Разработка методики бездатчикого определения углового положения ротора синхронного двигателя на основании дополнительного сигнала высокой частоты

Константин Владимирович Лицин, Татьяна Владимировна Ковальчук

Аннотация


Рассматривается возможность реализации метода бездатчикового определения углового положения ротора. Проанализированы существующие методы бездатчикового контроля углового положения ротора двигателей переменного тока. Представлены общие недостатки ряда бездатчиковых методов. Указано, что одна из главных проблем определения углового положения ротора без использования механического датчика заключается в сложности определения данной величины при нулевой и низкой скорости. Представлена функциональная схема бездатчикового электропривода на основе синхронного двигателя. Рассмотрена взаимосвязь наводимых ЭДС и высокочастотного сигнала напряжения, подаваемого в обмотку возбуждения синхронного двигателя. Осуществлен вывод формулы, описывающей зависимость между угловым положением ротора и фазными ЭДС. Вывод формулы осуществлен на основе системы уравнений Парка – Горева. Реализована структурная схема согласно приведенным зависимостям. Выполнен анализ полученных результатов.


Ключевые слова


синхронный двигатель; высокочастотный сигнал; угловое положение ротора; наблюдатель состояния; электродвижущая сила

Полный текст:

PDF

Литература


Baskov S.N., Radionov A.A., Svyatykh A.A. [The use of vector-pulse method for starting AC motors]. Rus-sian Electrical Engineering, 2013, no. 10, pp. 30–34. (in Russ.)

Vinogradov, A.B. Vektornoe upravlenie elektroprivodami peremennogo toka [Vector control of AC drives], Ivanovo, SEI HPE Ivanovo State Power Engineering University, 2008. 225 p.

Valov A.V., Usynin Yu.S. [Pulse-vector control of an asynchronous motor with a phase rotor].

-ya Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya studentov i molodykh uchenykh [12th Interna-tio¬nal Scientific and Practical Conference of Students and Young Scientists], 2008, pp. 20–24. (in Russ.)

Baskov S.N., Litsin K.V. [Vector-pulse control principle of ac motors]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2013. vol. 13, no. 1, pp. 92–95. (in Russ.)

Jang J.-H., Sul S.-K. [Sensorless drive of SMPM motor by high frequency signal injection], 2002. 203 p.

Kuksin A.V., Romanov A.V. [Mathematical model of the adaptive vector control system of a sensorless asynchronous electric drive]. Bulletin of the Voronezh State Technical University, 2013, vol. 5, no. 11, pp. 85–87. (in Russ.)

Vinogradov A.B., Kolodin Yu., Sibirtsev A.N. [Adaptive-vector control system of an EPV sensorless asyn-chronous electric drive]. Silovaya elektronika, 2006, pp. 50–55. (in Russ.)

Baskov S.N., Litsin K.V. [Simulation of a system with intermediate transformers with a vector-pulse start-up of an AC motor]. Electrotechnical Systems and Complexes, 2014, no. 2 (23), pp. 32–35. (in Russ.)

Perera P.D.C. Sensorless Control of Permanent-Magnet Synchronous Motor Drives. PhD thesis. Institute of Energy Technology Aalborg University, 2002. 98 p.

Chalupa L.V. [Motor control systems on Motorola microcontrollers]. Chip News, 1999, no. 1.

Goncharov A.S., Povalyaev V.A., Mironov S.I. [Analysis of the current state in the field of the state of electric drives with sensorless control and methods for constructing ATS conditions of limited information about the state vector]. Electrotechnical Complexes and Control Systems, 2008, no. 1, pp. 13–16. (in Russ.)

Xia Changliang. Sensorless position control of a brushless dc motor based on disturbance observer. China Electrotech., 2002, no. 6, pp. 25–28.

Sizyakin A.E., Rumyantsev M.B. [Without rotor position sensor: IR company solutions for VEP control]. Electronics News, 2011, no. 10, pp. 22–28. (in Russ.)

Pankratov, V.V. [Development trends of common industrial electric drives of alternating current based on modern power electronics devices]. Power Intelligent Electronics. Specialized Information and Analytical Maga-zine, 2005, no. 2, pp. 27–31. (in Russ.)

Korel'skiy, D.V., Potapenko E.M., Vasil'eva E.V. [An overview of modern son-chronical permanent mag-net drive control techniques]. Scientific magazine “Radioelektronika. Informatics. Upravlinnya”, 2001, no. 3,

pp. 155–159.

Novikov Yu.D., Gentkovski Z.I., Babin Yu.V. [Experimental determination of leakage inductance of asynchronous motors]. Russian Electrical Engineering, 1982, no. 3, pp. 40–41. (in Russ.)

Jan Persson. Innovative standstill position detection combined with sensorless control of synchronous motors. Lausanne, Switzerland, École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), 2005. 142 p.

Baskov S.N., Litsin K.V. [Determination of the angular position of the rotor of a synchronous motor by connecting a high-frequency signal in the excitation winding ]. International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON 2015 – Proceedings, 2015. P. 7146993. DOI: 10.1109/sibcon.2015.7146993

Sun Don. Direct torque control of a permanent magnet synchronous motor based on fuzzy logic. China Electrotech, 2003, no. 1, pp. 33–38.

Baskov, S.N., Litsin, K.V. [Research of vector-pulse start system of synchronous motor with intermediate transformer and sensorless determination of angular rotor position with mathematical methods]. 2016 2nd Inter-national Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2016 – Proceedings. DOI: 10.1109/icieam.2016.7910955

Baskov S.N., Litsin K.V., Radionov A.A. [Determination of the angular position of the rotor of a synchro-nous motor in the vector-pulse start mode]. Conduct Universities of Chernozem, 2014, no. 4, pp. 3–8 (in Russ.).

Gorev, A.A. Perekhodnye protsessy sinkhronnoy mashiny [Transient synchronous machine]. Moscow, Gosenergoizdat Publ., 1950. 290 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190312

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.