Разработка регулятора момента системы управления вентильно-индукторного двигателя

• Автор: Кузнецов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Состояние и перспективы развития систем управления вентильноиндукторных двигателей.
1.1. Принцип действия и характеристика вентильноиндукторного двигателя как объекта управления.
1.2. Некоторые исторические факты, современное состояние разработки и перспективы применения ВИД

1.3. Особенности регулирования момента ВИД, анализ известных решений

1.3.1. Регулирование среднего значения момента.

1.3.2. Регулирование мгновенного значения момента

1.4. Постановка задач исследования.

Выводы.

Глава 2. Разработка модели вентильноиндукторной машины

2.1. Особенности электромеханических процессов в ВИМ.
2.2. Расчеты на основе кусочнолинейной аппроксимации магнитных характеристик ВИМ
2.3. Расчеты на основе таблично заданных нелинейных магнитных характеристик ВИМ
2.4. Расчеты на основе универсальных нормированных кривых Миллера.
2.5. Сопоставление результатов моделирования.
2.6. Экспериментальное подтверждение адекватности модели.
Выводы.
Глава 3. Управление средним значением момента вентильно
индукторного двигателя за цикл коммутации фазы.
3.1. Регулирование среднего значения момента ВИД в зоне низких скоростей.
Стр.
3.2. Регулирование среднего значения момента ВИД в зоне
высоких скоростей.
Глава 4. Управление мгновенным моментом вентильноиндукторного двигатели.
4.1. Структурная схема объекта управления при регулировании мгновенного момента
4.2. Компенсация нелинейностей при управлении суммарным мгновенным моментом ВИД
4.3. Регулирование мгновенного момента без снижения пульсаций
на этапе перекоммутации.
4.3.1. Компенсация влияния нелинейностей при регулировании фазного момента ВИД на интервале работы фазы
4.3.2. Регулирование момента ВИД при переключении двух смежных фаз
4.4. Линеаризация ВИД в окрестности рабочей точки
Выводы.
Глава 5. Прямое управление моментом вентильноиндукторного двигателя
5.1. Разработка алгоритма прямого управления моментом ВИД
5.2. Прямое регулирование момента в генераторном режиме
5.3. Особенности работы ВИД при прямом управлении моментом 5 54. Определение параметров регулятора скорости при прямом регулировании момента.
5.5. Определение допустимой частоты дискретизации сигналов
при цифровой реализации прямого управления моментом.
Выводы.
Заключение и общие выводы
Список литературы


А. Уточненные алгоритмы формирования типовых режимов вситилыю-индукторных двигателей // Четырнадцатая Междунар. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика»: Тез. М.: Издательский дом МЭИ, . Т.2. С. 2-3. Красовский А. Б., Кузнецов С. А. Применение линеаризующих обратных связей для улучшения динамических свойств вентильно-индукторного элекгропривода // Современные проблемы информатизации в моделировании и социальных технологиях: Сб. Под ред. О.Я. Кравца. Воронеж: Научная книга, . Вып. ГЛАВА 1. Вентильно-индукторная электрическая машина но физическим принципам создания момента относится к типу реактивных машин. Как и любая машина вращательного типа, она состоит из двух основных частей -статора и ротора - рис. Рис. Её отличительные особенности состоят в следующем. Статор и ротор имеют явнополюсную структуру. На зубцах статора размещены сосредоточенные фазные обмотки. Число полюсов ротора А'г отличается от числа полюсов статора /V*. В частности, на рис. А^=8, Аг=6. Как правило, фазные катушки, размещенные на диаметрально расположенных полюсах статора, соединяются последовательно. Таким образом, в простейшем случае число фаз ВИД т = ^/%/2. ВИД с числом фаз от 3 до 5. Фазные катушки связаны с ^-фазным электронным коммутатором. Схемные решения коммутатора в общем случае могут быть разными. В основе работы ВИД лежит хорошо известное из физики и электромеханики явление, состоящее в стремлении ферромагнитного материала, помещенного в магнитное поле, переместиться в положение с максимальной его интенсивностью. Это можно пояснить с помощью рис. N и 5. Это соответствует минимальному воздушному зазору между ферромагнитным материалом и полюсами. Таким образом, при возбуждении каких-либо полюсов статора ВИД (например, полюсов -' на рис. В результате ротор перемещается в согласованное положение, чему соответствует совпадение осей зубцов статора -' и ротора 1 К-1 К* на рис. Так как число полюсов статора и ротора различно, то в согласованном положении ротора для одной фазы следующая фаза оказывается в рассогласованном положении и подготовленной к включению (полюса статора -' и ротора 2К-2Я'). Рис. В типовом варианте системы управления ВИД положения ротора в моменты коммутации фазных обмоток определяются с помощью датчика положения ротора. В более совершенных системах используют различные варианты косвенного определения этих положений. Следует особо подчеркнуть одну из важнейших особенностей ВИД. Известно, что обязательным условием электромеханического преобразования энергии в любой электрической машине является изменение собственной или взаимной индуктивности её фаз при изменении углового положения ротора ©. В обычных режимах работы для ВИД характерна слабая магнитная связь между фазами, поэтому создание момента в них обусловлено практически только изменением собственной фазной индуктивности Ъ. В двигательном режиме работы при возбуждении соответствующей фазы ротор поворачивается в сторону увеличения индуктивности, совершая при этом положительную работу. Если возбужденная фаза при достижении ротором согласованного с ней положения не будет отключена, его движение продолжится в сторону уменьшения индуктивности, а двигатель перейдет в генераторный режим. Обычно ВИД работает в режиме локального насыщения в зоне перекрытия взаимодействующих полюсов. Поэтому для него характерна зависимость электромагнитных параметров, как от углового положения ротора, так и от фазного тока. В качестве примера на рис. ВИД номинальной мощностью Ри = 5 кВт. Изменение основных физических величин, характеризующих работ>г ВИД в цикле коммутации (от включения до отключения одной фазы) показано па рис. Рис. Обычно фазы ВИД питаются прямоугольными импульсами напряжения ? Заметим, что такую коммутацию ВИМ называют одиночной, наряду с которой иногда для многофазных машин применяют парную коммутацию, при которой под током одновременно находится две смежных фазы. Как правило, одновременное включение более двух фаз не используется. В цикле коммутации принято выделять угловые интервалы включения Увкл» работы урлГ) и отключения уоткл []. На рис.