ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕАКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С АНИЗОТРОПНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ РОТОРА
Аннотация
Статья посвящена разработке алгоритма автоматической идентификации параметров реактивной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора. Рассматриваются основные достоинства и недостатки синхронных электродвигателей при построении систем электродвижения судов. Приводятся преимущества реактивных машин с анизотропной магнитной проводимостью ротора при построении гребных электрических установок. Такие машины могут успешно конкурировать с электрическими двигателями, возбуждение которых осуществляется постоянными магнитами как по энергетическим характеристикам, так и массогабаритных показателям. В статье приводится методика, основанная на аналитическом описании напряжений и токов в статорных обмотках, позволяющая идентифицировать параметры характеризующие динамику электромагнитных процессов в реактивных двигателях с анизотропной магнитной проводимостью ротора. При анализе уравнений с периодически меняющимися коэффициентами были использованы результаты теории Ляпунова-Флоке и выполнено преобразование к уравнениям с постоянными коэффициентами. Для идентификации параметров электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора введены квадратичные интегральные функционалы. Оценки параметров, найденные предложенным методом, являются оптимальными при рассмотрении их с позиций заданных квадратичных интегральных функционалов. Предложенный алгоритм идентификации параметров реактивной машины позволяет находить оценки параметров непосредственно в процессе функционирования электрической машины а, следовательно, может быть использован для построения адаптивных систем управления, а также для исследования различных режимов работы реактивного электродвигателя с анизотропной магнитной проводимостью ротора. Приведена модель, иллюстрирующая алгоритм идентификации параметров реактивного электродвигателя, позволяющая определять продольную индуктивность его обмоток. Разработанный алгоритм определения параметров реактивной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора позволяет создавать высокоточные системы управления электроприводом систем электродвижения.
Ключевые слова
реактивная электрическая машина, анизотропная магнитная проводимость, идентификация параметров машины, алгоритм управления, пульсации индуктивности, периодические коэффициенты, квадратичные интегральные функционалы, матрицы коэффициентов, ток намагничивания, Reluctance motor, quadratic integral functional
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Григорьев А. В. Судовая система электродвижения нового поколения / А. В. Григорьев // Морской флот. - 2012. - № 2. - С. 38-40.
Васин И. М. Особенности создания гребного автоматизированного электропривода для судов с электродвижением ледового класса / И. М. Васин // Труды VIII Международной (XIX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2014. - Саранск: Нац. исследовательский Мордовский гос. ун-т им. Н. П. Огарёва, 2014. - С. 458-462.
Мустафа Г. М. Преобразователь частоты для гребного электродвигателя / Г. М. Мустафа, С. В. Волков, А. А. Ершов [и др.] // Электротехника. - 2014. - № 1. - С. 46-53.
Григорьев М. А. Система импульсно-векторного управления синхронным реактивным электродвигателем с независимым управлением по каналу возбуждения. / М. А. Григорьев, А. Н. Шишков, Е. В. Белоусов [и др.] // Научная дискуссия: вопросы технических наук. - 2015. - №5-6. - С. 110-116.
Самосейко В. Ф. Синхронные машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора. Методика проектирования. Алгоритмы управления / В. Ф. Самосейко, Ф. А. Гельвер, В. А. Хомяк [и др.]. - СПб.: Крыловский государственный научный центр, 2016. - 174 с.
Hofmann H. H. High-speed synchronous reluctance machine with minimized rotor losses. / H. H. Hofmann, S.R. Sanders // IEEE Transactions on Industry Applications. - 2000. - Vol. 36. - Is. 2. - Pp. 531-539. DOI: 10.1109/28.833771.
Пат. 2603200 Российская Федерация, МПК H 02 K 1/24, H 02 K 37/04. Синхронный электрический двигатель с анизотропной магнитной проводимостью ротора / В. А. Хомяк, В. Ф. Самосейко, С. В. Шарашкин, Ф. А. Гельвер; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие «Крыловский государственный научный центр». - № 2015140439/07; заявл. 22.09.2015; опубл. 27.11.2016, Бюл. № 33.
Самосейко В. Ф. Теоретические основы управления электроприводом: учеб. пособие / В. Ф. Самосейко. - СПб.: Элмор, 2007. - 464 с.
Самосейко В. Ф. Управление гребным реактивным электродвигателем с анизотропной магнитной проводимостью ротора / В. Ф. Самосейко, С. В. Шарашкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 2. - С. 390-401. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-2-390-401.
Sahoo S. K. Piece-wise polynomial based model for switched reluctance motor / S. K. Sahoo, S. K. Panda, J. X. Xu // Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century 2008 IEEE. - IEEE, 2008. - Pp. 1-4. DOI: 10.1109/PES.2008.4596253.
Mir S. Fault-tolerant switched reluctance motor drive using adaptive fuzzy logic controller / S. Mir, M. S. Islam, T. Sebastian, I. Husain // IEEE Transactions on Power Electronics. - 2004. - Vol. 19. - Is. 2. - Pp. 289-295. DOI: 10.1109/TPEL.2003.823244.
Самосейко В. Ф. Перспективы использования реактивных электрических машин в электроприводе / В. Ф. Самосейко, Ф. А. Гельвер, И. В. Белоусов // Труды IX Международной (XX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2016. - Пермь: Пермский нац. исслед. политехнический ун-т, 2016. - С. 359-363.
DiRenzo M. T. Switched Reluctance Motor Control - Basic Operation and Example Using the TMS320F240 / M. T. DiRenzo // Texas Instruments, Digital Signal Processing Solutions, in SPRA420A-February. - 2000. - 62 p.
Germishuizen J. J. Performance comparison of reluctance synchronous and induction traction drivers for electrical multiple units / J. J. Germishuizen, F. S. Van der Merwe, K. Van der Westhuizen, M. J. Kamper // Industry Applications Conference, 2000. Conference Record of the 2000 IEEE. - IEEE, 2000. - Vol. 1. - Pp. 316-323. DOI: 10.1109/IAS.2000.881130.
Taghavi S. A core analysis of the synchronous reluctance motor for automotive applications / S. Taghavi, Pillay // Electrical Machines (ICEM), 2014 International Conference on. - IEEE, 2014. - Pp. 961-967. DOI: 10.1109/ICELMACH.2014.6960297.
Об авторах
Самосейко Вениамин Францевич - доктор технических наук, профессор
kaf_electroprivod@gumrf.ru. samoseyko@mail.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Шарашкин Сергей Владимирович - аспирант
s_sharashkin@mail.ru. sergey.nii.opr@gmail.com
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»; ФГУП «Крыловский государственный научный центр»Гельвер Федор Андреевич - кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С О. Макарова»; ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
