Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Линеаризованная математическая модель синхронного двигателя с постоянными магнитами как объекта управления
Авторы Руднев Е. С., к.т.н.
Морозов Д. И., к.т.н., доц.
Раздел Электротехника. Радиотехника
Год 2016 Выпуск 45 Страницы 88 - 93
УДК 621.52
Аннотация Рассмотрена математическая модель синхронного двигателя с постоянными магнитами. Приведены дифференциальные уравнения и построена структурная схемы синхронного электродвигателя с постоянными магнитами как объекта управления. Проведена линеаризация уравнений движения двигателя, получены передаточные функции по отношению к управляющим и возмущающему воздействиям. Получены результаты моделирования в пакете Matlab/Simulink.
Реферат Цель. Получение математического описания, линеаризация уравнений движения и моделирование синхронного двигателя с постоянными магнитами.
Методика. Для получения линеаризованной модели использовано описание динамики синхронного двигателя с постоянными магнитами на основе дифференциального исчисления и преобразованное описание в пространственной системе 0dq, полученное на основе теории двух реакций. Приняв потокосцепление машины по продольной оси неизменным, произведена линеаризация системы дифференциальных уравнений методом разложения основных нелинейных зависимостей в степенной ряд Тейлора в окрестности рабочей точки. С применением операторного исчисления получены передаточные функции линеаризованной модели двигателя по управляющим и возмущающему воздействиям. Методами математического моделирования линеаризованной и нелинейной моделей показана правильность примененной методики линеаризации.
Результаты. Получена линеаризованная математическая модель синхронного двигателя с постоянными магнитами. Получены передаточные функции по отношению к управляющим и возмущающему воздействиям объекта управления – синхронного двигателя с постоянными магнитами. Показано, что математическое описание линеаризованного синхронного двигателя с постоянными магнитами совпадает с описанием двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Приведены результаты моделирования синхронного двигателя в ортогональной системе координат 0dq, жестко связанной с ротором машины.
Научная новизна. Синхронный двигатель с постоянными магнитами при допущении о постоянстве потокосцепления статора по продольной оси имеет такое же описание, как и машина постоянного тока с независимым возбуждением при управлении по якорю.
Практическая значимость. Линеаризованная модель синхронного двигателя с постоянными магнитами как объекта управления может быть использована для синтеза управлений составляющими напряжения в системах частотного и векторного управления.
Ключевые слова синхронный электродвигатель, постоянные магниты, линеаризация, передаточная функция, моделирование.
Полный текст