд, ки интихоби муносибтари фишанг метавонад нуқтаи кори муҳаррикро дар минтақаи васеътари суръат–момент ба минтақаҳои дорои самаранокии баландтар интиқол диҳад. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот барои як сикли пурраи ронандагӣ сарфаи софи энергия ба фоиз, афзоиши масофаи ҳаракат ё натиҷаи озмоиши роҳи воқеии автобуси барқиро пешниҳод намекунад; натиҷаи бадастомада амалпазирии чаҳорчӯбаи идоракунӣ мебошад, ки асосан бо моделсозӣ ва ченкуниҳои ибтидоӣ дастгирӣ шудааст.

Аз нигоҳи Туркия, таҳқиқот барои автобусҳои барқӣ, воситаҳои барқии тиҷоратии вазнин ва системаҳои интиқоли барқии бисёрмуҳаррикӣ самти тадқиқотии қобили татбиқеро пешниҳод мекунад, ки дар он муҳаррикҳо на танҳо аз рӯйи талаботи момент, балки бо дарназардошти ҳарорат ва ҳолати самаранокӣ низ идора мешаванд. Аммо барои интиқол ба платформаи воқеии автобус ё нақлиёти тиҷоратии Туркия, харитаҳои воқеии самаранокии муҳаррикҳо, таносубҳои қуттии фишанг, маҳдудиятҳои гармӣ, сикли ронандагӣ, нишебии роҳҳо, тағйироти мусофир/бор, хусусиятҳои инвертор ва механизми ивазкунии фишанг бояд аз нав ба таври физикӣ тасдиқ карда шаванд. Аз натиҷаҳои таҳқиқот барои як флоти мушаххаси Туркия наметавон мустақиман фоизи сарфаи энергия ё афзоиши масофаи ҳаракатро баровард.

Мушкилоти асосии таҳқиқот чист?

Қобилияти муҳаррикҳои барқӣ барои кор дар диапазони васеи суръат маънои онро надорад, ки қуттии фишанги бисёрзинагӣ нолозим аст. Азбаски самаранокии PMSM вобаста ба момент ва суръат тағйир меёбад, як талаботи якхелаи баромади нақлиёт метавонад дар нуқтаҳои гуногуни кори муҳаррик талафоти гуногуни электрикӣ ва гармиро ба вуҷуд орад. Дар системаи бисёрмуҳаррикӣ ин масъала мураккабтар аст, зеро ҳам тақсимоти моменти ду муҳаррик ва ҳам ҳолатҳои қуттиҳои фишанг бояд ҳамзамон идора карда шаванд.

Дар меъмории баррасишуда ду PMSM-и якхела мавҷуд аст. Ҳар муҳаррик қуттии фишанги чаҳорзинагии худро ба ҳаракат медарорад ва баромади ду қуттии фишанг дар як дифференсиал муттаҳид мешавад. Азбаски фишангҳои муҳаррики A ва муҳаррики B метавонанд мустақилона интихоб шаванд, аз ҷиҳати назариявӣ:

\[ 4\times4=16 \]

таркиби гуногуни ҳаракати пеш пайдо мешавад.

Саволи асосии таҳқиқот чунин аст: Ин фазои васеи таркибҳо чӣ гуна метавонад на танҳо аз рӯйи суръати нақлиёт, балки бо дарназардошти ҳарорати муҳаррик ва самаранокии ҷории энергия низ идора карда шавад?

Чаро таносуби умумии баромади ду қуттии фишанг миёнаи гармоникӣ аст?

Азбаски баромадҳои ду қуттии фишанг тавассути дифференсиал якҷо мешаванд, муҳаққиқон таносуби эквивалентии фишангро на бо миёнаи арифметикӣ, балки бо миёнаи гармоникӣ ифода мекунанд:

\[ i_{eq}= \frac{2} {\frac{1}{i_A}+\frac{1}{i_B}} \]

Дар ин ҷо \(i_A\) таносуби интихобшудаи қуттии фишанги вобаста ба муҳаррики A, \(i_B\) таносуби интихобшудаи қуттии фишанги вобаста ба муҳаррики B ва \(i_{eq}\) таносуби эквивалентиро, ки дар баромади дифференсиал дида мешавад, ифода мекунад.

Натиҷаи ин муносибат муҳим аст: таносубҳои эквивалентие, ки аз таркибҳои ду қуттии фишанг ба вуҷуд меоянд, пайдарпаии хаттӣ ё геометриро ташкил намекунанд. Баъзе ҷуфтҳои фишанг метавонанд таносубҳои эквивалентии хеле наздик ба ҳам диҳанд, дар ҳоле ки байни баъзе ҳолатҳо фарқи калонтар ба вуҷуд меояд. Аз ин рӯ, идора кардани 16 таркиб ҳамчун “фишангҳои аз 1 то 16 пайдарпай афзоянда” сохтори физикиро ба таври кофӣ ифода намекунад.

Чор таносуби аввалини фишанг, ки дар манбаъ истифода шудаанд, кадомҳоянд?

Дар Бахши 4.1, ки муодилаҳои миёнаи гармоникӣ оварда шудаанд, барои ҳар ду қуттии фишанг таносубҳои зерин истифода мешаванд:

Манбаъ муодилаҳои миёнаи гармоникиро барои ҳамаи ҷуфтҳои A1–A4 ва B1–B4 алоҳида пешниҳод мекунад. Масалан, таркиби A1–B2:

\[ i_{eq}(A1,B2) = \frac{2} {\frac{1}{4,0}+\frac{1}{2,5}} \]

ба ҳамин шакл муайян мешавад.

16 таркиби фишанг чӣ гуна ба вуҷуд меояд?

Дар Шакли 5-и манбаъ чор сатҳи қуттии фишанги A дар меҳвари амудӣ ва чор сатҳи қуттии фишанги B дар меҳвари уфуқӣ нишон дода шуда, матритсаи қарори 4 × 4 сохта шудааст:

Ин матритса танҳо рӯйхати ҳолатҳои имконпазири механикӣ нест. Дар равиши идоракунии пешниҳодкардаи муҳаққиқон, ин 16 ҳуҷайра фазои қарорест, ки пайваста аз рӯйи талаботи ҷории момент, суръати муҳаррик, ҳарорат ва самаранокӣ арзёбӣ мешавад.

Чаро ҳамаи 16 ҳолат мустақиман истифода намешаванд?

Тибқи манбаъ, баъзе таркибҳо бинобар миёнаи гармоникӣ метавонанд таносубҳои баромади ба ҳам наздик ё кори монанд ҳосил кунанд. Аз ин рӯ, ба ҷойи пешниҳод кардани ҳамаи 16 ҳолат ба ронанда ё идоракунандаи сатҳи боло ҳамчун фишангҳои алоҳидаи физикӣ, гурӯҳбандии ҳолатҳои монанд пешниҳод мешавад.

Дар Шакли 4 се сатҳ муқоиса мешавад:

• Режими 4-зинагӣ: ҳолати физикии содатар ҳангоми фаъол будани як муҳаррик,
• Режими 8-зинагӣ: сатҳҳои миёна, ки бо кори якҷояи ду муҳаррик ба вуҷуд меоянд,
• Режими 16-зинагӣ: ҳадди назариявии 4 × 4 таркиб.

Муҳаққиқон пешниҳод мекунанд, ки дар сохтори ниҳоии идоракунӣ 16 ҳолати назариявӣ ба чор сатҳи виртуалии фишанг коҳиш дода шаванд. Дар дохили як сатҳи виртуалӣ метавонад якчанд таркиби воқеии A–B вуҷуд дошта бошад ва идоракунанда аз байни онҳо варианти дар ҳамон лаҳза муносибтаринро интихоб кунад.

“Коҳиш ба чор фишанги виртуалӣ” то чӣ андоза исбот шудааст?

Манбаъ ин натиҷаро зери сарлавҳаи Theorem 1 пешниҳод мекунад. Дар теорема гуфта мешавад, ки 16 таркиби гармоникӣ метавонанд бо такя ба гурӯҳбандии самаранокӣ ба чор сатҳи виртуалии баромад коҳиш дода шаванд ва идоракунанда метавонад аз ин гурӯҳҳо таркиби самараноктаринро интихоб кунад.

Аммо дар манбаъ ҷадвали муфассали гурӯҳбандӣ вуҷуд надорад, ки нишон диҳад кадом таркибҳои G1–G16 ба ҳар яке аз чор гурӯҳ бо кадом ҳадди рақамӣ ё функсияи оптимизатсия мансуб карда мешаванд. Бахши “Proof of Theorem 1” бештар асосноккунии муҳандисиро дар заминаи мантиқҳои механикӣ ва идоракунӣ пешниҳод мекунад. Аз ин рӯ, аз нигоҳи Verianla ин натиҷа қонуни универсалии математикӣ, ки барои ҳамаи системаҳои имконпазир коҳишро ба чор фишанг исбот мекунад, нест; он бояд ҳамчун принсипи асосии тарҳрезии чаҳорчӯбаи идоракунии пешниҳодшуда арзёбӣ шавад.

Чаро ҳарорат қисми қарори фишанг аст?

Талафоти PMSM ҳангоми тағйирёбии ҳарорати муҳаррик доимӣ намемонад. Таҳқиқот махсусан тағйирёбии муқовимати мис, талафоти электромагнитӣ ва ҳолати гармиро, ки метавонанд харитаи самаранокиро тағйир диҳанд, ба мантиқи идоракунӣ дохил мекунад.

Системаи пешниҳодшуда ҳарорати муҳаррикро ҳамчун тағйирёбандаи идоракунии вақти воқеӣ пайгирӣ мекунад ва дар қадамҳои муайяни ҳарорат харитаҳои гуногуни момент–суръат–самаранокиро истифода мебарад.

Дар мисоли аввали манбаъ ҳарорати муҳаррик:

аз 0 °C то 100 °C бо қадамҳои 5 °C

баррасӣ мешавад. Бо дарназардошти нуқтаҳои канорӣ 21 ҳолати гармӣ ба вуҷуд меояд. Ҳамроҳ бо 16 таркиби фишанг:

\[ 16\times21=336 \]

ҳолати ҷудогонаи самаранокии фишанг–ҳарорат ҳосил мешавад.

Барои диапазони васеътари ҳарорат манбаъ мисоли аз −20 °C то 160 °C бо ҳалли 5 °C-ро истифода мебарад ва бо 37 ҳолати ҳарорат:

\[ 16\times37=592 \]

харитаи ҷудогона сохтан мумкин аст.

Идоракунанда кадом маълумотро пайгирӣ мекунад?

Вурудҳои асосии дар чаҳорчӯбаи ченкунӣ ва идоракунии манбаъ истифодашаванда инҳоянд:

• шиддати DC-link/батарея,
• шиддати терминалии муҳаррик,
• ҷараёни муҳаррик,
• суръати муҳаррик,
• ҳарорати муҳаррик,
• басомади баромади инвертор,
• басомади коммутатсия,
• талаби ивазкунии фишанг,
• параметрҳои схемаи эквивалентии мошини барқӣ.

Дар байни баромадҳое, ки сохтори идоракунӣ/модел ҳисоб мекунад, моменти фосилаи ҳавоии муҳаррик, моменти чоҳ, моментҳои вуруд ва баромади қуттии фишанг, самаранокии ҷорӣ, харитаи самаранокии момент–суръат, басомади асосии электрикӣ ва таносуби воқеии фишанги татбиқшуда мавҷуданд.

Стенди воқеии санҷиш дар манбаъ чиро нишон медиҳад?

Шакли 1 дар саҳифаи 4 стенди физикии санҷишро нишон медиҳад, ки ду мошини синхронӣ, қуттии фишанг ва мошини боркуниро дар бар мегирад. Як ниммеҳвар моменти қуттии фишангро ба мошини боркунӣ интиқол медиҳад. Ин тасвир нишон медиҳад, ки таҳқиқот танҳо аз блок-диаграммаи абстрактӣ иборат нест; муҳаққиқон дар инфрасохтори воқеии таҷҳизот корҳои омодагӣ ва ченкуниро анҷом додаанд.

Шакли 2 дар ҳамон саҳифа сохтори физикии қуттии фишанги автоматӣ дар системаи ду мошини синхронӣ ва қисми идоракуниро бо сарпӯши болоии гирифташуда нишон медиҳад. Матн тавзеҳ медиҳад, ки ҳамоҳангсозии фармонҳои фишанг бо пайвастшавии механикӣ, иртиботи инвертор ва ҷавоби актуатор санҷида шудааст.

Дар Шакли 3 дар саҳифаи 5 система пеш аз татбиқи сарбории пурра бо гардиши паст, басомади паст ва шиддати паст кор карда, ҷараёни сефаза бо таҳлилгари сифати қувва назорат шудааст. Ин қадам санҷиши омодагии кори бехатар ва системаи ченкунӣ мебошад.

Бо вуҷуди ин, ин тасвирҳои физикӣ маънои онро надоранд, ки оптимизатсияи 16-ҳолатии вобаста ба ҳарорат дар шароити воқеии нақлиёт пурра таҷрибавӣ тасдиқ шудааст. Бахши натиҷаҳои таҳқиқот марҳилаи ҷориро ҳамчун марҳилаи тадқиқотӣ тавсиф мекунад, ки бо моделсозӣ ва ченкуниҳои ибтидоӣ дастгирӣ шудааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Ду қуттии фишанги чаҳорзинагӣ аз ҷиҳати назариявӣ метавонанд 16 таркиби фишанги A–B ба вуҷуд оранд.
• Таносуби эквивалентии фишанг дар баромади дифференсиал дар таҳқиқот бо миёнаи гармоникии ду таносуби инфиродӣ модел карда шудааст.
• Ҳарорати муҳаррик ва харитаҳои самаранокӣ ҳамчун тағйирёбандаҳои идоракунӣ ба мантиқи интихоби фишанг дохил шудаанд.
• Дар диапазони 0–100 °C бо қадами 5 °C барои 16 таркиби фишанг 336 ҳолати фишанг–ҳарорат муайян карда мешавад.
• Дар мисоли −20–160 °C бо ҳамон ҳалли ҳароратӣ 592 ҳолат ба вуҷуд меояд.
• Харитаҳои самаранокӣ барои чор таносуби гуногуни фишанг нишон медиҳанд, ки минтақаи кори дорои самаранокии баланди муҳаррик метавонад ба минтақаҳои гуногуни момент ва суръат интиқол дода шавад.
• Таҳқиқот равишеро пешниҳод мекунад, ки 16 ҳолати назариявиро ба чор сатҳи виртуалии идоракунӣ гурӯҳбандӣ мекунад.
• Стенди воқеии ду PMSM ва қуттии фишанги автоматӣ инфрасохтори ибтидоии ченкунии физикии таҳқиқотро ташкил медиҳад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

• Таҳқиқот озмоиши дарозмуддати роҳи анҷомёфтаро дар автобуси барқии воқеӣ пешниҳод намекунад.
• Нишон дода нашудааст, ки стратегияи пешниҳодшуда афзоиши муайяни масофаи ҳаракатро ба фоиз таъмин мекунад.
• Барои сикли пурраи ронандагӣ сарфаи системавии энергия ба фоиз гузориш нашудааст.
• Ҳамаи 336 ё 592 ҳолат бо таҷрибаҳои ҷудогонаи физикӣ тасдиқ нашудаанд.
• Алгоритм ва ҳадҳои пурраи рақамии гурӯҳбандӣ, ки узвияти G1–G16-ро дар чор гурӯҳи виртуалӣ муайян мекунанд, пешниҳод нашудаанд.
• Дар ягон платформаи тиҷоратии автобуси барқӣ устуворӣ ё эътимоднокии саҳроӣ исбот нашудааст.
• Нишон дода нашудааст, ки ҳамаи нақлиёти барқии думуҳаррикӣ бо ҳамин таносубҳои фишанг оптималӣ кор мекунанд.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Хусусиятҳои асосии PMSM-и баррасишуда

Дар Ҷадвали 2-и таҳқиқот барои мошини синхронӣ, ки дар сохтани харитаҳои самаранокӣ истифода шудааст, арзишҳои номиналӣ ва қуллаи зерин оварда шудаанд:

Дар манбаъ нуқтаи номиналии харитаи асосии самаранокии бе қуттии фишанг ҳамчун 205 Nm, 7220 rpm ва %95,8 самаранокӣ нишон дода шудааст.

Харитаи самаранокӣ чиро нишон медиҳад?

Шакли 6 самаранокии ҳисобшудаи мошини синхрониро дар майдони момент–суръат пеш аз илова шудани қуттии фишанг нишон медиҳад. Меҳвари уфуқӣ момент, меҳвари амудӣ суръати муҳаррик ва контурҳо сатҳҳои самаранокиро нишон медиҳанд. Дар харита минтақаҳои мувофиқи момент дар суръатҳои баланд майдони самаранокии баландтарро ташкил медиҳанд, дар ҳоле ки махсусан дар минтақаи суръати паст самаранокӣ кам мешавад.

Ҳадафи асосии муҳаққиқон аз истифодаи фишанг ин аст, ки талаботи якхела ё монанди момент ва суръати чархи нақлиёт тавассути таносубҳои гуногуни механикӣ ба муҳаррик интиқол дода шуда, нуқтаи кори PMSM ба минтақаҳои самараноктари харитаи мавҷуда гузаронида шавад.

Дар чор харитаи самаранокӣ кадом таносубҳо истифода шудаанд?

Дар харитаҳои ҷудогонаи самаранокии фишанг дар Шаклҳои 7 ва 8 чор таносуби зерин баррасӣ шудаанд:

Манбаъ қайд мекунад, ки зинаи 4,5:1 дар шароити моменти баланд–суръати паст, ба монанди оғози ҳаракат ва болоравӣ, бартарӣ дорад; таносубҳои 3,0:1 ва 2,0:1 минтақаҳои миёнаи корро фаро мегиранд; дар таносуби 1,2:1 бошад, бинобар талаботи камтари моменти муҳаррик дар суръатҳои баланд талафоти мис коҳиш меёбад ва баландтарин самаранокии дастрас дар байни харитаҳои баррасишуда дида мешавад.

Ду маҷмӯи гуногуни таносуби фишанг дар манбаъ

Дар ин ҷо як фарқи муҳими дохили манбаъ вуҷуд дорад. Дар Бахши 4.1 ҳангоми ҳисоб кардани 16 таркиби гармоникӣ таносубҳо ҳамчун 4,0 / 2,5 / 1,6 / 1,0 оварда шудаанд. Дар харитаҳои самаранокии муҳаррик дар Бахши 7 бошад 4,5 / 3,0 / 2,0 / 1,2 истифода шудааст.

Таҳқиқот ба таври равшан шарҳ намедиҳад, ки чаро ин ду маҷмӯи таносуб фарқ мекунанд ё маҷмӯи аввал чӣ гуна ба маҷмӯи дуюм табдил дода шудааст. Аз ин рӯ, дар мақолаи Verianla ин таносубҳо ҳамчун як маҷмӯи ягонаи умумии фишанг муттаҳид карда нашудаанд. Маҷмӯи аввал ҳамчун арзишҳои манбаи модели таркиби гармоникӣ ва маҷмӯи дуюм ҳамчун арзишҳои манбаи таҳлили харитаи самаранокӣ алоҳида нигоҳ дошта шудаанд.

Фишангҳо майдони самаранокии муҳаррикро чӣ гуна тағйир медиҳанд?

Контурҳои ҳисобшуда барои чор таносуб дар Шаклҳои 7 ва 8 майдони кори ҳамон муҳаррикро дар зери таносубҳои гуногуни механикӣ нишон медиҳанд. Тибқи тафсири манбаъ, ҳангоми истифодаи якҷояи чор зина, ба ҷойи як минтақаи танги самаранокии баланд майдони васеътар ва ҳамвортари кори самаранок ба даст меояд, ки талаботи гуногуни момент ва суръатро фаро мегирад.

Ин маънои онро надорад, ки “қуттии фишанг худ аз худ самаранокии муҳаррикро баланд мебардорад”. Таносуби механикӣ муайян мекунад, ки талаботи момент ва суръати баромади нақлиёт дар тарафи муҳаррик ба кадом нуқтаи момент–суръат мувофиқат мекунад; стратегияи идоракунӣ кӯшиш мекунад муҳаррикро дар минтақаи мувофиқтари харитаи самаранокии мавҷуда кор фармояд.

Модели талафот кадом ҷузъҳоро ба назар мегирад?

Дар арзёбии самаранокии таҳқиқот:

• талафоти мис,
• талафоти оҳани вобаста ба суръат,
• талафоти механикӣ,
• талафоти инвертор

ба назар гирифта мешаванд. Бозхӯрди гармӣ бо фарзияи тағйир ёфтани ин талафот ҳангоми кор ба қарори фишанг дохил карда мешавад.

Сохтори ҳамзамонсозии моделсозӣ

Усули пешниҳодшуда дар манбаъ дар муҳити MATLAB/Simulink R2024a ва LabVIEW 2024Q2 co-simulation амалӣ шудааст. Ҳадаф сохтани инфрасохтори моделсозӣ аст, ки зерсистемаҳои электрикӣ, механикӣ ва гармиро дар доираи як механизми қарор арзёбӣ карда тавонад.

Аз ҷиҳати кори вақти воқеӣ, таҳқиқот махсус таъкид мекунад, ки вақти кор, тамғаи вақти ченкунӣ, вақти коркард ва басомади намунагирӣ бояд бо ҳам ҳамоҳанг карда шаванд. Агар вақти коркард аз даври идоракунӣ дарозтар бошад, мумкин аст маълумоти кӯҳна истифода шавад, таъхири вақт ва jitter ба вуҷуд ояд ва ин ба рафтори ҳалқаи пӯшида таъсир расонад.

Ҳангоми ивазкунии фишанг танҳо самаранокӣ ба назар гирифта мешавад?

Не. Дар мантиқи қарори пешниҳодкардаи манбаъ самаранокӣ меъёри ягона нест. Система ҳамчунин меъмории қарореро муайян мекунад, ки метавонад:

• шитоб ё сустшавии талабшуда,
• суръати нақлиёт,
• талаботи момент,
• ҳарорати муҳаррик,
• ҳолати заряди батарея,
• нишебии роҳ,
• ҳолати бор/мусофир,
• маҳдудиятҳои суръати муҳаррик,
• ҳамоҳангсозии фишанг,
• пешгирии ҷаҳиши момент ва ларзиш

ро ба назар гирад. Бо вуҷуди ин, муодилаи ниҳоии оптимизатсия, ки ҳамаи ин тағйирёбандаҳоро дар як функсияи рақамии возеҳи хароҷот муттаҳид мекунад, дар манбаъ муфассал пешниҳод нашудааст.

Чаро махсусан автобусҳои барқӣ таъкид мешаванд?

Муҳаққиқон бартариҳои меъмории думуҳаррикӣ аз ҷиҳати миқёспазирӣ, тақсимоти момент ва захиравиро махсусан бо воситаҳои тиҷоратии вазнин ва автобусҳои барқӣ мепайванданд. Дар чунин воситаҳо давомнокии тӯлонии кор, тағйироти мусофир/бор ва минтақаҳои такрории кори суръати паст–моменти баланд метавонанд ҳолати гармии муҳаррикҳоро барои интихоби фишанг муҳимтар гардонанд.

Аммо таҳқиқот дар як модели мушаххаси автобуси барқии сериявӣ муқоисаи мустақими истеъмоли энергия анҷом намедиҳад. Автобуси барқӣ заминаи мавриди ҳадафи татбиқи меъмории пешниҳодшуда мебошад.

Патентҳо бо таҳқиқот чӣ гуна алоқаманданд?

Як қисми таҳқиқот ба ғояҳое такя мекунад, ки дар ду патенти Маҷористон тавсиф шудаанд:

• P1900265/24: усули ивазкунии фишанг барои қуттии фишанги механикии автоматӣ ё автоматонидашуда дар воситаҳои бо муҳаррики барқӣ ҳаракаткунанда,
• P1800232/21: усули самаранок кор фармудани муҳаррикҳои барқӣ дар системаи интиқоли нерӯ, ки аз ду муҳаррики барқӣ ва қуттии фишанг иборат аст.

Манбаъ қайд мекунад, ки ҳар ду ихтироъ аз ҷониби Dr. Sándor Simonyi таҳия шудаанд ва ба равиши моделсозӣ, ивазкунии фишанг ва идоракунии ба самаранокӣ нигаронидашудаи таҳқиқот асоси назариявӣ медиҳанд.

Ҷиҳатҳои муҳими қавии таҳқиқот

• Соҳаҳои электрикӣ, механикӣ ва гармиро дар як чаҳорчӯбаи қарори фишанг муттаҳид мекунад.
• 16 таркиберо, ки аз ду қуттии фишанги мустақили чаҳорзинагӣ ба вуҷуд меоянд, ошкоро модел мекунад.
• Мантиқи миёнаи гармоникии таносуби баромади дифференсиалро бо муодилаҳо ифода мекунад.
• Ҳарорати муҳаррикро на ҳамчун маҳдудияти статикӣ, балки ҳамчун тағйирёбандаи динамикӣ дар интихоби фишанг истифода мебарад.
• Стенди воқеии PMSM ва таҷҳизоти қуттии фишанги автоматӣ дар таҳқиқот нишон дода шудаанд.
• Майдони самаранокии момент–суръати муҳаррикро дар зери таносубҳои гуногуни фишанг бо харитаҳои ҷудогона муқоиса мекунад.
• Ғояи коҳиши 16 таркиб ба ҳолатҳои виртуалии идорашаванда мураккабии идоракунии вақти воқеиро ҳадаф мегирад.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот

Маҳдудияти аввал ин аст, ки усули ниҳоии идоракунӣ дар нақлиёти пурраҳаҷм бо озмоишҳои динамикии роҳ тасдиқ нашудааст. Бахши натиҷаҳои худи манбаъ қайд мекунад, ки дар кори оянда барномаи ченкунӣ дар сенарияҳои динамикии ронандагӣ васеъ карда мешавад.

Маҳдудияти дуюм ин аст, ки меъёрҳои муфассали рақамии гурӯҳбандӣ барои коҳиш аз 16 ҳолат ба чор сатҳи виртуалӣ нашр нашудаанд. Таҳқиқот асоси консептуалӣ ва математикиро медиҳад, аммо ҷадвали пурраи қарори вақти воқеии чор гурӯҳро пешниҳод намекунад.

Маҳдудияти сеюм ин аст, ки дар таҳқиқот фоидаи энергия барои як сикли стандартии пурраи ронандагӣ ба kWh ё фоизи сарфа миқдоришуда нест. Васеъ шудани харитаҳои самаранокӣ ва имкони интихоби нуқтаҳои мувофиқи кор нишон дода мешавад, аммо таъсири он ба масофаи ҳаракати нақлиёти мушаххас ба фоиз дар манбаъ ҳисоб карда нашудааст.

Маҳдудияти чорум истифодаи ду маҷмӯи ҷудогонаи таносубҳои фишанг дар манбаъ аст: 4,0/2,5/1,6/1,0 дар муодилаҳои таркиби гармоникӣ ва 4,5/3,0/2,0/1,2 дар харитаҳои самаранокӣ. Гузариш байни ин ду маҷмӯъ шарҳ дода нашудааст.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Efficiency-Oriented Gear Selection Strategy for Twin Permanent Magnet Synchronous Machines in a Shared Drivetrain Architecture

Муаллифон ва тартиби онҳо: Tamás Sándor; István Bendiák; Róbert Szabolcsi.

Саҳми баробар/муаллифи якуми баробар: Дар манбаъ баёнияи саҳми баробар ё муаллифи якуми баробар вуҷуд надорад. Аломати † дар паҳлуи номҳои Tamás Sándor ва István Bendiák саҳми баробарро не, балки маълумоти суроғаи ҷориро нишон медиҳад.

Муаллифони масъул: Tamás Sándor ва István Bendiák.

Муассисаҳо:
1. Department of Measurement Technology, Automation Institute of Electronic and Communication Systems, Kandó Kálmán Faculty of Electrical Engineering, Óbuda University, H-1084 Budapest, Hungary.
2. Department of Automation, Institute of Automation and Energy Systems, Kandó Kálmán Faculty of Electrical Engineering, Óbuda University, H-1034 Budapest, Hungary.

Маълумоти суроғаи ҷории муаллифон дар манбаъ: Барои Tamás Sándor ва István Bendiák: Doctoral School on Safety and Security Sciences, Óbuda University, H-1081 Budapest, Hungary.

Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии аз арзёбии ҳамтоён гузашта. Сохтори тасдиқи таҳқиқот рушди назариявӣ/моделӣ, co-simulation ва инфрасохтори ибтидоии ченкунӣ/санҷиши физикиро муттаҳид мекунад; ин озмоиши анҷомёфтаи саҳроии нақлиёти воқеӣ нест.

Маҷалла: Vehicles.

Ношир: MDPI.

Ҷилд / шумора / рақами мақола: 7 / 4 / 110.

DOI: 10.3390/vehicles7040110

Санаи ирсол: 31 Июл 2025.

Санаи бозбинӣ: 7 Сентябр 2025.

Санаи қабул: 12 Сентябр 2025.

Санаи нашр: 29 Сентябр 2025.

Пайванди расмии нашр: https://www.mdpi.com/2624-8921/7/4/110

Пайванди DOI: https://doi.org/10.3390/vehicles7040110

Литсензия: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).

Маблағгузорӣ: Муаллифон хабар додаанд, ки таҳқиқот маблағгузории беруна нагирифтааст.

Дастрасии додаҳо: Манбаъ мегӯяд, ки додаҳоро бо дархост гирифтан мумкин аст.

Манфиатҳои рақобатӣ: Муаллифон набудани манфиатҳои рақобатиро баён кардаанд.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия Tamás Sándor ва István Bendiák; методология István Bendiák; нармафзор Tamás Sándor; validation дар манбаъ барои István Bendiák ду маротиба ҳамчун “I.B. and I.B.” навишта шудааст; таҳлили формалӣ István Bendiák; таҳқиқот Tamás Sándor; захираҳо Tamás Sándor; тартибдиҳии додаҳо István Bendiák; нусхаи аввал Tamás Sándor; бозбинӣ/таҳрир ва визуализатсия István Bendiák; роҳнамоӣ Róbert Szabolcsi; идоракунии лоиҳа ва дарёфти маблағ Tamás Sándor.

Алоқа бо патент: Қисме аз таҳқиқот ба усулҳои Hungarian Patent P1900265/24 ва P1800232/21, ки аз ҷониби Dr. Sándor Simonyi таҳия шудаанд, такя мекунад. Ин маълумот дар мақолаи манбаъ дар бахши ҷудогонаи “Patents” оварда шудааст.

Ҳудуди мазмуни илмӣ: Арзишҳои PMSM, таносубҳои фишанг, модели миёнаи гармоникӣ, сохтори 16-ҳолатии таркибҳо, диапазонҳои ҳарорат, ҳисобҳои 336 ва 592 ҳолат, тафсири харитаҳои самаранокӣ, стенди санҷиш ва маҳдудиятҳои ин мақолаи Verianla танҳо ба таҳқиқоти баррасишуда такя мекунанд. Манбаи беруна танҳо барои санҷиши шахсияти библиографӣ ва ҳолати нашр истифода шудааст.

Номувофиқии дохили манбаъ дар таносубҳои фишанг: Муодилаҳои таркиби гармоникӣ дар Бахши 4.1 таносубҳои 4,0 / 2,5 / 1,6 / 1,0-ро истифода мекунанд, дар ҳоле ки харитаҳои самаранокӣ дар Бахши 7 ба 4,5 / 3,0 / 2,0 / 1,2 такя мекунанд. Манбаъ робитаи байни ду маҷмӯи таносубро ба таври равшан шарҳ намедиҳад; арзишҳо дар ин мақола муттаҳид ё хомӯшона ислоҳ нашудаанд.

Ишораи дохили манбаъ ба ҷадвал: Дар Бахши 7 барои маълумоти номиналии мошини синхронӣ “Table 1” гуфта шудааст, дар ҳоле ки хусусиятҳои дахлдори муҳаррик дар манбаъ дар Ҷадвали 2 ҷойгиранд. Ин фарқи таҳрирӣ хомӯшона ислоҳ нашудааст.

Ёддошти саҳми муаллиф дар манбаъ: Майдони Validation дар манбаъ ҳамчун “I.B. and I.B.” такрор шудааст. Verianla ин ибораро бо тахмин кардани номи муаллифи дигар иваз накардааст.

Маҳдудияти тасдиқи таҷрибавӣ: Гарчанде дар манбаъ таҷҳизоти санҷишӣ бо ду PMSM-и воқеӣ, қуттии фишанги автоматӣ, инвертор ва мошини боркунӣ нишон дода шудааст, бахши натиҷаҳо марҳилаи ҷории таҳқиқотро ҳамчун ченкуниҳои ибтидоии дастгиришуда бо моделсозӣ тавсиф мекунад. Тасдиқи васеи саҳроии стратегияи пурраи идоракунии ҳарорат–фишанг дар автобуси барқии воқеӣ пешниҳод нашудааст.

Ёддошти Verianla Live v0.2: Раванд ва ҳолатҳои ҳарорат–фишанг дар ҷадвалҳои намоёни HTML нигоҳ дошта шудаанд. Ба HTML-и мақола Live SVG, JavaScript, inline event handler ё майдони data-vlive-* илова нашудааст. Агар визуализатсияи интерактивӣ бошад, он дар вақти иҷро аз ҷониби муҳаррики умумии verianla-live.js v0.2 сохта мешавад; ҳатто агар JavaScript кор накунад, додаҳои илмӣ ҳамчун ҷадвал дастрас мемонанд.