Система прямого управления моментом синхронного двигателя с постоянными магнитами с поиском минимума тока статора

Abstract

Рассмотрена проблема синтеза системы прямого управления моментом синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ) с поиском минимума тока статора и проверкой ее работоспособности на математической модели электропривода. Для достижения поставленной цели использованы методы теории электропривода, теории автоматического управления и компьютерного моделирования. Приведена математическая модель СДПМ на базе эквивалентной схемы замещения в координатных осях dq, учитывающая потери в стали статора, постоянных магнитах ротора, насыщение магнитной цепи и влияние температуры обмоток статора и магнитов ротора. Приведены статические зависимости тока статора и суммарных потерь мощности от потокосцепления статора для двух типов СДПМ. Для системы прямого управления моментом синтезирована адаптивная система поиска и поддержания минимального значения тока статора СДПМ, нечувствительная к изменениям параметров схемы замещения. Получены результаты моделирования разработанной системы, подтвердившие ее адекватность и работоспособность. Показано, что уменьшение потокосцепления статора при снижении нагрузки приводит к значительному уменьшению тока статора и суммарных потерь мощности, причем этот эффект в наибольшей степени проявляется для СДПМ с магнитной несимметрией по осям dq. Установлена незначительная разница в значениях потокосцепления статора, обеспечивающих минимумы тока статора и суммарных потерь мощности. Применение синтезированной системы управления позволяет изменять потокосцепление статора таким образом, чтобы обеспечить работу СДПМ с минимальным значением тока, работа контуров момента и частоты вращения СДПМ при этом не нарушается и определяется типом и параметрами их регуляторов.