07 марта 2016г.
Аннотация: в статье рассматривается способ определения потока статора синхронного двигателя с постоянными магнитами при бездатчиковом управлении. Приводится описание способа определения положения ротора.
Ключевые слова: синхронный двигатель с постоянными магнитами, ток, бездатчиковое управление, потокосцепление.
В настоящее время синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ) за счёт ряда существенных преимуществ находят широкое применение при построении систем электропривода (ЭП) переменного тока. Сравнение СДПМ с другими типами двигателей, структурные схемы и современные принципы векторного управления приводятся в [4][6].
Высокоточное определение положения и скорости ротора является основополагающим при векторном управлении электроприводом [8]. Наиболее распространённый способ определения скорости и положения ротора с помощью энкодера имеет ряд недостатков: чувствительность к механическим вибрациям, условиям эксплуатации и. т. д.
Высокая производительность современных микроконтроллеров позволяет программно реализовать и заменить достаточно сложные аппаратные узлы систем управления. Поэтому в настоящее время ведутся разработки и исследование бездатчиковых принципов управления ЭП. Этот принцип основан на измерении фазных напряжений и токов двигателя, посредством которых вычисляются скорость и положение ротора. Широкое применение нашли нелинейные наблюдатели со скользящим режимом работы, способные сводить к нулю динамическую ошибку оценки координаты за конечное время. Описание математической модели СДПМ при реализации бездатчикового управления начинается с уравнений потокосцепления статора во вращающейся системе координат (d и q) [2][5]:
По конструктивному расположению магнитов на роторе СДПМ делятся на два типа (рис. 1) [3]. В первом случае магниты инкорпорированы, а в другом располагаются на поверхности ротора.
В статье
рассматривался один из способов вычисления угла положения и скорости ротора
при бездатчиковом управлении. Исследования показали
[7], что при бездатчиковом управлении можно определять положение и скорость ротора
с
высокой
точностью.
Отсутствие датчика скорости
повышает
надёжность электропривода
и уменьшает суммарную
стоимость, поэтому бездатчиковое управление нашло применение во многих областях применения промышленного электропривода.
Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда (проект №15-19-20057).
Список литературы
1. Ion Boldea Active flux concept for motion-sensorless unified AC drives
/ Ion Boldea, Mihaela
Codruta Paicu, Gheorghe-Daniel Andreescu. // IEEE Trans. Power. Electr.,
vol. 23, pp. 2612-2618, May 2008
2. Quin Yuan Sensorless control of permanent
magnet synchronous motor with stator flux estimation / Quin Yuan, Zhong-ping Yang, Fei Lin, Hu Sun // Journal
of computers., vol.8.№1, January
2013
3.
Волков Н.И. Электромашинные устройства автоматики: Учебник для вузов - М.: Высш. шк., 1986.
4. Гуляев И.В. Векторное управление синхронным
двигателем с постоянными магнитами / И.В. Гуляев, А.В. Волков, А.А. Попов и др. // Научно-технический вестник Поволжья. – 2015. –
№ 5. – С. 187-191.
5. Гуляев И.В. Бездатчиковое управление синхронным двигателем с постоянными магнитами
/ И.В. Гуляев, М.А. Бобров, И.С. Юшков
и др. // Научно-технический вестник
Поволжья. – 2015. – № 6. – С. 119-122.
6. Гуляев И.В. Сравнительный обзор синхронного двигателя
с постоянными магнитами
и бесколлекторного двигателя постоянного тока при непосредственном управлении моментом/
И.В. Гуляев, А.В. Волков, А.А. Попов и др. // Научно-технический вестник
Поволжья. – 2015. – № 6. – С. 123-128.
7. Гуляев И.В. Работа асинхронизированного вентильного двигателя с потреблением чисто
активной мощности со стороны якоря / Тутаев
Г.М., Юшков И.С., Волков А.В. // Актуальные проблемы электронного приборостроения труды XII международной конференции: АПЭП-2014. 2014. С. 241-244.
8. Рудаков В.В. Асинхронные электроприводы с векторным управлением / В.В. Рудаков, И.М. Столяров, В.А. Дартау. – Л.: Энергоатомиздат,1987. – 136 с.