<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.17.110-115</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-258</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ACTUATING ELEMENT MECHATRONIC SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Исследование динамики следящего электропривода с вентильным двигателем в режиме автокоммутации</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Dynamics of the Servo Drive Brushless DC Motor in the Auto Switching Mode</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Иванов</surname><given-names>В. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ivanov</surname><given-names>V. M.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">v.ivanov@ulstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Ульяновский государственный технический университет<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Ulyanovsk State Technical University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2016</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>17</volume><issue>2</issue><fpage>110</fpage><lpage>115</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/258">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/258</self-uri><abstract><p>При исследовании динамических режимов следящего вентильного электропривода обоснованы условия перехода к координатам ротора и дано математическое описание вентильного двигателя как бесконтактного двигателя постоянного тока (БДПТ). Приведена структурная схема следящего электропривода, учитывающая коммутационные процессы и формирование упреждающих углов коммутации. Дано обоснование упрощенной структурной схемы вентильного двигателя при работе его в режиме БДПТ. Выполнен синтез регуляторов двухконтурной следящей системы. Приведены результаты исследования динамических режимов привода внизу и вверху диапазона регулирования скорости в системе с программным задатчиком угла и скорости. Показано, что в зависимости от условий работы БДПТ обладает дуальными свойствами: синхронной машины и двигателя постоянного тока. Результаты исследования подтверждают, что характерные особенности предлагаемой системы позволяют обеспечить динамические и статические характеристики вентильного электропривода, работающего в режиме автокоммутации, сопоставимые с векторными системами управления синхронными машинами с ориентацией потокосцепления.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In his study of the dynamic response of a servo valve motor the author substantiated the conditions of transition to the coordinates of the rotor and provided a mathematical description of the valve motor as a Brushless Direct Current Motor (BLDC). The mathematical description of the valve drive (VD) in the rotor (d, q) system of coordinates makes it possible to establish conditions presenting VD as a structure, similar to a direct-current motor (DC-motor). The vector control systems can be implemented by means of converters of coordinates, mathematical models and multiple-loop systems of the subordinated regulation. The vector control systems of the valve actuator ensure its functioning in a wide range of speeds and are used in precision mechanisms. However, the mathematical model describing the system of the rotating coordinates defines increased requirements to the effective control system. Moreover, this principle assumes a withdrawal from a discrete character of switching and establishment of sine-wave voltage and currents in the motor winding. It is important to point out, that a mathematical model of the rotating coordinates does not allow an unequivocal description of the specified structural presentations to define the control valve drive as a reversed DC motor. Firstly, it is defined by the duality of the processes and presence of a commutator functioning as collector, and, secondly, by the rotor position sensor (RPS) functions of the coordinates converter. Therefore, an adequate estimation of the valve drive properties requires models and structures taking into account the discrete switching and nonlinear properties of the controlled object. A block diagram of the servo drive displays the switching processes and formation of the anticipatory switching angles. The research provided a foundation for a simplified block diagram of the valve motor working in BLDC mode and synthesis of the regulators of the double-loop servo system. The dynamic modes of the drive were tested using the bottom and top speeds of the control range in a system with software setters of the angle and speed. It was demonstrated that depending on the operating conditions BLDC possessed dual properties: of a synchronous machine and of a motor of direct current. The dynamic and static characteristics of the valve motor working in the mode of auto switching are prominent features of the designed-system making it comparable with the vector control systems of the synchronous machines with the field oriented control (FOC).</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>следящий электропривод</kwd><kwd>синхронная машина</kwd><kwd>обращенная машина постоянного тока</kwd><kwd>БДПТ</kwd><kwd>ПИД регулятор</kwd><kwd>программный задатчик скорости и угла</kwd><kwd>servo drive</kwd><kwd>synchronous machine</kwd><kwd>reverse DC machine</kwd><kwd>BLDC</kwd><kwd>PID regulator</kwd><kwd>program speed and angle setting device</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Matsui N. Sensorless PM Brushless DC Motor Drives // IEEE Trans. Ind. Electron. 1996. Vol. 43, N. 2. P. 300-308.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Matsui N. Sensorless PM Brushless DC Motor Drives // IEEE Trans. Ind. Electron. 1996. Vol. 43, N. 2. P. 300-308.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Acarnley P. P., Watson J. F. Review of Position-Sensorless Operation of Brushless Permanent-Magnet Machines // IEEE Trans. Ind. Electron. 2006. Vol. 53, N. 2. P. 352-362.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Acarnley P. P., Watson J. F. Review of Position-Sensorless Operation of Brushless Permanent-Magnet Machines // IEEE Trans. Ind. Electron. 2006. Vol. 53, N. 2. P. 352-362.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Косулин В. Д., Михайлов Г. Б., Омельченко В. В., Путников В. В. Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов. Л.: Энергоатомиздат, 1988. 194 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Косулин В. Д., Михайлов Г. Б., Омельченко В. В., Путников В. В. Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов. Л.: Энергоатомиздат, 1988. 194 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Михалев А. С., Миловзоров В. П. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока. М.: Энергия, 1979. 160 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Михалев А. С., Миловзоров В. П. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока. М.: Энергия, 1979. 160 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Safi S. K., Acarnley P. P., Jack A. G. Analysis and simulation of the high-speed torque performance of brushless DC motor drives // Proc. Inst. Elect. Eng. Electr. Power Appl. 1995. Vol. 142, N. 3. P. 191-200.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Safi S. K., Acarnley P. P., Jack A. G. Analysis and simulation of the high-speed torque performance of brushless DC motor drives // Proc. Inst. Elect. Eng. Electr. Power Appl. 1995. Vol. 142, N. 3. P. 191-200.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. М.: Издательский центр "Академия", 2006. 272 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. М.: Издательский центр "Академия", 2006. 272 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Балковой А. П., Цаценкин В. К. Прецизионный электропривод с вентильными двигателями. М.: Издательский дом МЭИ, 2010. 328 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Балковой А. П., Цаценкин В. К. Прецизионный электропривод с вентильными двигателями. М.: Издательский дом МЭИ, 2010. 328 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ивоботенко Б. А., Рубцов В. П., Садовский Л. А., Цаценкин В. К. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями / Под общ. ред. М. Г. Чиликина. М.: Энергия, 1971. 624 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ивоботенко Б. А., Рубцов В. П., Садовский Л. А., Цаценкин В. К. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями / Под общ. ред. М. Г. Чиликина. М.: Энергия, 1971. 624 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
