Транзисторный регулятор бездатчикового бесколлекторного двигателя постоянного тока на базе вычислителя потокосцеплений

• Автор: Шишов, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СИСТЕМЫ ПРИВОДОВ С БЕЗДАТЧИКОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ БДПТ
1.1. БДПТ. Конструкция и особенности
1.2. Управление БДПТ
1.2.1. Управление БДПТ с помощью ДПР
1.2.2. Краткий обзор ДПР
1.2.3. Алгоритм управления БДПТ с применением ДПР дискретного типа
1.2.4. Основы бездатчикового управления БДПТ
1.3. Обзор неадаптивных методов бездатчикового управления БДПТ
1.3.1. Методы определения положения ротора на основе анализа противо-ЭДС фаз.
1.3.1.1. Пересечение нуля
1.3.1.2. Третья гармоническая
1.3.1.3. Метод интегрирования
1.3.1.4. Анализ тока через обратные диоды инвертора
1.3.2. Методы определения положения ротора двигателя с вычислением потокосцепления
1.4. Обзор адаптивных методов
1.4.1. Методы с использованием системы с адаптивной базовой моделью
1.4.2. Наблюдатели состояния
1.5. Методы, основанные на периодических изменениях параметров двигателя из-за неравномерностей структуры ротора. Методы введенных сигналов
1.6. Методы, с применением «искусственного разума» и другие
1.7. Итоги обзора
1.8. Способы увеличения диапазона частот вращения БДПТ в области низких частот
Выводы
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЗДАТЧИКОВОГО МЕТОДА
УПРАВЛЕНИЯ БДПТ НА ОСНОВЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЯ ПОТОКОСЦЕПЛЕНИЙ
2.1. Электромагнитный момент электрической машины

2.2. Описание принципа бездатчикового определения моментов переключения силовых транзисторных ключей инвертора для создания электромагнитного момента БДГТТ
2.3. Вычисление полезных сигналов
2.3.1. Вычисление фазных напряжений в обмотках статора, соединенных по схеме «звезда» без вывода средней точки
2.3.2. Вычисление фазных противо-ЭДС с применением операции дифференцирования
2.3.3. Вычисление потокосцеплений фаз для определения моментов коммутации
2.5. Выбор рациональной структуры транзисторного регулятора БДПТ для решения поставленной задачи
Выводы
ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БЛОКОВ РЕГУЛЯТОРА БДПТ
3.1. Модель БДПТ в PSpice Schematics
3.2. Пуск двигателя
3.2.1. Основные вопросы и особенности
3.2.2. Модель аналогового пускового генератора БДПТ в PSpice Schematics
3.3. Вычислительный блок
3.3.1. Вычислитель фазных напряжений
3.3.2. Вычислитель потокосцеплений
3.3.3. Вычислитель частоты вращения
3.3.4. Звено коррекции
3.3.5. Вычислитель псевдо-ЭДС
3.4. Блок распределения сигналов управления
3.5. Определитель параметра переключения
3.6. Блок ограничения тока
3.7. Регулирование и стабилизация частоты вращения БДПТ
3.7.1. Способы регулирования частоты вращения бездатчикового БДПТ
3.7.2. Стабилизация частоты вращения бездатчикового БДПТ
Выводы
ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БЕЗДАТЧИКОВОГО БДПТ С ВЫЧИСЛИТЕЛЕМ ПОТОКОСЦЕПЛЕНИЯ

4.1. Модель бездатчикового БДПТ с вычислителем потокосцеплений в OrCad Schematics
4.2. Разгон БДПТ
4.2.1. Идеальный холостой ход
4.2.2. Момент сухого трения и активный момент
4.2.3. Экспериментальное исследование режима разгона БДПТ
4.2.3.1. Разгон с входом в синхронный режим на XX на частотах вращения меньше 100 рад е"
4.2.3.2. Разгон с входом в синхронный режим на XX на частотах вращения больше 100 рад е'
4.2.3.3. Разгон под нагрузкой
4.3. Пуск БДПТ на XX
43.1. Пуск БДПТ на XX с выходом на частоты вращения меньше 100 рад е"1.
432. Пуск БД111 на XX с выходом на частоты вращения больше 100 рад е1..
4.4. Пуск БДПТ под нагрузкой с выходом на частоты вращения больше 100 раде"1
4.5. Сброс и наброс нагрузки
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ БЕЗДАТЧИКОВОГО БДПТ С ВЫЧИСЛИТЕЛЕМ ПОТОКОСЦЕПЛЕНИЯ В ORCAD SCHEMATICS

х = Ах + Ви + К (у - у) у = Сх
(1.12)
Здесь значения параметров те же, что и в (1.11), К - матрица коэффициентов усиления. Элементы, отмеченные знаком «Л» - вычисленные.
На Рисунке 1.12 представлена основная блок-схема для метода с адаптивной базовой моделью.
е - вектор, представляющий ошибку между адаптивной и базовой моделями. Рисунок 1.12 - Структура системы с базовой моделью.
Разница между реальными и измеренными величинами может быть представлена уравнением для динамической ошибки:
^ = — (х - х) = Ах - Ах - К(Сх - Сх) = (А - КС)е + (А-А)х (1.13)

Определяемыми переменными состояния могут быть компоненты: потокосцепления, противо-ЭДС или реактивной мощности. Для всех определенных состояний может быть применена одна адаптационная модель:

У = к„ (*,л “ ) + к-1 (1.14)

Стабильность и скорость вычисления у зависит от пропорциональной и интегральной частей уравнения (1.13). Теорема об абсолютной устойчивости Попова содержит два условия: