Opracowanie wysokosprawnego napędu bezpośredniego pojazdu elektrycznego z silnikiem reluktancyjnym o zredukowanej zawartości metali ziem rzadkich

Celem projektu jest opracowanie demonstratora innowacyjnego elektrycznego układu napędowego przeznaczonego do zastosowania w pojazdach elektrycznych, charakteryzującego się wyjątkowo wysoką sprawnością, niskimi stratami, obniżoną emisją hałasu i wibracji, a przede wszystkim — wyeliminowaniem metali ziem rzadkich dzięki zastosowaniu synchronicznego silnika reluktancyjnego montowanego bezpośrednio w piaście koła.

W ramach projektu opracowywany jest kompletny system napędowy, obejmujący:

• synchroniczny silnik reluktancyjny o mocy 10 kW, projektowany od podstaw z myślą o zabudowie w piaście koła pojazdu,
• wysokosprawny falownik napięcia oparty na tranzystorach SiC,
• wyjściowy filtr LC, zapewniający sinusoidalny kształt napięć zasilających i ograniczenie wyższych harmonicznych,
• autorski algorytm regulacji bazujący na sprzężeniu od wektora stanu i regulatorach o zmiennych wzmocnieniach, dodatkowo strojonym z wykorzystaniem metod sztucznej inteligencji (m.in. algorytmy optymalizacyjne, sieci neuronowe).

Prace badawcze obejmują modelowanie i projektowanie elektromagnetyczne silnika, syntezę zaawansowanych regulatorów, rozbudowę stanowiska laboratoryjnego, wykonanie prototypu filtra LC, implementację algorytmów sterowania na wysokowydajnym procesorze ARM Cortex-M7 oraz szeroką weryfikację eksperymentalną. Porównane zostaną konfiguracje napędu z i bez filtra LC pod kątem tętnień momentu, hałasu, wibracji oraz sprawności energetycznej.

Efektem końcowym projektu będzie demonstrator napędu bezpośredniego, obejmujący falownik z filtrem LC oraz prototypowy silnik reluktancyjnym 10 kW, zintegrowany w zespole koła pojazdu elektrycznego i przetestowany w warunkach laboratoryjnych.