COMPARATIVE EVALUATION OF THE METHODS OF POWERING THE PMSM IN A THYRATRON MOTOR MODE
DOI:
https://doi.org/10.14529/power220306Keywords:
synchronous motor with permanent magnets, thyratron motor, discrete switching, vector control, mechanical characteristic, electromagnetic efficiency, moment pulsationsAbstract
The article provides a comparative assessment of various ways of powering a synchronous motor with
permanent magnets (PMSM) in the mode of a thyratron motor (TM). Numerically, on analytical and computer models,
mechanical ω = f(M), the dependence of speed on electromagnetic torque, and energy ηэ = f(M), the dependence of electromagnetic efficiency are calculated from the moment, the characteristics of the motor with sinusoidal power supply
and discrete switching with different values of the relative inductance of the winding. Moment pulsations are investigated.
The three most common methods of discrete degree commutation are considered – 120, 180 and 150. It is shown that
discrete 120 degree commutation provides the highest value of ηэ
in comparison with other methods, and the mechanical characteristics are approximately the same in appearance with different power supply methods. The study of moment pulsations has shown that discrete switching without additional measures cannot compete in this indicator with the case of sinusoidal power supply, which theoretically has zero moment pulsations. However, the use of 150 degree commutation makes it possible to significantly reduce them, bringing them closer to 2…3 %. Curves are given that allow an approximate estimate of the expected moment pulsations for all discrete switching methods. Practical recommendations on the choice of the method of powering the PMSM are given.
Downloads
References
Бербиренков И.А., Лохнин В.В. Тяговые двигатели на постоянных магнитах в электроприводе электромобиля // Известия Томского политехнического университета. 2011. № 4 (318). С. 148–150.
Громышева А.Д., Овчинников И.Е., Егоров А.В. Управление скоростью и моментом вентильного двигателя в приводе транспортного средств // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2011. № 3 (73). С. 43–52.
Микропроцессорная система прямого управления моментом электроприводов на базе синхронного двигателя с постоянными магнитами / А. Рефки, А.С. Каракулов, Ю.Н. Дементьев, С.Н. Кладиев // Известия 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. № 2. 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. DOI: 10.1086/491481
Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока. Иваново: ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», 2008. 298 с.
Калачев Ю.Н. Векторное регулирование (заметки практика): метод. 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. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: материалы Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с междунар. участием (Екатеринбург, 16–19 декабря 2014 г.): в 2 т. Екатеринбург: УрФУ, 2015. Т. 1. С. 188–192.
Векторное управление двигателем // Инженерные решения [Электронный ресурс]. URL:
http://engineering-solutions.ru/motorcontrol/vector (дата обращения: 11.08.2022).
Синхронный двигатель с постоянными магнитами // Инженерные решения [Электронный ресурс].
http://engineering-solutions.ru/motorcontrol/pmsm (дата обращения: 11.08.2022).
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. № 319 (4). С. 93–99.
Paulus D., Stamper J.-F., Kennel R. Sensorless control of synchronous machines based on direct estimation 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 двигателями 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
Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока с транзисторным коммутатором. Л.: Наука, 1979. 270 с.
Калачёв Ю.Н. Синхронные двигатели с постоянными магнитами на роторе: (управление синусоида или трапеция) // Хабр [Электронный ресурс]. https://habr.com/ru/post/539542/?ysclid=l5kw7i0tsc873417389 (дата обращения: 11.08.2022).
Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств: учеб. для студентов вузов, обучающихся по спец. «Электромеханика». М.: Высш. шк., 1988. 479 с.
Воронин С.Г., Лифанов В.А., Шумихин Б.Г. Исследование пульсаций момента тихоходных бесконтактных двигателей постоянного тока с дискретным датчиком положения ротора // Электричество. 1977. № 10. С. 54–58.
Лифанов В.А., Воронин С.Г. Анализ энергетических показателей бесконтактных двигателей постоянного тока // Сборник научных трудов ЧПИ «Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей». Челябинск, 1973. № 124. С. 4–9.
Гялян Э.Т., Гнетова Д.А. Токи обмоток якоря и возбуждения при установившихся электромагнитных процессах ДПТ с вентильно-механической коммутацией // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2016. № 6. С. 7–12. DOI: 10.17213/0136-3360-2016-6-7-12
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
