Исследование динамики следящего электропривода с вентильным двигателем в режиме автокоммутации

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.

следящий электропривод, синхронная машина, обращенная машина постоянного тока, БДПТ, ПИД регулятор, программный задатчик скорости и угла, servo drive, synchronous machine, reverse DC machine, BLDC, PID regulator, program speed and angle setting device

1. Matsui N. Sensorless PM Brushless DC Motor Drives // IEEE Trans. Ind. Electron. 1996. Vol. 43, N. 2. P. 300-308.

2. 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.

3. Косулин В. Д., Михайлов Г. Б., Омельченко В. В., Путников В. В. Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов. Л.: Энергоатомиздат, 1988. 194 с.

4. Михалев А. С., Миловзоров В. П. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока. М.: Энергия, 1979. 160 с.

5. 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.

6. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. М.: Издательский центр "Академия", 2006. 272 с.

7. Балковой А. П., Цаценкин В. К. Прецизионный электропривод с вентильными двигателями. М.: Издательский дом МЭИ, 2010. 328 с.

8. 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.