Rezumatul etapei a III-a

 Obiectivul principal al acestei etape a fost realizarea unui prototip format din parte de putere și parte de comandă. În acest scop au fost definite structurile de putere și de comandă, modurile de interconectare cu circuite electronice de interes prin terminale de acces. De asemenea, s-au luat în calcul modul de comunicare cu exteriorul (dispozitive de afișare, de avertizare prin semnalizare și prin comunicare cu un monitor de lucru), precum și comunicare cu utilizatorul (interfața om-mașină). Ca strategie au fost abordate două direcţiii: 1) de obținere a unui prototip ce presupune utilizarea tehnologiilor moderne de fabricaţie a dispozitivelor statice de putere şi a circuitelor de comandă aferente, precum şi a elementelor de circuit ce intră în componenţa blocurilor hardware de măsură şi control, dar cu utilizarea de resurse software si hardware reduse, prin nesacrificarea cerințelor de performanță; 2) de introducere a tehnologiei FPGA sau/şi a unor procesoare numerice de mare putere de calcul, prin oferirea unei flexibilități sporite și a unui timp de calcul redus. Această abordare presupune o structură hardware și software mult mai complexă și costisitoare, dar permite obținerea de performanțe net superioare, precum și o reducere considerabilă a timpului de implementare în timp real a unor soluţii inovative. Cu alte cuvinte, prima strategie este orientată pentru o ulterioară punere pe piață a unui produs inovativ la un preț competitiv, în timp ce a doua strategie se referă la realizare de cercetări ulterioare și de modernizare continuă a prototipului rezultat. Urmând această strategie au rezultat mai multe topologii ale convertoarelor, deci a circuitelor de putere și de comandă.

Astfel, s-au realizat mai multe sisteme experimentale:

1) cu ajutorul unui procesor numeric de semnal de 16 biţi s-a conceput, proiectat, configurat şi implementat placa de reglare master (placa de bază). Prin multiplicarea acesteia se pot controla maşini de curent alternativ (sincrone şi asincrone). De asemenea, tot cu această topologie se poate conecta sistemul experimental la reţea printr-o placă master de putere. Placa master de putere a fost concepută, proiectată, configurată şi implementată pentru un sistem trifazat de tensiuni. Sistemul experimental realizat are în componenţa sa invertor de tensiune trifazat, circuit de comandă pe poartă, placa de reglare, traductoare de curent şi de tensiune, izolare galvanică între componentele electronice de semnal mic şi cele de putere. Cu ajutorul unui transformator de izolare galvanică, convertorul este decuplat de reţeaua locală minimizându-se posibilităţile defectării pe perioada dezvoltării şi testării algoritmilor de reglare. Invertorul trifazat de tensiune este realizat cu ajutorul unei punţi trifazate de tranzistoare IGBT. Circuite integrate specializate au fost utilizate pentru comanda corespunzătoare a comutatoarelor statice ale punţii. Circuitul electronic de control utilizează un procesor numeric de semnal pe 16 biţi (de tip microcontroller) pentru a achiziţiona informaţiile analogice din sistem şi pentru a genera semnalele modulate în lățime (MLI) de comandă, conform algoritmului numeric de reglare. S-a acordat atenţie deosebită sincronizării comutaţiei invertorului cu momentul în care se achiziţionează semnalele analogice de intrare. Comanda invertorului se actualizează la fiecare perioadă a semnalului MLI. Partea software conţine bucle de reglare asociate strategiei de control a unui convertor de reţea, precum şi elemente de protecţie la supracurent prin convertor, supratensiune pe condensator sau variaţie anormală a tensiunii de reţea. S-au prezentat organigrame şi secvenţe de cod care arată modul în care au fost implementate buclele de reglare;

2) cu ajutorul tehnologiei FPGA pe baza unei platforme c.a.-c.a. evaluată la o tensiune redusă de 50Vcc şi un curent de 8A. Această platformă este modulară şi permite controlul atât al maşinilor de curent alternativ, cât şi al maşinilor de curent continuu. Datorită structurii modulare, se pot configura diverse topologii;

3) tot cu tehnologia FPGA s-a relizat şi această a treia structură hardware și software, dar care permite ridicarea tensiunii până la valoarea industrială: 3x380V, 50Hz;

4) cea de-a patra topologie necesită utilizarea unui stand experimental constituit în 2013, şi anume utilizarea unor platforme de achiziţii de date şi control. Această topologie va permite ridicarea tensiunii până la valoarea industrială: 3x380V, 50Hz;

5) sistem de comandă în patru cadrane a maşinii de curent continuu.

Membrii echipei de cercetare au participat la 3 conferințe internaționale (Optim2014, ENEFM, ICATE) si una națională (CNAE), la un forum internațional (Germania), la un seminar organizat de National Instruments, salonul de inventica UGAL-INVENT 2014. Au fost organizate 2 seminarii internationale si au fost publicate 12 articole stiintifice: 4 în ISI (3 sunt incluse în baze de date ISI Proceedings, cel de-al 4-lea urmând a fi inclus ISI), 5 articole în reviste BDI, 2 articole la conferința internațională ENEFM (urmează a fi introduse în baza ISI), un capitol de carte editat la editura InTech 2014 indexat în mai multe baze de date internaționale (WorldCat, Scirus, EBSCO, Google Scholar, BASE) și o prezentare de tip poster la Salonul UGAL-INVENT.

De asemenea, s-au efectuat vizite de lucru/schimburi de bună practică la laboratoarele de cercetare din străinătate (GREAH – UNIVERSITE LE HAVRE în calitate de cercetator invitat, la Universitatea Pamukkale Universitesi, Denizli, Turcia și din țară (Universitea Politehnica din București). Efectuarea în 2014 a unui stagiu de cercetare de 4 luni a unui student de la Universitatea Le Havre Franta pentru finalizarea lucrării de disertaţie în laboratorul de cercetare existent.