ВЕКТОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ НА ОСНОВЕ ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ДИСКРЕТНОЙ КОММУТАЦИЕЙ ОБМОТКИ
DOI:
https://doi.org/10.14529/power220405Ключевые слова:
синхронный двигатель с постоянными магнитами, вентильный двигатель, фазовое векторное управление, дискретная коммутация, механическая характеристика, электромагнитный КПД, пульсации момента, угол коммутацииАннотация
В статье рассматривается возможность реализации фазового векторного управления (ФВУ) синхронным двигателем с постоянными магнитами в режиме ВД. Рассмотрены характеристики ФВУ при трёх способах дискретной коммутации трёхфазной обмотки: шеститактная 120- и 180-градусная и двенадцатитактная – 150-градусная. Проводится сравнительная оценка эффективности ФВУ с точки зрения расширения диапазона реализуемых механических координат и по энергетическим показателям как при различных способах дискретной коммутации, так и по отношению к синусоидальному питанию. Показано, что по энергетическим показателям наиболее выигрышным оказывается 120-градусная коммутация. Однако при ней значения максимально достижимых скоростей и моментов слабо зависят от угла коммутации q, поэтому рекомендуется работа при постоянном q = 0, соответствующим значению КПД, близкому к максимальному в широком диапазоне скоростей. При 180-градусной коммутации ФВУ позволяет регулировать как максимальную скорость, так и максимальный момент. Однако при небольших значениях относительной индуктивности обмотки, под которой понимается отношение индуктивного сопротивления к активному, такой способ регулирования неэффективен из-за низкого КПД и уступает по этому показателю как 120-градусной коммутации, так и случаю синусоидального питания. По мере увеличения относительной индуктивности разница между случаем синусоидального питания и 180-градусной коммутацией уменьшается. Применение 150-градусной коммутации позволяет, с одной стороны, повысить КПД, сохраняя возможность регулирования координат, с другой стороны, уменьшает пульсации момента двигателя, расширяя возможную область применения привода.
Скачивания
Библиографические ссылки
Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока. Иваново: Изд-во Ива-нов. гос. энергет. ун-та им. В.И. Ленина, 2008. 298 с.
Калачев Ю.Н. Векторное регулирование (заметки практика): метод. пособие. М.: ЭФО, 2013. 63 с.
Усольцев А.А. Векторное управление асинхронными двигателями: учеб. пособие по дисциплинам электромехан. цикла. СПб., 2002. 43 с.
Бербиренков И.А., Лохнин В.В. Тяговые двигатели на постоянных магнитах в электроприводе элек-тромобиля // Известия Томского политехнического университета. 2011. № 4 (318). С. 148–150.
Громышева А.Д., Овчинников И.Е., Егоров А.В. Управление скоростью и моментом вентильного дви-гателя в приводе транспортного средств // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2011. № 3 (73). С. 43–52.
Воронин С.Г., Курносов Д.А. Регулирование механических координат вентильного электропривода методом векторного управления // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2015. Т. 15, № 3. С. 52–58. DOI: 10.14529/power150307
Лифанов В.А., Воронин С.Г. Анализ энергетических показателей бесконтактных двигателей посто-янного тока // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: сб. науч. тр. ЧПИ. Челябинск: ЧПИ, 1973. № 124. С. 4–9.
Сравнительная оценка способов питания СДПМ в режиме вентильного двигателя / С.Г. Воронин, Д.А. Курносов, Н.В. Клиначев, Н.Ю. Кулёва // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2022. Т. 22, № 3.
С. 52–61. DOI: 10.14529/power220306
Воронин С.Г., Лифанов В.А., Шумихин Б.Г. Исследование пульсаций момента тихоходных бескон-тактных двигателей постоянного тока с дискретным датчиком положения ротора // Электричество. 1977.
№ 10. С. 54–58.
Микропроцессорная система прямого управления моментом электроприводов на базе синхронно-го двигателя с постоянными магнитами / А. Рефки, А.С. Каракулов, Ю.Н. Дементьев, С.Н. Кладиев // Изве-стия высших учебных заведений. Электромеханика. 2011. № 6. С. 62–66.
Сизякин А., Румянцев М. Управление вентильными электродвигателями на базе системы iMotion компании International Rectifier // Силовая электроника. 2012. Т. 2, № 35. С. 38–43.
Campbell-Kelly M., Croarken M., Flood R.G. The History of Mathematical Tables from Sumer to Spreadsheets. Oxford: Oxford University Press, 2003.
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 ре-сурсосбережение. 2015. Т. 1. С. 188–192.
Левкин Д. Векторное управление двигателем // Инженерные решения [Электронный ресурс]. URL: http://engineering-solutions.ru/motorcontrol/vector.
Синхронный двигатель с постоянными магнитами // Инженерные решения [Электронный ресурс]. URL: http://engineering-solutions.ru/ motorcontrol/pmsm.
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.
Paulus D., Stamper J.-F., Kennel R. Sensorless control of synchronous machines based on direct estima-tion of the speed and position in polar coordinates of the stator current // IEEE Transaction on Power Electronics. 2013. No. 28 (5). P. 2503–2513. DOI: 10.1109/TPEL.2012.2211384
Воронин С.Г., Курносов Д.А., Кульмухаметова А.С. Векторное управление синхронными двигате-лями на постоянных магнитах // Электротехника. 2013. № 84 (10). С. 581–585.
Kurnosov D., Voronin S. Analysis of the phase control of synchronous electric motor with permanent magnets // 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM); 2017. P. 1–4. DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076309
Voronin S.G., Sogrin A.I., Kurnosov D.A., Klinachev N.V., Kuleva N.I. Digital models for describing work-ing processes and valve drive characteristics // Proceedings – 2018 global smart industry conference, GLOSIC 2018; 2018. P. 351–356.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
