Математическая модель асинхронного двигателя с последовательно соединенными обмотками статора и ротора

С целью ресурсо- и энергосбережения необходимо модернизировать нерегулируемые электроприводы большого класса рабочих механизмов, у которых по условиям технологического процесса требуется относительно длительное снижение скорости при уменьшении статических нагрузок. Актуальным является вопрос выбора систем управления электроприводами рассматриваемых механизмов по экономическим и эксплуатационным критериям. Для регулирования скорости в них авторы предлагают использовать системы импульсно-векторного управления асинхронным двигателем с фазным ротором (СИВУ АД с ФР), но существенным недостатком данных систем является наличие датчика положения на валу двигателя, обусловленное принципом работы. Замена механического датчика на систему косвенного определения положения ротора в СИВУ затруднена в связи с отсутствием соответствующего математического описания электромагнитных процессов в схемах с нетрадиционным подключением обмоток статора и ротора. Для решения данной проблемы авторами разработана математическая модель СИВУ АД с ФР как многофазной, несимметричной системы. Выведены зависимости индуктивностей, потокосцеплений, напряжений обмоток двигателя, тока цепи и электромагнитного момента от углового положения ротора. Приведены результаты математического моделирования и экспериментального исследования схемы с последовательно соединенными обмотками статора и ротора асинхронного двигателя при питании от источника синусоидального напряжения. Определена принципиальная возможность вычисления положения ротора в СИВУ АД с ФР по угловым зависимостям падений напряжений на обмотках статора и ротора.