Poznámky redaktora
Více informací
o řízení bezkomutátorových stejnosměrných
motorů lze nalézt např.
Obr. Přes-
tože zvyšujícími otáčkami pohonu ros-
tou požadavky výpočetní výkonnost mik-
roprocesorového regulátoru, neboť nutné
používat šířkově pulzní modulaci s dostateč-
nou frekvencí a výpočet regulačního algorit-
mu provádět několikrát jednu otáčku stro-
je, struktura vektorové regulace momentu
synchronního stroje pro otáčky řádově desítek
tisíc min–1
realizovatelná s periodou výpočtu
řádově desítek mikrosekund. U synchronních strojů pro otáčky
řádově desítek tisíc min–1
je však možné vy-
užívat standardní metody vyhodnocení po-
lohy rotoru pomocí rezolveru*)
nebo inkre-
mentálního čidla. kosinu úhlu natočení rotoru. Experimentální střídač IGBT s měřicí
technikou ČVUT v Praze
*)
Rezolver převodník úhlového natočení osy motoru střídavé elektrické napětí. Tyto metody využívají speciální formy
šířkově pulzních modulací.
Obr. U synchron-
ního stroje s řízením principu vektorové
regulace však nutné určovat okamžité úh-
lové natočení rotoru pro orientaci souřadni-
cové soustavy, které prováděn regulační
algoritmus. vektorová regulace
momentu, pro pohony s větším otáčko-
vým rozsahem nutné používat řídicí
struktury s minimálními nároky vý-
početní čas pracující mnohdy v otevřené
smyčce,
– u pohonů s maximálními otáčkami při-
bližně 60 000 min–1
lze používat sníma-
če pracující standardním principu –
otáčky, úhlové natočení hřídele, moment;
u pohonů pracujících s většími otáčkami
jsou výrazně preferovány bezsenzorové
metody řízení s měřením pouze elektric-
kých veličin. Zjišťování této informace pomo-
cí postupů bezsenzorového vyhodnocování
se u vysokootáčkových strojů stává časově
kritickým. V základním zapojení jedno statorové vinutí připojeno střídavé harmonické napájecí napětí. Navíc
je při řízení těchto pohonů, obsahuje-li struk-
tura jakoukoliv zpětnou vazbu, nutné ome-
zit měření elektrických veličin; měření
a vyhodnocování on-line mechanických ve-
ličin způsobuje při těchto rychlostech vel-
ké problémy. Metody řízení synchronních strojů
pro rychlosti řádově desítek tisíc min–1
Pro soustavy synchronními stroji s per-
manentními magnety, které pracují s maxi-
málními otáčkami přibližně 60 000 až
70 000 min–1
, lze použít metody vycházející
ze standardních principů řízení synchronních
strojů. Struktura regulace experimentálního pohonu ČVUT v Praze
M* 2
3Ψmpp
iq*
–iqact
Reg iq
PI
±iqMAX
IMAX
2
id*2
id*
–idact
Reg id
PI
ud
2
+uq*2
uq
d, β
u, v, w
uβ
α, β
φact
PWM
3
6
uu
uv
uw
|U|*
|U|act
Reg |U|
PI
α, β
d, q
α, β
d, q
φact
iα iβ
snímač iu
snímač
PMsm
snímač ivu
φ
–iuact
–ivact střídač
snímač
UDC
U
. v [2]. v [2]. Metody pro elektronickou komutaci
bezkomutátorových stejnosměrných motorů
v některých případech využívají bezsenzoro-
vé vyhodnocování polohy rotoru základě
indikace průchodu indukovaného napětí nu-
lou. Amplitudy elektrického napětí
na rotorových vinutích jsou potom úměrné sinu, resp. pevné (statorové) části a pohyblivé (rotorové) části jsou navinuta dvě vinutí, jejichž magnetické toky vyvolané průchodem elektrického
proudu jsou navzájem kolmé. V jednodušších případech jde o me-
tody elektronické komutace používané u tzv.ELEKTRO 6/2011
ně malý počet závitů a malou indukčnost,
ve spojení s vysokootáčkovými motory je
často nutné používat předřadné vyhlazova-
cí tlumivky, aby průběh proudů nevykazo-
val příliš velké zvlnění,
– používají vysoké spínací frekvence šíř-
kově pulzní modulace měniče řádově de-
sítky kilohertzů,
– zásadním problémem vysokootáčko-
vých motorů provedení ložisek pro
motory maximálními otáčkami do
100 000 min–1
lze používat zapouzdřená
keramická kuličková ložiska s mazacím
tukem, pro motory s maximálními otáč-
kami přibližně 000 min–1
do stovek
tisíc min–1
existují speciální řešení s dal-
ším technologickým vybavením mazá-
ní tlakovou olejovou mlhou, vzduchová
nebo magnetická ložiska,
– pro vysokootáčkové pohony s maximál-
ními otáčkami přibližně 60 000 min–1
lze využívat zpětnovazební struktury re-
gulace založené principech standard-
ních metod např. V odstavci tohoto článku jsou
uvedeny informace o implementaci vekto-
rové regulace momentu vysokootáčko-
vém motoru.
3.
4.
V případě větších požadavků kvalitu
řízení v rozsahu otáček přibližně 000
až 70 000 min–1
lze používat metody založe-
né principu vektorové regulace momentu
se sinusovou šířkově pulzní modulací. Metody řízení synchronních strojů
pro rychlosti řádově stovek tisíc min–1
Při řízení synchronních motorů v oblasti
otáček řádově stovek tisíc min–1
již není mož-
né, vzhledem k velmi krátké periodě výpočtu
regulačního algoritmu a vysoké frekvenci šíř-
kově pulzní modulace, používat regulační al-
goritmy běžné u standardních pohonů. Oproti asyn-
chronnímu stroji struktura vektorové regu-
lace synchronního stroje jednodušší a méně
časově kritická zejména díky absenci výpočtu
on-line matematického modelu.
bezkomutátorových stejnosměrných pohonů,
které vycházejí z vyhodnocování šesti poloh
rotoru stroje jednu otáčku spojení s ob-
délníkovým formováním napětí a proudů ve
fázích.
Principy vektorové regulace synchron-
ních strojů byly dostatečně publikovány,
např. Základem magnetický obvod kruhového tvaru složený vzájemně izo-
lovaných plechů
