Анализ систем управления синхронными двигателями с постоянными магнитами при регулировании скорости вверх от номинальной

Abstract

За последние десятилетия прогресс в области цифровой вычислительной техники, силовой электроники и появление новых магнитных материалов привели к значительному скачку в развитии синхронных двигателей с постоянными магнитами (СДПМ, англ. PMSM – permanent magnet synchronous motor). Данный тип электрических машин обладает преимуществами по сравнению с асинхронными двигателями (АД) и двигателями постоянного тока (ДПТ) и постепенно вытесняет последние из многих отраслей промышленности и непроизводственной сферы. Это относится, прежде всего, к системам управления скоростью и положением с однозонным регулированием. В то же время существуют механизмы, у которых с повышением скорости уменьшается потребность в электромагнитном моменте (главные приводы прокатных станов и станков, компрессоры, моталки и т.п.). Для таких механизмов целесообразно регулирование скорости свыше номинальной за счет ослабления магнитного поля. В ДПТ это достигается за счет уменьшения потока возбуждения, в АД – за счет уменьшения потокосцепления ротора, а в СДПМ – за счет увеличения отрицательного значения продольной составляющей тока статора, которая создает поле статора, противодействующее потоку постоянных магнитов. В то время как системы регулирования скорости АД и ДПТ с ослаблением поля изучены достаточно хорошо, аналогичные системы для СДПМ имеют свои особенности, и нуждаются в дополнительных исследованиях.