CC BY
98
ЭНЕРГЕТИКА, ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, ЭЛЕКТРОПРИВОД
УДК 621.45:004.9
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С РЕАКТИВНО-ВЕНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ
Нго Сян Кыонг
Приведена математическая модель РВЭД. Моделирование трехфазного РВЭД (6/4) проведено на базе программного пакета МаїІаЬ^тиІіпк. Результаты расчетов представлены в графическом виде.
Ключевые слова: реактивно-вентильный электродвигатель (РВЭД),
моделирование.
Реактивно-вентильный электродвигатель - это вращающаяся электрическая машина, статор и ротор которой имеют явно выраженные полюса. Ротор не имеет обмотки и постоянные магниты, а выполнен из магнитомягкого материала. Обмотка статора состоит из простых концентрических катушек. Катушки, размещенные на диаметрально противоположных полюсах статора, соединены последовательно в одну фазу. Когда пара полюсов статора возбуждена, ближайшая пара полюсов ротора притягивается в положение, в котором путь для замыкания магнитного потока будет иметь наименьшее сопротивление. Поэтому при последовательном возбуждении фаз статора двигатель развивает момент в любом направлении вращения [1].
Конструкция РВЭД обладает особенным двойным характером полюсов двигателя. Характеристика РВЭД очень нелинейная, потому что она работает в основном в области насыщения намагниченности характеристики. В результате его работы не могут быть получены аналитические
линеаризованые модели, как обычно используется для синхронных и асинхронных двигателей. Доказано, что нелинейные модели, которые учитывают характеристики намагничивания электродвигателя необходимо правильно представлять РВЭД. В литературе описано несколько нелинейных моделей РВЭД на основе структуры машины или аналитические выражения были изучены и проверены.
В статье используется трехфазный РВЭД типа 6/4 , имеющий 6 полюсов статора и 4 полюса ротора Математическое описание электромагнитных и электромеханических процессов в трехфазном РВЭД с одиночной коммутацией представлено следующими уравнениями.
Уравнение фазового направления
&¥ ; (0,1 ; ) иV = Я ■ Ь + 7 7
77 &
где Я - фазовое сопротивление; потокосцепление; и7 - фазовое на-
правление; 17 фазовый ток.
Потокосцепление вводится в качестве дополнительных переменных, устанавливающих необходимую связь между токами и индуктивностями обмоток двигателя:
Ч>, = ^ (0>;,
Электромагнитный момент РВЭД
1 3 2 йЬ; (0)
2~=1 1 й0
Уравнение равновесия моментов на вал привода
М = 3— + Вю+М нг, йг нг'
йю
йг й0
— = ю, йг
где ю - угловая скорость; 0 - угол поворота; 3 - суммарный момент инерции на валу привода; Мнг - момент нагрузки; В - суммарный коэффициент трения.
Повышение эффективности функционирования структуры математической модели может быть достигнуто за счет введения в следящую систему идентификатора угла. Поскольку угол нагрузки двигателя при работе однозначно определяет момент выпадения двигателя из синхронизма, его точная идентификация позволяет решить ряд задач, среди которых своевременная формировка возбуждения при глубоких просадках питающего напряжения, предотвращение или быстрое выявление асинхронного хода, применение специальных законов управления в режимах пуска и ресинхронизации.
На рис. 1 показана схема Бішиїтк из 6/4 РВЭД, который был ис-
пользован для тестирования разработанного РВЭД. Входные параметры: угол включения, угол отключения и угловая скорость. Модель содержит схему регулирования тока и регулирования скорости. Скорость поддерживается приблизительно постоянной на базовом уровне, который определен величиной скорости задания w = 10 рад.с-1. Коммутатор запускает преобразователь на угле коммутации, который определен ©on и ©off. Выходные параметры преобразуются к параметрам трехфазного двигателя.
Рис. 1. Математическая модель ВРЭД с регулятором скорости
РВЭД питается от трехфазного вентильного коммутатора. В этой конфигурации, фазных токов могут независимо контролироваться. Датчика положения ротора используются таким образом, чтобы при включении и выключении углы каждый этап может точно фиксирован.
Этот тест делается для скорости вращения ротора 10 рад.с-1, угла включения 45°, угла выключения 74° и напряжение постоянного тока 150 В. Номинальный ток 20 А, а гистерезис полосе ± 1 А.
Рис. 2. фазовые ток и потокосцепления первого фаза
Рис. 4. Скорость РВЭД
Результаты моделирования представлены на рис. 2, где показаны сигналы, полученные для потокосцепления, фазного тока первой фазы, на рис. 3 и 4 - момент РВЭД и угловая скорость. Скорость двигателя поддерживается на постоянном уровне с помощью идентификатора угла и постоянного действующего регулятора.
Список литературы
1. Голландцев Ю.А. Вентильный индукторно-реактивный двигатель. Электроприбор, 2003.
2. Torrey D.A., Niu X.M., Unkauf E.J. Analytical modelling of variable-reluctance machine magnetization characteristics // IEE Proceedings - Electric Power Applications. 1995. Vol. 142. No. 1. P. 14-22.
3. Miller T.J.E., Mcgilp M. Nonlinear theory of the switched reluctance motor for rapid computer-aided design // IEE Proceedings, Electric Power Applications. 1990. Vol. 137. No. 6. P. 337-347.
4. Hoang Le Huy. A Versatile nonlinear switched reluctance motor model in simulink using realistic and analytical magnetization characteristics.
Нго Сян Кыонг, аспирант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE SIMULA TION OF ELECTROMECHANICAL SYSTEMS WITH SWITCHER REL UCTANCE MOTORS
Ngo Xuan Cuong
The article presents a mathematical model of switcher reluctance motors (SRM). Simulation of three-phase SRM (6/4) made on the basis of program package of Matlab -Simulink. Results are presented in graphical form.
Key words: switcher reluctance motor (SRM), simulation.
Ngo Xuan Cuong, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.311.243: 681.513.3
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ С ПОМОЩЬЮ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ
Нго Сян Кыонг
Обосновано применение следящей системы для повышения эффективности солнечных батарей. Некоторые результаты экспериментов и расчетов представлены в графическом и табличном видах.
Ключевые слова: эффективность, солнечные батарей, следящая система.
На сегодняшний день использование солнечных батарей для выработки электроэнергии стало популярным во всех регионах страны. Новые методы и технологии были применены для создания высокопроизводительных панелей более низкой стоимости.
Зачастую солнечные батареи установленны на одной пластине, поэтому эффективность максимальна, когда Солнце находится перпендикулярно плоскости пластины панелей. В другие времена суток эффективность солнечных панелей будет снижаться. Возникает вопрос: как достичь максимальной эффективности солнечных батарей?
Суммарное излучение Еру, падающее на наклонную поверхность
(рис. 1), состоит из прямых Е^р, отраженных от земли Е^р, и диффузных от неба Ей в компонентов[1]:
Еру = Еьр + Ей в + Еяр, (1)
