ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТОГО КПД И ПУЛЬСАЦИЙ МОМЕНТА ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ДИСКРЕТНОЙ КОММУТАЦИИ ОБМОТКИ ПРИ НЕСИНУСОИДАЛЬНОЙ ФОРМЕ ЭДС
DOI:
https://doi.org/10.14529/power230402Ключевые слова:
вентильный двигатель, дискретная коммутация, шеститактная и двенадцатитактная коммутация, 180- и 120-градусная коммутация, высшие гармоники в ЭДС, электромагнитная мощность, электромагнитный КПД, пульсации моментаАннотация
В работе проводится исследование энергетических показателей вентильных двигателей (ВД) на основе синхронного двигателя постоянного тока (СДПМ) с дискретной коммутацией обмотки при наличии высших гармоник в ЭДС вращения. Приведён перечень наиболее распространённых способов дискретной коммутации, составлена упрощенная математическая модель для расчёта токов и момента двигателя при наличии высших гармоник в ЭДС, проведён расчёт электромагнитного КПД и пульсаций момента. Показано, что шеститактная 180- градусная коммутация оказывается наиболее чувствительной к содержанию высших гармоник, как с точки зрения энергетических показателей, так и с точки зрения пульсаций момента в приводе. Увеличение, их содержания, чаще всего, ведёт к ухудшению указанных выходных параметров. Шеститактная 120- градусная коммутация, с точки зрения электромагнитного КПД, нечувствительна к содержанию третьей гармоники в фазной ЭДС, а вторая гармоника способствует увеличению электромагнитного КПД двигателя. Двенадцатитактная коммутация, по сравнению с шеститактной, оказывается менее чувствительной к содержанию высших гармоник в ЭДС. Хотя и здесь наличие второй гармоники способствует повышению КПД и увеличению пульсаций момента.
Скачивания
Библиографические ссылки
Векторное управление электроприводами переменного тока /Виноградов А.Б. Иваново: Изд-во: ИГЭУ ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина».⎯ Иваново, 2008.⎯ 298 с.
Векторное регулирование (заметки практика)/ Калачев Ю. Н. Методическое пособие. М.: ЭФО, 2013. – 63 с.
Современные типы синхронных двигателей переменного тока с постоянными магнитами на роторе и способы управления ими/ А.С. Поздеев, В.М. Казакбаев, В.А. Прахт, В.А. Дмитриевский// Энерго- и ресурсосбережение. – 2015. – Т. 1, УрФУ. – С. 188-192.
Бербиренков, И.А. Тяговые двигатели на постоянных магнитах в электроприводе электромобиля / И.А. Бербиренков, В.В. Лохнин // Известия Томского политехнического университета. – 2011. – Т. 318. – № 4. – С. 148-150.
Синхронный микроэлектропривод на основе бесконтактных двигателей постоянного тока/ Россовский Е.Л.// Электротехника, 1970, №9 с. 158-164.
Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока с транзисторным коммутатором. Л.: Наука, 1979, 270 с.
Анализ энергетических показателей бесконтактных двигателей постоянного тока/ Лифанов В.А., Воронин С.Г. // В сб. научных трудов ЧПИ № 124. «Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей». Челябинск, 1973. С. 4-9.
Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств: Учеб. для студентов вузов, обучающихся по спец. «Электромеханика»- М.: Высш. шк., 1988.- 479 с.
Векторное управление электроприводом на основе вентильного двигателя с дискретной коммутацией обмотки/ Воронин С.Г., Клиначев Н.В., Кулёва Н.Ю., Чернышев А.Д // Вестник южно-уральского государственного университета. Серия: Энергетика, 2022 г. с. Том 22, № 4 (2022) C. 42-52.
Управление скоростью и моментом вентильного двигателя в приводе транспортного средства/ А.Д. Громышева, И.Е. Овчинников, А.В. Егоров// Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. – 2011. – № 3(73). – С. 43-52.
Сравнительный анализ векторного управления и прямого управления моментом синхронного электродвигателя с постоянными магнитами/ А. Рефки, А.С. Каракулов, Ю.Н. Дементьев, С.Н. Кладиев// Известия Томского политехнического университета. – 2011. – Т. 319. – № 4. – С. 93-99.
Pellegrino G., Armando E. and Guglielmi P. Direct Flux Field-Oriented Control of IPM Drives With Variable DC Link in the Field-Weakening Region// IEEE Trans. Ind. Appl., 2009, vol. 45, no. 5, p. 1619-1627.
Kwak S., Moon U.C. and Park J.C. Predictive-Control-Based Direct Power Control With an Adaptive Parameter Identification Technique for Improved AFE Performance// IEEE Transactions on Power Electronics, 2014, vol. 29, no. 11, p. 6178-6187.
Dannehl J., Wessels C. and Fuchs F.W. Limitations of Voltage-Oriented PI Current Control of Grid-Connected PWM Rectifiers With LCL Filters// IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009, vol. 56, no. 2, p. 380-388.
Malinowski M., Jasinski M. and Kazmierkowski M.P. Simple direct power control of three-phase PWM rectifier using space-vector modulation (DPC-SVM)// IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2004, vol. 51, no. 2, p. 447-454.
Song Z., Tian Y., Chen W., Zou Z. and Chen Z. Predictive Duty Cycle Control of Three-Phase Active-Front-End Rectifiers// IEEE Transactions on Power Electronics, 2016, vol. 31, no. 1, p. 698-710.
Rodriguez J. Predictive Current Control of a Voltage Source Inverter// IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2007, vol. 54, no. 1, p. 495-503.
Wang F., Li S., Mei X., Xie W., Rodríguez J. and Kennel R.M. Model-Based Predictive Direct Control Strategies for Electrical Drives: An Experimental Evaluation of PTC and PCC Methods// IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2015, vol. 11, no. 3, p. 671-681.
Stando D., Kaźmierkowski M.P. and Chudzik P. Sensorless predictive torque control of induction motor drive operating in wide speed range - Simulation study // 16th Int. Power Electronics and Motion Control Conf. and Exposition, 2014, p. 521-526.
Godlewska A., Grodzki R., Falkowski P., Korzeniewski M., Kulikowski K. and Sikorski A. Advanced Control Methods of DC/AC and AC/DC Power Converters - Look-Up Table and Predictive Algorithms // Advanced Control of Electrical Drives and Power Electronic Converters, 2017, p. 221-302.
Scoltock J., Geyer T. and Madawala U. Model Predictive Direct Current Control for a grid-connected converter: LCL-filter versus L-filter // 2013 IEEE Int. Conf. on Industrial Technology (ICIT), 2013, p. 576-581.
Krein P.T., Balog R.S. and Mirjafari M. Minimum energy and capacitance requirements for single-phase inverters and rectifiers using a ripple port // IEEE Trans. Power Electron., 2012, vol. 27, pp. 4690-4698.
Wang H., Chung H.S.H. and Liu W. Use of a series voltage compensator for reduction of the dc-link capacitance in a capacitor-supported system // IEEE Trans. Power Electron., 2014, vol. 29, no. 3, pp. 1163-1175.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
