Электропривод с вентильной машиной (стр. 3 из 4)
, 
, 
, 
, 
, 
, 
Значения базовых величин, относительных переменных и параметров приведены в таблице 3 приложения.
Модель вентильной машины (двигатель ДБМ150-4-1,5-2) во вращающейся системе координат, построенная по уравнениям (12) и собранная в пакете MATLAB 6.5 имеет вид (см. рис. 7).
Рис. 7. Модель вентильной машины во вращающейся системе координат.
Результаты моделирования для двигателей ДБМ150-4-1,5-2 и ДБМ185-6-0,2-2 представлены на рис. 8 и рис. 9. На вход модели подано единичное ступенчатое воздействие.
Рис. 8. Переходные процессы по моменту, скорости и продольной составляющей тока в двигателе ДБМ150-4-1,5-2.
Рис. 9. Переходные процессы по моменту, скорости и продольной составляющей тока в двигателе ДБМ185-6-0,2-2.
Переходные процессы в машине по скорости и моменту во многом совпадают с результатами моделирования в неподвижной системе координат. На рис. 7 и рис. 8 показан процесс по току
. Наличием этого тока объясняется специфика процессов в ВМ в переходных и установившихся режимах работы.Ток
является током по продольной оси, он не создаёт момента, но в достаточной степени влияет на поток и соответственно на скорость и на общий ток потребления машины. Причиной появления этого тока является относительная электромагнитная постоянная времени 
в цепи статора машины и взаимные перекрёстные связи между каналами.Модель вентильной машины во вращающейся системе координат с учётом запаздывания в канале вращающийся трансформатор – демодулятор – фильтр
При рассмотрении характеристик вентильной машины необходимо учитывать не только параметры самого двигателя, но и параметры канала с датчиком положения ротора.
Если рассматривать двигатели типа ДБМ, то в них используются датчики положения ротора типа вращающийся трансформатор. Эти датчики по существу являются многополюсными ВТ число полюсов которых согласовано с числом полюсов ДБМ. В системах электропривода датчики ВТ используются обычно в режимах с амплитудной либо фазовой модуляцией.
В данном случае также применяются генератор несущей частоты, демодуляторы, фильтры и умножители. Напряжение с генератора несущей частоты подаётся на обмотку возбуждения ВТ. Напряжения на вторичных обмотках ВТ являются синусоидальной и косинусоидальной функцией угла поворота двигателя. Демодуляторы совместно с фильтрами отфильтровывают несущую частоту, а умножители выполняют роль преобразователей координат, преобразуя вращающуюся систему координат в неподвижную в соответствии с выражениями (9).
Полученные выше уравнения (12) не учитывают влияния запаздывания в канале ВТ-ДМ-Ф. Для учёта этого влияния определим напряжения
, 
в системе координат 
, 
, тогда в относительных величинах получим: 
, 
(13)где
, 
- постоянная апериодического фильтра на выходе двухполупериодного демодулятора.Модель вентильной машины представлена на рис. 10. Модель содержит собственно синхронный двигатель и блок Uchetzapazd, учитывающий запаздывание в канале ВТ-ДМ-Ф. Содержание этого блока представлено на рис. 11. Моделирование осуществлено для двигателей ДБМ150-4-1,5-2 и ДБМ185-6-0,2-2 и датчика положения ротора типа ВТ60.
Рис. 10. Модель вентильной машины во вращающейся системе координат с учётом запаздывания в канале ВТ-ДМ-Ф на примере двигателя ДБМ150-4-1,5-2.
Рис. 11. Блок Subsystem.
Результаты моделирования двигателей ДБМ150-4-1,5-2 и ДБМ185-6-0,2-2 для задающих сигналов
, 
представлены на рис. 12, 13,14,15,16,17.Следует отметить две принципиальные особенности вентильной машины, о которых уже говорилось выше:
1) Скорость вращения при
меньше заданной скорости холостого хода.2) Значительный ток по продольной оси «d» несмотря на то, что напряжение
. Эти особенности при наличии дополнительного запаздывания в канале ВТ-ДМ-Ф здесь выражены в большей степени по сравнению с обычной электрической машиной.Они объясняются наличием перекрёстных связей в самой машине, наличием постоянной времени в цепи якоря и наличием запаздывания в канале ВТ-ДМ-Ф. динамика и статика ВМ в сильной степени зависят от значения постоянной времени
. На рис. 12 и рис. 13 показаны переходные процессы при 
. 
Рис. 12. Переходные процессы в двигателе ДБМ150-4-1,5-2 при
.
Рис. 13. Переходные процессы в двигателе ДБМ185-6-0,2-2 при
.Эти процессы точно повторяют аналогичные, представленные на рис. 8 и рис. 9. Результаты моделирования при
представлены на рис. 14 и рис. 15, а для 
- на рис. 16 и рис. 17. 
Рис. 14. Переходные процессы в двигателе ДБМ150-4-1,5-2 при
.
Рис. 15. Переходные процессы в двигателе ДБМ185-6-0,2-2 при
. 
Рис. 16. Переходные процессы в двигателе ДБМ150-4-1,5-2 при
.
Рис. 17. Переходные процессы в двигателе ДБМ185-6-0,2-2 при
.Из рис. 11-16 видно, что запаздывание в канале ВТ-ДМ-Ф влияет на статические и динамические процессы в ВМ.
Если сравнивать вентильную машину с машиной постоянного тока, то её особенности проявляются главным образом в установившемся режиме в виде ухудшения механических, регулировочных и энергетических характеристик. Что касается динамических характеристик, то результаты моделирования показывают, что вентильная машина практически аналогична машине постоянного тока.
Механические и электромагнитные характеристики вентильной машины
В установившемся режиме при такой установке ДПР, чтобы обеспечить
из уравнений (12) и (13) определяют установившиеся токи и момент:Токи в осях
, 
(14) 
(15)Ток, потребляемый машиной
(16)Если не учитывать постоянную фильтра
, то из уравнений (13) – (15) получаются уравнения классической вентильной машины. 
, 
(17)При
характеристики вентильной машины становятся аналогичными машине постоянного тока.