Современный наземный, воздушный и космический транспорт, а также промышленное производство невозможно себе представить без электропривода. Сотрудники кафедры «Летательные аппараты» Политехнического института ЮУрГУ под руководством доктора технических наук, профессора Сергея Воронина разрабатывают новые алгоритмы векторного управления для электроприводов, создавая крохотные приборы для аппарата искусственного кровообращения и мощные электрические машины для медицины, транспортных устройств и промышленности.
Двигатели с возбуждением постоянных магнитов
Сегодня с помощью электроприводов приводятся в движение почти все механизмы на заводах и фабриках, транспортные средства, бытовая техника.
Широкому распространению электропривода способствовало несколько фактов.
Как к любому техническому объекту, к электроприводу предъявляются разнообразные технические требования. Основными являются следующие: обеспечение максимума КПД, минимальные габариты, как можно больший диапазон скоростей и большие пусковые моменты.
Но для двигателей с возбуждением постоянных магнитов здесь возникает противоречие. Если мы можем создать большой пусковой момент, то нам трудно обеспечить большую скорость. За счет алгоритмов векторного управления можно обеспечить скорость вентильного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов выше скорости идеального холостого хода, что еще 10–15 лет назад казалось невозможным. — продолжает Сергей Воронин.
Новый метод векторного управления
Векторное управление — это регулирование по углу и амплитуде двух векторов — поля статора и ротора. В связи с появлением микропроцессорных устройств управления появились неограниченные возможности по реализации этих алгоритмов. Главная идея векторного управления заключается в том, чтобы контролировать не только величину и частоту напряжения питания, но и фазу. Другими словами, контролируется величина и угол пространственного вектора.
Научной командой нашей кафедры «Летательные аппараты» предложен новый боле простой метод фазового управления. В отличии от сложного традиционного метода, мы предлагаем регулировать угол непосредственно между напряжением в синхронном вертикальном двигателе (ВДС), которые связаны с током статора и с полем ротора. Замерив этот угол, мы можем вывести все необходимые зависимости. В результате получаем приближенные простые соотношения, которые легко реализуются с помощью микропроцессора. Это позволяет составить точную модель, которую можно проверить на опытных образцах электроприводов. — делится Сергей Воронин.
Идеи для промышленности и высокотехнологичной медицины
Разработки ученых
Данные, полученные южноуральскими исследователями были представлены на конференции International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2017 — Proceedings, по результатам которой была опубликована статья в сборнике конференции, который входит в базу цитирования Scopus.
Воронин Сергей Геннадьевич, voroninsg@susu.ru 8-
Автор: Ольга Романовская