Пульсации электромагнитного момента в электроприводе с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения

Abstract

Наличие пульсаций электромагнитного момента в электроприводе с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения (СРДНВ) объясняется протекающими во времени процессами коммутации токов в статорных обмотках. Максимальное значение пульсаций в разомкнутой схеме для шестифазного двигателя может достигать 20 % от развиваемого электромагнитного момента. Одним из наиболее удобных для анализа процессов в электроприводе с СРДНВ является метод обмоточных функций. Данный метод позволяет произвести расчет амплитуды пульсаций относительно среднего момента, развиваемого электродвигателем для различного числа фаз. Компромиссом с учетом стоимости электропривода, массогабаритных и энергетических показателей по результатам расчета явилась трапецеидальная форма тока при числе фаз, равном шести. При числе фаз, меньшем шести, амплитуда пульсаций значительно увеличивается, что недопустимо. С другой стороны, увеличение числа фаз ведет к увеличению габаритов полупроводникового преобразователя при незначительном снижении амплитуды пульсаций. Для снижения уровня пульсаций электромагнитного момента было рекомендовано создание и использование быстродействующих контуров регулирования тока (КРТ), а также применение гибкой положительной обратной связи по току при коммутации фазных токов. Такое решение позволило получить среднее значение момента, на 10 % большее, чем в системе без коррекции, и ощутимо снизить амплитуду пульсаций электромагнитного момента. Показана возможность эффективной работы электропривода с СРДНВ в аварийных режимах. The presence of the electromagnetic torque ripples in the drive with the field regulated reluctance machine (FRRM) is due to the current switching process in the stator windings occurring in time. The maximum value of the pulsations in the open loop scheme for the six-phase motor can be about 20% of the produced electromagnetic torque. One of the most usable analysis methods of the processes in the drive with the FRRM is the method of winding functions. This method allows you to calculate the ripples amplitude according to the average torque of the motor with a different number of phases. According to the calculating results the trapezoidal form of the current with the six phase number is the optimal solution in view of the drive cost, energy, weight and size data. If the number is less than six phases, the fluctuation amplitude increases significantly, this is unacceptable. On the other hand, increasing the number of phases over six would increase the equipment amount with a slight decrease in the pulsations amplitude. To suppress the electromagnetic torque ripples authors recommended to create and to use the high-speed current control loops (CCL) and to use the flexible positive current feedback in case of switching phase currents. Such a solution allowed to get the average value of the torque for 10% higher than in the system without correction and significantly reduced the amplitude of the electromagnetic torque ripples. The possibility of effective work of the electric drive with the FRRM in emergency conditions is shown.