PMSM

Het controllerteam spitst zich in 2008-2009 op twee domeinen toe: de hardwarematige implementatie van het PMSM controlleralgoritme – zowel de sturing als de hoogvermogen elektronica – en de eerste ontwikkelcyclus van het SRM algoritme. In het eerste kwartaal van 2009 staat een werkende PMSM controller op de planning; een eerste versie van het SRM motoralgoritme staat voor het tweede kwartaal gepland.

Momenteel werken enkele studenten aan de implementatie van het motor controller algoritme op een hardware platform, het XUP Virtex-II Pro bord van Xilinx voor de kenners. Dit algoritme werd vorig jaar reeds ontworpen en succesvol getest op een 50kW motor. Om te beginnen wordt het algoritme volledig in software geschreven en getest. Nadien worden de stukken code een voor een vertaald naar hardware, waardoor zal het algoritme veel sneller zal kunnen werken. Dit is nodig om motoren met grote vermogens vlot aan te kunnen sturen. Op dit moment is ongeveer de helft van het algoritme in software omgezet. Tegen eind december moet alles in software staan, waarna ze dan kunnen starten met het vertalen naar hardware. Het eerste prototype van het stuurgedeelte van de motor controller zou klaar moeten zijn begin april.

Daarnaast wordt er ook verder gewerkt aan de inverter, die het nodige vermogen (30kW) voor de motor moet leveren. Het eerste prototype hiervan zal zich echter beperken tot een lager vermogen van 3kW. De afgelopen maanden is er vooral gewerkt aan de verschillende metingen die het controle algoritme nodig heeft om de motor correct aan te sturen en circuits ter beveiliging van deze vermogentrap. Ook een efficiënte voeding die de benodigde voltages levert om de verschillende circuits van de controller te voeden is bijna klaar. Hierna zal er overgegaan worden op het testen van een kleine motor. Met de ervaring en de resultaten van deze testen kan dan begonnen worden aan het finale ontwerp.

Bekijk alle berichten van het motorcontrollerteam.

Het motorteam heeft in september 2008 het ontwerp van de PMSM motor afgerond. Deze motor wordt gebruikt in combinatie met de PMSM controller. Deze zal in het tweede kwartaal van 2009 het licht. De bouw van de SRM (Switched Reluctance) motor staat ook voor het eerste kwartaal van 2009 op de planning; de VISION GT wordt met deze motor uitgerust. De SRM motor is de ultieme motor qua levenscycluskost; hoewel deze niet de hoogste energie efficiëntie van alle motoren heeft – Brushless DC en PMSM motor zijn het meest efficiënt – is deze in productie en recyclage qua milieu impact voorlopig onverslagen.

Maarten Vanhove en Thomas Gheysen werken samen aan de Geschakelde Reluctantie Motor voor de Vision GT. Deze 30 kW motor wordt volledig zelf ontworpen en onderzocht in het kader van het vds-project en natuurlijk kaderen de eigenschappen van de motor in het milieuvriendelijke aspect van het project. Door gebrek aan zeldzame metalen (magneten) en een uiterst robuuste constructie heeft deze motor een voortreffelijke Levens Cyclus Kost.

Op dit moment zitten Thomas en Maarten in de afronding van de fase ‘Geometrische Aanpassingen’. Dit wil zeggen dat het geometrisch design van de motor zo goed als af is en dat er binnenkort een thermische analyse zal plaatsvinden. De eigenlijke bouw van de motor is niet meer zo ver weg!

Natuurlijk is er ongelooflijk veel werk vooraf gegaan. Het motorteam is, na een uitgebreide literatuurstudie, begonnen met een analytisch rekenprogramma te ontwerpen waar op een gemakkelijke en snelle manier een eerste beeld kan gevormd worden van het gemiddeld koppel dat de motor zal opwekken. Op deze manier kan men een ruwe schatting maken van de eerste afmetingen van de motor.

Na deze eerste schatting is het natuurlijk tijd om deze te gaan verifiëren in een eindig elementenpakket. Het motorteam gebruikt de software Magnet® (met dank aan Esat). Via deze software kunnen ongelooflijk veel geometriën worden getest, met name aanpassingen van rotor en stator hoeken, luchtspleetbreedte, afronding van statorpolen, etc.

Bekijk alle berichten van het motorteam.

De vergelijkende studie van de verschillende soorten elektrische motoren begint stilaan vorm te krijgen. In de loop van komende week zou deze volledig afgerond moeten zijn, waarna we kunnen overgaan tot een besluit over welk type motor we juist gaan ontwikkelen voor de Vision.

We kunnen momenteel al verklappen dat het een strijd zal worden tussen brushless DC en switched reluctance, twee elektrische motoren met een zeer hoog rendement.