Спрощена Модель Безконтактного Вентильного Електроприводу Та Його Технічна Реалізація Для Автономного Плавального Апарата

Abstract

Обґрунтовано вибір та показані переваги вентильних безконтактних двигунів постійного струму (БДПС) зі збудженням від високоенергетичних рідкісноземельних постійних магнітів при використанні їх у автоматизованих електроприводах (АЕП) автономних плавальних апаратів (АПА), зокрема, у системах електроруху таких апаратів. Показано, що застосування АЕП на основі БДПС дозволяє розширити тактико-технічні, експлуатаційні характеристики автономного плавального апарата, збільшити його енергетичні показники, підвищити надійність всієї системи автоматизованого керування електрорушієм. Основні відмінності запропонованого рішення заключні у відмові від використання у АЕП з БДПС дорогого датчика положення ротора (енкодера), проміжного координатного перетворювача, та використанні лише одного датчика загального струму силового інвертора. Створені передумови для технічної реалізації запропонованого рішення дозволяють побудувати декілька альтернативних варіантів принципових схем (технічних рішень) схем АЕП на основі БДПС, з попереднім математичним моделюванням, яке необхідне для налаштування й оптимізації режимів функціонування АЕП у складі автоматизованої системи електроруху АПА. Розроблено спрощену математичну модель запропонованого електроприводу, який функціонує на основі принципів підпорядкованого регулювання координат. Визначені основні параметри корекції контурів за відповідними координатами системи електроруху АПА. Створена математична модель дозволила використати принцип мінімальної апаратної надмірності для технічної реалізації схеми управління АЕП з вентильним БДПС. Показана послідовність розрахунку контурів регулювання та використано налаштування на модульний (технічний) оптимум, що забезпечує необхідне перерегулювання та час регулювання за всіма координатами системи електроруху. Представлений варіант технічної реалізації та вибору основних елементів системи АЕП оснований на принципі мінімальної апаратної надмірності. Такий принцип побудови АЕП на основі вентильного БДПС для системи електроруху АПА дозволяє зменшити вартість і масогабаритни показники АПА.

Проблеми Підвищення Енергетичного Фактору Суднових Систем Електропостачання

“…При застосуванні нерегульованого ЕП доводиться миритися з використанням засувок у насосах та вентиляторах, використовувати складні механічні передачі, наприклад, редуктори, коробки передач (швидкостей) в механізмах, де потрібно змінювати швидкість і регулювати продуктивність технологічного процесу. Доводиться миритися і з тим, що технологічні процеси з нерегульованим електроприводом практично неможливо автоматизувати та дуже важко забезпечується їх енергетична оптимізація при різних навантаженнях [2,9].…”

“…Потрібно відзначити, що силова і керуюча електроніка породила і конкурентів асинхронному електроприводу, який раніше домінував у всіх технічних галузях. Це, наприклад, регульовані електроприводи, побудовані на основі сучасних двигунів: BLDC -Brushless DC Electric Motor (безколекторний електродвигун постійного струму) [2], PMSM -Permanent Magnet Synchronous Motor (синхронний двигун з постійними магнітами), SRM -Switched Reluctance Motor (вентильний реактивний двигун). Загалом, електроприводи, побудовані на основі перелічених вище типів електродвигунів, мають електронні системи управління, схожі на застосовувані для асинхронного регульованого електроприводу.…”