and experimental spectra of the current and voltage harmonics testifies to the model
adequacy.
Keywords
:
mathematical model, synchronous permanent-magnet motor, switching
motions, analog-to-digital control, energy data, spectrum of harmonics.
Электропривод на основе синхронного двигателя с постоянными
магнитами (СДПМ) является перспективным для электроустановок с
автономным питанием при повышенных требованиях по надежности
и качеству регулирования положения.
Математическое моделирование — это эффективный инструмент
анализа систем электропривода, обеспечивающий многовариантное
определение интегральных характеристик и показателей качества
функционирования на динамических режимах. Широко известно при-
ложение
Simulink
с библиотекой
SimPowerSystems
, предназначенное
для решения подобных задач. При неоспоримых достоинствах это
средство оказывается ограниченным в случаях анализа новых недо-
статочно изученных объектов, к которым относится электропривод на
основе СДПМ. В частности, нет полных данных о допущениях и иде-
ализациях, принятых при реализации предлагаемых макроэлементов
силовой части и системы управления. Например, при использовании
звена, формирующего по мгновенным значениям фазных напряже-
ний сигналы пространственно-векторной модуляции, переключения
вентилей предполагаются полностью согласованными с сигналами
управления. Не учитываются возможные пропуски некоторых сочета-
ний в отдельных периодах модуляции.
Попытка создания собственных макрозвеньев, уточняющих ото-
бражение сложных аналого-цифровых функций преобразования сиг-
налов на основе базовых звеньев, приводит к необходимости приме-
нения недопустимо громоздких логических цепочек, которые могут
включать в себя безынерционные обратные связи. В некоторых ситу-
ациях их срабатывание имеет противоречивый характер и приводит
к неопределенностям. Неизбежным становится широкое применение
программ-функций пользователя, т.е. обращение к стандартным сред-
ствам программирования. В целом, при анализе новых объектов оста-
ется эффективным путь разработки моделей на основе применения
собственных схем замещения силовой части и алгоритмов отображе-
ния аналого-цифровых преобразований сигналов. Впоследствии отра-
ботанные модели могут быть реализованы в среде
Simulink.
Функциональная схема электропривода с СДПМ (рис. 1) состоит
из автономного инвертора напряжения (АИН), электромеханического
преобразователя (СДПМ), датчика положения ротора (ДПР) — резоль-
вера (
BR
) и системы управления (СУ), на вход которой подаются сиг-
налы датчиков фазных токов и положения ротора. Известно, что дан-
ная система электропривода, в принципе, не может функционировать
с разомкнутыми обратными связями. Функционирование такой схемы
34 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 4
