CONTROL OF A REACTIVE ELECTRIC MOTOR WHEN FEEDING THE WINDINGS WITH A SINUSOIDAL CURRENT

Vector control of the electromagnetic moment of a reactive machine is considered. The control task is to eliminate pulsations of the electromagnetic moment. It can be shown that to achieve this goal, sinusoidal currents must flow through the windings, whose inductance must pulse according to the sinusoidal law. It is shown that when sinusoidal currents flow through the phase windings, the voltage of the main and third harmonics occurs on them. At the same time, in a three-phase machine whose phase windings are connected to a star, the third harmonic disappears as part of the line voltage. In this case, a standard frequency converter can be used to synthesize the voltages applied to the stator windings using pulse-width modulation, which makes it easier and cheaper to practically control the reactive electric machine with concentrated phase windings.The ratio of size of the stator and rotor teeth, at which the coefficient of non-sinusoidal pulsations of the phase windings inductances during the rotor rotation will be minimal, is found. Electromagnetic processes in the reactive machine are described by the linear differential equations with periodic coefficients. Lyapunov transformations for differential stress equations, which allow converting the initial equations with periodic coefficients into stress equations with constant coefficients, are found. The resulting Lyapunov equations are the basis for the synthesis of a system for controlling the dynamics of electromagnetic processes, which allows sinusoidal currents to flow through the phase windings of the machine. The control system of the reactive electric machine is represented by a structural diagram. An algorithm for controlling the electromagnetic moment of the reactive machine with a constant magnetization current is considered. The use of this algorithm allows to obtain the maximum performance of the management. A virtual scattering loop is also used to increase the speed of load current regulation. Simulation of electromechanical processes at the reactive electric machine control is carried out.

vector control, switched reluctance motor, alternating sinusoidal current, Lyapunov transformation

1. Бычков М. Г. Расчетные соотношения для определения главных размеров вентильно-индукторной машины / М. Г. Бычков, Самир Риах Сусси // Электротехника. - 2000. - № 3. - С. 15-19.

2. Ваткин В. А. Разработка вентильных индукторных электромеханических систем автотранспортного назначения: автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук: спец. 05.09.01 «Электромеханика и электрические аппараты» / В. А. Ваткин. - М.: МЭИ (ТУ), 2007. - 20 с.

3. Ильинский Н. Ф. Проектирование вентильно-индукторных машин общепромышленного назначения / Н. Ф. Ильинский, Й. Штайнбрунн, Ю. И. Прудникова [и др.] // Вестник Московского энергетического института. Вестник МЭИ. - 2004. - № 1. - С. 37-43.

4. Фисенко В. Г. Проектирование вентильных индукторных двигателей: методическое пособие / В. Г. Фисенко, А. Н. Попов. - М.: Изд-во МЭИ, 2005. - 56 с.

5. Krishnan R. Switched reluctance motor drives: modeling, simulation, analysis, design and applications / R. Krishnan. - CRC Press, 2001. - 432 p.

6. Miller T. J. E. Design of a synchronous reluctance motor drive / T. J. E. Miller, A. Hutton, C. Cossar, D. A. Staton // IEEE Transactions on industry applications. - 1991. - Vol. 27. - Is. 4. - Pp. 741-749. DOI: 10.1109/28.85491.

7. Красовский А. Б. Исследование пульсаций момента вентильно-индукторного двигателя при регулировании среднего значения момента в зоне малых скоростей / А. Б. Красовский // Электротехника. - 2017. - № 5. - С. 2-8.

8. Степанов А.В. Анализ пульсаций электромагнитного момента при проектировании бесконтактного двигателя постоянного тока дискового типа / А.В. Степанов, С.И. Масленникова // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2015 - № 10. - С. 288-301. DOI: 10.7463/1015.0820340.

9. Шабаев В. А. Анализ источников шума вентильно-индукторного двигателя / В. А. Шабаев // Электротехника. - 2005. - № 5. - С. 62-64.

10. Самосейко В. Ф. Реактивные электрические машины. Теория и проектирование/ В. Ф. Самосейко. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2017. - 392 с.

11. Жарков А. Цифровое векторное управление вентильно-индукторными двигателями с независимым возбуждением / А. Жарков, А. Анучин, А. Дроздов, В. Козаченко // Компоненты и технологии. - 2004. - № 8 (43). - С. 166-170.

12. Егоров И. Н. Векторное управление вентильно-индукторными двигателями мехатронных систем / И. Н. Егоров, В. А. Шабаев // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 12-5. - С. 891-895.

13. Белоусов И. В. Широтно-импульсные преобразователи электрической энергии: Монография / И. В. Белоусов, Ф. А. Гельвер, В. Ф. Самосейко, В. А. Хомяк. - СПб.: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2019. - 228 с.

14. Самосейко В. Ф. Реактивные электрические машины с зубчатым статором и ротором. Методика проектирования. Алгоритмы управления / В. Ф. Самосейко, Ф. А. Гельвер, В. А. Хомяк, Н. А. Лазаревский. - СПб.: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2016. - 197 с.

15. Самосейко В. Ф. Адаптивный алгоритм векторного управления электроприводами с асинхронными электродвигателями / В. Ф. Самосейко // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 1. - С. 156-168. DOI: 10.21821/2309-5180-2019- 11-1-156-168.