Исследование и разработка регулирующего устройства высокооборотного вентильного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов

• Автор: Хромов, Илья Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Введение
1. Обзор литературы и общая характеристика работы
1.1. Анализ литературы и состояние вопроса
1.2. Преимущества и недостатки высокооборотных СДПМ
1.3. Анализ современных способов управления СДПМ
1.4. РУ-назначение и принцип действия
1.5. Выводы по главе
2. Анализ электромагнитных процессов синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов
2.1. Физическая модель обобщенной электрической машины
2.2. Уравнения ЭДС и момента ОЭМ в осях й и ц
2.3. Уравнения ЭДС и момента СДПМ в осях й и ц
2.4. Переход от трехфазной системы координат к вращающейся ортогональной
2.5. Выводы по главе
3. Моделирование устройства управления
3.1. Описание моделируемой системы
3.2. Математическое описание вентильного двигателя
3.3. Техническое предложение по реализации понижающего преобразователя напряжения (ППН)
3.4. Компьютерная ППН модель в 8шшНпк
3.5. Результаты моделирования ППН
3.6. Техническое предложение по реализации инвертора
3.7. Компьютерная модель инвертора в программе БтиНпк
3.8. Результаты моделирования инвертора
3.9. Выводы по главе
4. Методика проектирования регулирующего устройства высокооборотного синхронного двигателя на постоянных магнитах
4.1. Методика проектирования силовой части
4.2. Тепловой расчет
4.3. Выводы по главе
5. Разработка устройства управления высокооборотного синхронного двигателя на постоянных магнитах
5.1. Разработка структуры устройства и силовой части
5.2. Разработка системы управления
5.3. Проверка функционирования разработанного алгоритма на
макете устройства
5.4. Выводы по главе
6. Заключение.
7. Приложения.
8. Список литературы.

Введение.
Синхронный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов (СДПМ), благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам, является наиболее перспективной машиной в диапазоне малых и средних мощностей. СДПМ простой по конструкции, не имеет потерь на возбуждение и обладает высокой стабильностью скорости ротора. Эти качества выделяют его из ряда всех остальных машин и обеспечивают ему применение в системах автоматики, приводах подачи станков, прецизионных системах слежения, а также системах, где стабильность скорости является первостепенным требованием, предъявляемым к технологическому процессу.
Внедрение сплавов редкоземельных металлов, совершенствование аппаратной базы управления делают возможным использование этого типа двигателей в тех областях, где традиционно применялись двигатели постоянного тока или асинхронные двигатели. Использование СДПМ стало возможным с появлением соответствующей преобразовательной и цифровой вычислительной техники.
Следующей ступенью развития этого типа двигателей стало появление высокооборотных СДПМ. Потенциал внедрения высокооборотных двигателей поистине огромен: турбогенераторы, турбокомпрессоры,
центрифуги и т.д. Обладают наименьшими размерами и наибольшим временем безотказной работы, при условии использования новых типов магнитов.
До недавнего времени прогресс в области высокооборотных систем наталкивался на крайне высокую стоимость предлагаемых решений: работа с высокооборотными СДПМ без информации о положении ротора не представляется возможной. Есть 2 способа решения проблемы: установка датчика положения ротора (ДПР), либо использование алгоритмов бездатчикового управления. И то и другое в достаточном количестве существует для обычных СДПМ. ДПР для высокооборотных двигателей -это оптические энкодеры, чувствительные к нагреву и механическим

Тогда, учитывая выражения 2.19 и 2.20, tg0 будет равен:
, (2-21) &
где:
Ьа = Ь0 + Ц соб 20, Ьр = Х0 - Ц соб 26>,

2.5. Выводы.
1. На основе проведённого анализа выведены уравнения ЭДС и момента СДПМ в осях б и я, момент максимален, при угле нагрузки Ф = 90°;
2. Получен критерий оптимального векторного регулирования ц = 0, что соответствует Ф = 90°, а следовательно, и максимальному моменту двигателя.
3. Выведена формула вычисления угла поворота системы б-ц относительно неподвижной системы а-[3, что делает возможным использование преобразования Кларка - Горева в алгоритмах векторного управления СДПМ;