Упрощенный алгоритм векторной широтно-импульсной модуляции для регулирования скорости асинхронного двигателя

Авторы

Ле Д. Т.^1*, Аверин С. В.^2**

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Кафедра 306 «Микроэлектронные электросистемы»,

*e-mail: letiep1@mail.ru
**e-mail: acb@mai.ru

Аннотация

Предложены алгоритмы формирования напряжения на обмотках асинхронного двигателя (АД) в режиме векторной широтно-импульсной модуляции (ШИМ) при регулировании частоты вращения АД, обеспечивающие меньшие объемы вычислений микроконтроллера и позволяющие исключить сквозные токи в инверторе. Для исключения сквозных токов используются промежуточные состояния инвертора, которые рассматриваются как переменные векторы в переходах переключении силовых ключей транзисторов инвертора. Приведены результаты имитационного моделирования предложенного алгоритма векторной ШИМ, которые показали её работоспособность. Показано, что полученные алгоритмы формирования с использованием предложенных состояний позволили исключить сквозные токи в цепи, уменьшить колебание скорости и момента двигателя, улучшить время быстродействия электропривода. При одинаковых параметрах АД, для получения тех же характеристик электропривода по быстродействию и также синусоидальности тока статора, число формируемых векторов в каждом секторе незначительно больше, чем в традиционном.

Ключевые слова

векторная широтно-импульсная модуляция, электропривод асинхронного двигателя, трехфазный инвертор, силовой транзисторный ключ трехфазного инвертора

Библиографический список

1. Чаплыгин Е.Е., Хухтиков C.B. Способ управления автономным инвертором напряжения с векторной ШИМ // Практическая силовая электроника. 2010. № 39. С. 40 – 43.

2. Ogasawa S., Akagi H., Nabae A. A Novel PWM Scheme of Voltage Source Inverter Based on Space Vector Theory // European Power Electronics Conference, Aachen, Germany, Oct. 1989, pp. 1197–1202.

3. Машуков Е.В., Шевцов Д.А., Ульященко Г.М. Централизованные транзисторные преобразователи электроэнергии для систем электроснабжения летательных аппаратов/ Под ред. Е.В. Машукова. – М.: Изд-во МАИ, 2013. – 183 с.

4. Попов Б.Н. Методы проектирования микропроцессорных устройств управления мехатронными модулями систем приводов: Дисс. ... докт. техн. наук. – М.: МАИ, 2001. – 481 с.

5. Фам Туан Тхань. Разработка и исследование алгоритмов управления системой «Импульсный усилитель мощности асинхронный двухфазный двигатель»: Дисс. ... канд. техн. наук. – М.: МАИ, 2005. – 188 с.

6. Попов Б.Н., Фам Туан Тхань. Устройства управления электродвигателями на платформе программируемой логики // Электронные компоненты. 2005. № 2. С. 69 – 76.

7. Попов Б.Н., Фам Туан Тхань. Логические автоматы управления электродвигателями на платформе программируемой логики// Труды МАИ. 2005. № 18. URL: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=34193

8. Попов Б.Н. Анализ и синтез законов управления системой «Импульсный усилитель мощности – электродвигатель» // Известия Академии наук. Теория и системы управления. 1996. № 3. С. 163 – 170.

9. Ле Д.Т., Аверин С.В. Оптимизация алгоритмов коммутации в инверторах с векторной ШИМ // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 3. С. 155 – 164.

10. Ле Д.Т. Использование карты Карно для оптимизации импульсного усилителя мощности асинхронного двигателя в режиме векторной широтно-импульсной модуляции // 14-я Международная конференция «Авиация и космонавтика-2015»: Тезисы. –  М.: Люксор, 2015. С. 182 – 183.

11. Ле Д.Т. Способ формирования напряжения векторной ШИМ для управления асинхронным двигателем // XLII Международная молодёжная конференция «Гагаринские чтения»: Сборник тезисов докладов. – М., 2016. Т. 1. С. 670 – 671.

12. Ле Д.Т., Аверин С.В. Формирование векторной широтно-импульсной модуляции с исключением сквозных токов в трехфазном мостовом инверторе // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 4. С. 155 – 163.

Скачать статью