Коррекция статических характеристик электропривода с вентильным двигателем малой мощности и микропроцессорным устройством управления

• Автор: Самохвалов, Дмитрий Вадимович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 267 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
В .1. Актуальность темы
В.2. Цель, задачи и содержание диссертационной работы
ГЛАВА 1. Разработка математической модели электропривода
с вентильным двигателем и микроконтроллером
1.1 Постановка задачи и основные допущения
1.2 Уравнения электропривода с вентильным двигателем
1.3 Модель синхронного электромеханического преобразователя во вращающейся системе координат
1.4 Модель усилительно-преобразовательного устройства, содержащая
два апериодических звена первого порядка
1.5 Модель усилительно-преобразовательного устройства, содержащая звено чистого запаздывания и апериодическое звено первого порядка
1.6 Особенности нескорректированных статических характеристик электропривода с вентильным двигателем
1.6.1 Характеристики электропривода при учете инерционности усилителя мощности
1.6.2 Характеристики электропривода при учете инерционности микроконтроллера
1.6.2.1 Характеристики электропривода при описании микроконтроллера апериодическим звеном первого порядка
1.6.2.2 Характеристики электропривода при описании микроконтроллера звеном чистого запаздывания
1.6. Выводы

ГЛАВА 2 Разработка законов цифровой коррекции статических
характеристик электропривода с вентильным двигателем
2.1. Постановка задачи
2.2. Законы коррекции, обеспечивающие минимизацию фазных токов
2.2.1 Коррекция при описании усилительно-преобразовательного устройства одной постоянной времени
2.2.2 Коррекция при учете инерционности микроконтроллера
2.2.2.1 Коррекция при описании микроконтроллера апериодическим звеном первого порядка
2.2.2.2 Коррекция при описании микроконтроллера
звеном чистого запаздывания
2.3 Коррекция, обеспечивающая линеаризацию регулировочных и механических характеристик электропривода
2.4 Определение эффективности коррекции статических характеристик
2.4. Выводы
РАЗДЕЛ 3. Разработка методики проектирования усилительнопреобразовательного устройства с микроконтроллером
3.1. Постановка задачи
3.2. Оценка времени вычислений, производимых микроконтроллером
3.3 Влияние квантования в микроконтроллере на пульсации фазных
напряжений и токов
3.3.1 Влияние дискретизации на пульсации напряжения на входе
усилителя мощности
3.2.1. Учет квантования АЦП и ПХИМ-генератора
3.4 Разработка алгоритма численного дифференцирования сигнала
датчика положения ротора
3.5 Учет влияния ШИМ-усилителя на пульсации фазных напряжений
и токов
3.6 Определение пульсаций фазных напряжений и токов
3.7. Методика проектирования усилительно-преобразовательного
устройства с микроконтроллером
3.8. Выводы
РАЗДЕЛ 4. Экспериментальное исследование электропривода с
вентильным двигателем и микроконтроллером
4.1. Постановка задачи
4.2. Экспериментальная установка
4.3. Экспериментальное определение зависимости момента холостого
хода от скорости
4.4. Определение постоянной времени усилительно-преобразовательного
устройства
4.4.1 Определение постоянной времени микроконтроллера
4.4.2 Определение постоянной времени линейного усилителя
мощности
4.5. Экспериментальное определение статических характеристик
4.5.1. Зависимость частоты вращения от напряжения управления
4.5.2. Зависимости потребляемого тока и амплитуды фазного тока
от напряжения управления
4.5.3. Первая гармоника и постоянная составляющая фазного тока
4.5.4. Экспериментальная оценка влияния коррекции на статические
характеристики
4.5.5. Влияние коррекции на фазу тока статора
4.6. Исследование влияния быстродействия микроконтроллера на
регулировочные характеристики
4.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

В общем случае 9М Ф и вектор тока статора ts не направлен по оси
q (sin 0М <1). Из векторной диаграммы (рис.1.3) следует, что isq ~IS sin9M
проекция вектора тока статора Іs на ось q.
При этом получаем
M3=w<&risq
Вращающий момент многополюсной машины с числом пар полюсов р, с учетом выражения (1.6), равен:
М-рпМэ — рм>Ф riSq — CMiSq, (1.13)
где Си=рм>Фг (1.14)
- коэффициент момента, приведенный к фазе.
Из векторной диаграммы (рис. 1.3) получаем выражение для тока isq в
виде:
iSq = ig cos 0 — ід sin 0.
Выражение для вращающего момента (1.12) записываем в виде
М = См(г(в соБ0-гД sin0) (1-15)
Полученные уравнения дополняются уравнением равновесия моментов на валу двигателя [59, 125]:
= М-МИ (1.16)
dt н '
где J - момент инерции ротора, Мн - возмущающий момент нагрузки.
Уравнения (1.8), (1.15), (1.16) описывают работу СЭМП. Уравнения (1.10), (1.11) дают описание УТТУ. Модель ЭПВД, образованная указанными уравнениями, принимается за базовую модель [16,84] и обычно используется для описания ЭПВД с аналоговым УПУ. Модель учитывает влияние электромагнитной постоянной времени 7ф и постоянной времени УПУ Ту на характеристики ЭПВД и отличается от опубликованных [16,84] формой записи и возможностью использования для получения новых моделей ЭПВД с МК.