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

Abstract

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. This is a feasibility test for sensorless angular rotor positioning. The paper analyzes the existing methods for sensorless control of angular rotor position in AC motors. It identifies their common drawbacks, one of which is that angular rotor position is difficult to determine at low or zero rotor speed unless a mechanical sensor is in use. The paper presents the functional diagram of a sensorless electric drive based on a synchronous motor. It considers the correlation of induced EMF and high-frequency voltage signal fed to the SM excitation winding. The paper further derives a formula to describe the angular rotor position as a function of phase EMF. The derivation is based on Park-Gorev equations. The obtained dependencies are used in an implemented structural diagram, with the research output being discussed in detail.