Аннотация
Постановка задачи: в статье приводятся результаты исследования электромагнитных процессов в двигателях последовательного возбуждения при питании от статического преобразователя. Приведены полученные функциональные нелинейные зависимости параметров указанных систем от нагрузки на валу и скорости двигателя. Сформулирована актуальность проблемы учета нелинейных параметров при определении устойчивости системы в целом, а также при синтезе оптимальных управлений. Цель работы: функциональный и структурно-параметрический синтез управления на основе динамической коррекции движения системы, обеспечивающей как устойчивость, так и возможность оптимизации этого движения. Используемые методы: в работе был использован спектральный метод Солодовникова, метод динамического программирования, моделирование в среде Matlab Simulink, а также экспериментальные исследования. Новизна: предложена нелинейная динамическая коррекция системы преобразователь-двигатель последовательного возбуждения на основе найденных функциональных зависимостей координат движения, обеспечивающая заданные динамические характеристики. Результат: в статье приведены данные о существенном влиянии (изменении параметров в 6–7 раз) текущей скорости двигателя. Приведены аппроксимированные зависимости (с погрешностью до 2%), позволяющие осуществить формирование корректирующего сигнала с помощью типовых линейных звеньев. Практическая значимость: результаты исследования могут быть полезны при разработке систем электропривода как электрифицированного инструмента, так и тяговых электроприводов для обеспечения оптимумов по быстродействию и минимума потерь в динамических режимах.
Ключевые слова
Электромагнитный процесс, двигатель последовательного возбуждения, статический преобразователь, моделирование в среде Matlab Simulink.
1. Петров Ю.П. Оптимальное управление электроприводом. М.: Госэнергоиздат, 1961. 188 с.
2. Повышение энергетической эффективности медицинских инструментов и приборов / Дементьев Ю.Н., Кафтасьев Д.А., Мешков А.С., Суздорф В.И. // Интеллектуальные энергосистемы: труды II Международного молодежного форума. Томск, 2014. С. 103–110.
3. Мешков А.С., Суздорф В.И. Энергоэффективный электрифицированный инструмент // Сб. научно-исследовательских работ финалистов конкурса аспирантов и молодых ученых в области энергосбережения в промышленности. Новочеркасск: Лик, 2010. С. 49–53.
4. Каган В.Г., Лебедев Г.В., Малинин Л.И. Полупроводниковые системы с двигателями последовательного возбуждения. М.: Энергия, 1971. 96 с.
5. Min Tu Aung Energy Saving Control of Series Excitation Motor / V.I. Susdorf, Y.N. Dementyev, K.N. Negodin, Min Tu Aung // MATEC Web Conf. 91 01045 (2017)
6. Алехин А.Е., Дементьев Ю.Н., Суздорф В.И. Электропривод постоянного тока с двигателем последовательного возбуждения: пат. 1676418 RUS, 06.02.1990.
7. Беллман М.Х. Переходные процессы в микродвигателях постоянного тока при импульсном питании. Л.: Энергия, 1975. 134 с.
8. Susdorf V.I. Energy efficiency improvement of medical electric tools and devices / Meshkov A.S, Susdorf V.I., Dementyev Y. N., D.A. // The 2nd International Youth Forum “Smart Grids”, MATEC Web of Conferences, Volume 19, 2014, Published online: 15 December 2014.
9. Мешков А.С., Суздорф В.И., Гринкруг М.С. Формирование характеристик электроприводов малой мощности // Вестник Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема. 2014. №4(17). С. 61–71
10. Мешков А.С., Суздорф В.И. Электропривод малой мощности с улучшенными энергетическими характеристиками // Вестник ТОГУ. 2013. №1(28). С. 115–124.
11. Мешков А.С., Суздорф В.И. Устройство для стабилизации частоты вращения однофазного коллекторного электродвигателя: пат. 2444838 Российская Федерация, МПК Н02Р7/29. Опубл. 10.03.2012.