Высоцкий Виталий Евгеньевич — доктор технических наук, профессор
299053, Севастополь, ул. Университетская, 33
Vysotsky, Vitaly E. — Dr. of Technical Sciences, professor33 Universitetskaya Str., Sevastopol, 299053
В статье рассматриваются основные тенденции развития конструкций, силовых полупроводниковых схем и систем управления перспективных вентильных электромеханических преобразователей — вентильных двигателей с постоянными магнитами для судового электропривода и средств автоматики. Представлен вариант их реализации в регулируемом электроприводе. Объектом исследования является вентильная электромеханическая система, включающая синхронную машину с магнитоэлектрическим возбуждением, охваченную позиционной обратной связью через зависимый управляемый вентильный коммутатор, предметом — конструкции, схема силовой части, системы управления, алгоритм функционирования и характеристики. Целью исследований является оценка эксплуатационных особенностей, свойств и возможностей внедрения вентильных двигателей с постоянными магнитами в качестве судовых электроприводных систем малой и средней мощности. Результаты исследований и разработок воплощены в опытно-промышленных образцах. Для систем судового электропривода разработан вариант с микропроцессорным управлением. Коммутатор собран на транзисторных ключах, обеспечивающих высокую надежность и повышающих функциональные возможности системы управления. Сформирована минимально необходимая система логических переменных, обеспечивающая реализацию рациональных законов коммутации и регулирования частоты вращения. Представлены эксплуатационные характеристики при различных опережающих углах включения вентилей коммутатора. Наличие полюсных башмаков на полюсах вносит существенные особенности в закономерности их изменения. В выводах сформулированы основные преимущества и особенности предложенных в работе конструктивных и схемных решений. Отмечается, что вентильные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов являются наиболее перспективными в плане интеграции электромеханического преобразователя в регулируемый судовой электропривод диапазона малых и средних мощностей. Двигатели такого типа конструктивно просты и надежны, имеют жесткие естественные механические характеристики, не требуют затрат энергии на возбуждение, обладают большой перегрузочной способностью и высоким быстродействием в переходных процессах, их отличительной особенностью является высокий удельный момент.
The main trends in the development of designs, power semiconductor circuits and control systems of promising valve electromechanical converters — brushless DC motors with permanent magnets for marine electric drive and automation equipment, are discussed in the paper. A variant of their implementation in an adjustable electric drive is presented. The object of the study is a brushless direct current electromechanical system, including a synchronous machine with magnetoelectric excitation, covered by positional feedback through a dependent controlled valve switch, and the subject is structures, the circuit of the power part, control systems, the algorithm of functioning and characteristics. The purpose of the research is to evaluate the operational features, properties and possibilities of introducing brushless direct current motors with permanent magnets as marine electric drive systems of low and medium power. The results of research and development are embodied in experimental industrial samples. A variant with microprocessor control has been developed for marine electric drive systems. The switch is assembled on transistor switches that provide high reliability and enhance the functionality of the control system. The minimum necessary system of logical variables, ensuring the implementation of rational laws of switching and speed control, has been formed. Operational characteristics at various leading angles of switching on the switch valves are presented. The presence of pole shoes at the poles introduces significant features in the patterns of their change. The main advantages and features of the proposed design and circuit solutions are formulated in the conclusions. It is indicated that valve motors with excitation from permanent magnets are the most promising solution in terms of integrating an electromechanical converter into an adjustable marine electric drive of a range of small and medium capacities.Engines of this type are structurally simple and reliable, have rigid natural mechanical characteristics, do not require energy for excitation, have a large overload capacity and high speed in transients. Their distinctive feature is the high specific moment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.