Анализ способов обеспечения режима постоянства мощности для вентильно-индукторного двигателя рудничного электровоза

Abstract

В статье рассмотрен вопрос о выборе управляющих параметров для обеспечения режима постоянства мощности в вентильно-индукторном двигателе рудничного электровоза мощностью 13 кВт и частотой вращения 562 мин-1. Проведен анализ статей, изданных в течении 2000-2018 годов в Украине и за рубежом по вентильно-индукторным двигателям для различных приводов на транспорте, где этот режим является обязательным. Анализ показал, что имеется большое разнообразие в выборе управляющих параметров у разных авторов, а также у большинства авторов отсутствует анализ переходных процессов при использовании выбранных управляющих параметров. Автор статьи в предыдущих работах использовал два способа регулирования: фазовое регулирование во всем диапазоне изменения частоты вращения при постоянстве мощности и только фазовое регулирование в начале диапазона и фазовое плюс переключение соединения катушек фазы с последовательного на параллельное при определенной скорости. Использование первого способа приводит к значительному увеличению пульсаций момента с ростом скорости, использование второго способа приводит к резкому увеличению тока инвертора. Предложено осуществлять увеличение питающего напряжения путем переключения соединения аккумуляторных батарей. Рассмотрены переходные процессы в режиме постоянства мощности при изменении момента нагрузки от номинального до момента при максимальной скорости, равной трем номинальным. Для анализа использовалась разработанная автором модель двигателя для переходных режимов в программе Simulink пакета программ Matlab. Управляющие параметры определялись с помощью механических характеристик, рассчитанных на модели двигателя для установившихся режимов. Предложенный способ позволил уменьшить пульсации момента и максимальный ток инвертора. Результаты анализа могут быть использованы при разработке программы для микропроцессора контроллера.The article discusses the choice of control parameters to ensure a constant power inthe Switched Reluctance Motor of a mine electric locomotive with a capacity of 13 kW and a rotation speed of 562 min-1. The analysis of articles published during 2000-2018 in Ukraine and abroad on Switched Reluctance Motor for various drives in transport, where this mode is mandatory. The analysis showed that there is a great diversity in the choice of control parameters among different authors, and also the majority of authors do not have an analysis of transients when using the selected control parameters. The author of the article in previous works used two control methods: phase regulation over the entire range of rotation speed changes with constant power and only phase regulation at the beginning of the range and phase plus switching the connection of phase coils from serial to parallel at a certain speed. Using the first method leads to a significant increase in the ripple of the moment with increasingspeed, the use of the second method leads to a sharp increase in the inverter current. It is proposed to increase the supply voltage by switching theconnection of the batteries. Transients in the mode of constant power are consideredwhen the load moment changes from the nominal to the moment at the maximum speed equal to three nominal. For analysis, we used the author's engine model for transients in the Simulink program of the Matlab software package. The control parameters were determined using mechanical calculated on the engine model for steady-state conditions. The proposed method allowed to reduce the ripple of the moment and the maximum current of the inverter. The results of the analysis can be used when developing a program for the microprocessor of the controller.