Введение
1. Анализ процесса электромеханического преобразования и способов управления вентильным двигателем постоянного тока. выбор метода исследования 25
1.1. Ретроспективный анализ и современное состояние разработок вентильных двигателей 25
1.2. Общие принципы управления и основные закономерности процессов электромеханического преобразования в ВД 33
1.3. Особенности электромагнитных процессов в коммутаторе и их влияние на характер энергопреобразования и управления ВД 45
1.4. Анализ современной теории вентильных двигателей. Задачи исследования . .59
1.5. Методы проектирования вентильных двигателей 71
2. Исследование квазиустановившихся режимов вентильных двигателей 75
2.1. Применение вариационных принципов к исследованию динамики машинно- вентильных систем с позиционно зависимой коммутацией 76
2.2. Физический аналог и математическая модель вентильного двигателя с учетом процессов коммутации 82
2.3. Физический аналог и математическая модель вентильного двигателя постоянного тока при мгновенной коммутации 87
2.4. Параметры эквивалентного якорного контура ВД 91
2.5. Уравнения вентильного двигателя с учетом дискретности изменения структуры УВК 97
2.6. Математическая модель ВД с электромагнитным возбуждением в дискретно-ориентированных осях координат 101
2.6.1. Эквивалентная схема вентильного двигателя с электромагнитным возбуждением 102
2.6.2. Уравнения электрического равновесия ВД с электромагнитным возбуждением в дискретно-ориентированных осях 107
2.7. Математические модели электромагнитных процессов в вентильном двигателе с постоянными магнитами... 114
2.7.1. Анализ электромагнитных процессов при синусоидальном распределении поля в зазоре 114
2.7.2. Анализ электромагнитных процессов при трапецеидальном распределении поля в зазоре 122
2.8. Электромагнитные процессы в вентильных двигателях с искусственной коммутацией 130
2.8.1. Электромагнитные процессы в ВД на неполностью управляемых вентилях 130
2.8.2. Электромагнитные процессы в ВД на полностью управляемых вентилях 145
2.9. Выводы 151
3. Искусственная коммутация в увк вентильного двигателя 153
3.1. Коммутационные структуры вентильных двигателей с искусственной коммутацией 153
3.2. Повышение коммутационной устойчивости УВК с групповой пофазной искусственной коммутацией 161
3.2.1. Математические модели процессов емкостной искусственной коммутации УВК с пофазной групповой коммутацией 162
3.2.2. Анализ переходных электромагнитных процессов при переключении тиристоров УВК с групповой пофазной коммутацией 172
3.3. Выводы 184
4. Функциональное моделирование и проектирование вд с искусственной коммутацией 185
4.1. Уравнения ти-фазного ЭМП ВД в собственных осях обмоток 185
4.2. Имитационные математические модели электромагнитных процессов вентильных двигателей 188
4.3. Применение операторно-рекуррентного метода для моделирования ВД...193
4.4. Анализ электромагнитных процессов ВДПМ в dq-осях 203
4.5. Исследование электромагнитных и электромеханических процессов в магнитоэлектрическом вентильном двигателе с учетом влияния продольной реакции якоря и пульсаций частоты вращения 214
4.6. Особенности проектирования ВД с электромагнитным возбуждением 221
4.6.1. Основные положения 221
4.6.2. Выбор основных электромагнитных нагрузок и расчет обмоточных данных якоря 223
4.6.3. Некоторые особенности учета реакции якоря при проектировании ВД и
расчете обмоточных данных индуктора 225
4.6.4 Учет действия переменных составляющих реакции якоря 226
4.6.5. Расчет рабочих характеристик ВД с учетом насыщения магнитной системы по продольной и поперечной оси 229
4.6. Разработка алгоритма проектирования САПР ВДПМ 235
4.7. Анализ разработанных вариантов вентильных двигателей 243
4.8. Выводы 248
5. Динамические режимы работы вентильных двигателей с искусственной коммутацией 250
5.1. Исследование динамики ВД при значительных возмущениях 250
5.2. Исходная математическая модель ВД для структурного анализа 256
5.3. Учет процессов машинной коммутации при структурном анализе и их влияние на динамическую устойчивость ВД 262
5.4. Структурный анализ различных модификаций вентильных двигателей постоянного тока с искусственной коммутацией и электромагнитным возбуждением 268
5.5. Структурный анализ вентильных двигателей с постоянными магнитами .276
5.5.1. Передаточные функции вентильных двигателей с неявно выраженной полюсной зоной (НЯПЗ Lj ~ Lq) 276
5.5.2. Передаточные функции вентильных двигателей с явно выраженной полюсной зоной (ЯПЗ L^LJ) 280
5.6. Переходные характеристики вентильных двигателей 285
5.6.1. Переходные характеристики ВД с электромагнитным возбуждением 286
5.6.2, Переходные характеристики ВД с постоянными магнитами 293
5.7. Выводы 297
6. Математические модели вд с учетом дискретности изменения структуры УВК 299
6.1. Анализ электромагнитных и электромеханических процессов в вентильном двигателе с учетом дискретности изменения структуры УВК 300
6.1.1. Электромагнитные процессы и пульсации тока якоря 300
6.1.2. Электромеханические процессы, пульсации частоты вращения 308
6.2. Передаточные функции ВДПМ как элемента импульсной системы 324
6.3. Переходные характеристики вентильного двигателя с постоянными магнитами как импульсной системы 324
6.4. Особенности динамики малых отклонений ВД с электромагнитным возбуждением при учете дискретности изменения структуры управляемого вентильного коммутатора 330
6.6. Выводы 335
7. Регулирование частоты вращения вентильных двигателей 337
7.1. Особенности широтно-импульсного регулирования напряжения на обмотке якоря 337
7.2. Широтный способ регулирования частоты вращения вентильного двигателя 348
7.3. Особенности методики синтеза квазинепрерывной САУ частоты вращения электропривода с вентильным двигателем 355
7.4. Синтез квазинепрерывной САУ частоты вращения ВД, регулируемого по контуру якоря 361
7.4.1. Система регулирования с управлением в цепи тока на входе УВК вентильного двигателя 362
7.4.2. Система регулирования частоты вращения 365
7.5. Синтез САУ частоты вращения вентильного двигателя регулируемого по контуру возбуждения 366
7.5.1. Система регулирования с управлением в цепи тока возбуждения вентильного двигателя 368
7.5.2. Система регулирования частоты вращения при управлении потоком...370
7.6. Выводы 373
8. Схемы и конструкции вентильных двигателей с искусственной коммутацией 374
8.1. ВД с коммутаторами на неполностью управляемых вентилях 374
8.2. Вентильный двигатель для электропривода главного движения металлорежущих станков 382
8.3. Исследование рабочих характеристик ВД 383
8.4. Исследование механических и энергетических характеристик 389
8.5. Вентильные двигатели на полностью управляемых вентилях 392
8.5.1. Вентильные двигатели с постоянными магнитами для систем промышленной автоматики 392
8.5.2. ВДПМ с микропроцессорным управлением для систем электропривода специального назначения 403
8.6. Интегральные характеристики квазиустановившегося режима ВД 414
8.7. Выводы 420
Заключение 421
Библиографический список 444
Приложения 445
