РОЗРОБКА ЛАНЦЮГОВО-ПОЛЬОВОЇ МОДЕЛІ ЗАМКНЕНОЇ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПРИВОДА НА БАЗІ ВЕНТИЛЬНОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГУНА

Анотація

Електроприводи (ЕП) на базі вентильних реактивних двигунів (ВРД) є невід’ємною складовою високотехнологічного устаткування. Такі ЕП знаходять застосування у різноманітних пристроях: роботи, медичне устаткування, верстати з числовим програмним забезпеченням, комп’ютерна техніка. Поширення ВРД обумовлене їхніми властивостями: прецизійне позиціонування, широкий діапазон регулювання, висока надійність. У зв’язку з цим актуальним є дослідження характеристик і електромагнітних параметрів ВРД у складі керованого ЕП.

При створенні ЕП на базі ВРД виникає необхідність узгодження електромеханічної й схемотехнічної частин з урахуванням їх взаємного впливу. До основних труднощів, що виникають при побудові коректної моделі “система керування — ВРД”, можна віднести: необхідність врахування взаємного енергообміну між двигуном і інвертором, складність конструкції ВРД, обумовлена зубчастою структурою статора й ротора, нелінійність властивостей матеріалів, несинусоїдальність індукції у повітряному проміжку між статором і ротором.

У роботі розглянута ланцюгово-польова математична модель ЕП на базі ВРД SRM-57-100-4, що знаходить застосування в апараті штучної вентиляції легень серії “Бриз-Т”.

Для розрахунку характеристик і електромагнітних параметрів ВРД використано метод кінцевих елементів, що дозволяє коректно описати складну геометрію двигуна з урахуванням нелінійних властивостей матеріалів у стаціонарних і перехідних режимах роботи.

Метою роботи є створення ланцюгово-польової моделі замкненої системи ЕП на базі ВРД для дослідження перехідних режимів роботи з урахуванням енергообміну між інвертором і двигуном. Крім інвертора й ВРД електропривод включає систему керування, що складається з задатчика швидкості, датчика положення ротора, датчика швидкості, датчика струму обмотки статора, силового IGBT комутатора, системи керування комутатором, зворотного зв’язку за положенням ротора, зворотного зв’язку за  швидкістю.

Об’єднавши польову модель ВРД із ланцюговою моделлю системи керування, отримано ланцюгово-польову модель замкненої системи електропривода зі зворотним зв’язком за швидкістю й положенням ротора. На основі розробленої математичної моделі виконано розрахунок режиму пуску ВРД до швидкості завдання. У результаті моделювання отримано залежності кута повороту ротора, електромагнітного моменту й струмів у фазних обмотках ВРД.