Сравнительная оценка способов питания СДПМ в режиме вентильного двигателя
Автор: Воронин Сергей Григорьевич, Курносов Дмитрий Александрович, Клиначев Николай Васильевич, Кулва Надежда Юрьевна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электротехнические комплексы и системы
Статья в выпуске: 3 т.22, 2022 года.
Бесплатный доступ
В статье даётся сравнительная оценка различных способов питания синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ) в режиме вентильного двигателя (ВД). Численно на аналитических и на компьютерных моделях рассчитаны механические ω = f(M), зависимость скорости от электромагнитного момента и энергетические ηэ = f(M), зависимость электромагнитного КПД от момента, характеристики двигателя при синусоидальном питании и дискретной коммутации с различными значениями относительной индуктивности обмотки. Исследованы пульсации момента. Рассмотрено три наиболее распространённых способа дискретной коммутации: 120-, 180- и 150-градусная. Показано, что дискретная 120-градусная коммутация обеспечивает наибольшее, по сравнению с другими способами, значение ηэ, а механические характеристики по виду примерно одинаковы при различных способах питания. Исследование пульсаций момента показало, что дискретная коммутация без дополнительных мероприятий не может конкурировать по этому показателю со случаем синусоидального питания, который теоретически имеет нулевые пульсации момента. Однако использование 150-градусной коммутации позволяет значительно их уменьшить, приблизив к 2…3 %. Приведены кривые, позволяющие приближённо оценить ожидаемые пульсации момента для всех дискретных способов коммутации. Даны практические рекомендации по выбору способа питания СДПМ.
Синхронный двигатель с постоянными магнитами, вентильный двигатель, дискретнаякоммутация, векторное управление, механическая характеристика, электромагнитный кпд, пульсации момента
Короткий адрес: https://sciup.org/147238632
IDR: 147238632 | DOI: 10.14529/power220306
Список литературы Сравнительная оценка способов питания СДПМ в режиме вентильного двигателя
- 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
