Коммутация обмоток бесконтактного двигателя постоянного тока при бездатчиковом управлении по ЭДС-вращения

Предложен метод бездатчикового управления коммутацией обмоток бесконтактного двигателя постоянного тока по углам поворота ротора, определенным по анализу ЭДС-вращения. Рассмотрен бесконтактный двигатель с постоянными магнитами на роторе и двумя секциями на статоре. Углы поворота ротора, при которых происходит коммутация обмоток, выбраны из условия равенства моментов, создаваемых секциями в углах включения и выключения обмоток. При вращении ротора равенство моментов определено по условию равенства ЭДС-вращения, индуцируемых в обмотках статора. Предложена функция, независящая от скорости вращения ротора и формирующая импульсы при равенстве ЭДС-вращения секций. Эта функция использована для определения моментов коммутации секций. Проведено моделирование конкретного бесконтактного двигателя постоянного тока дискового типа, что подтвердило эффективность предлагаемого метода при бездатчиковом управлении. Пульсации скорости вращения при предлагаемом методе управления бесконтактного двигателя постоянного тока составили примерно 0,01 %

Литература

[1] Аракелян А.К., Афанасьев А.А. Вентильные электрические машины и регулируемый электропривод. Кн. 1: Вентильные электрические машины. М.: Энергоатомиздат, 1997. 509 с.

[2] Цаценкин В.К. Безредукторный автоматизированный электропривод с вентильными двигателями. М.: Изд-во МЭИ, 1991. 240 с.

[3] Овчинников И.Е. Теория вентильных электрических двигателей. Л.: Наука, 1985. 336 с.

[4] Гридин В.М. Бесконтактный двигатель постоянного тока с коммутацией обмотки двумя транзисторами // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 4. С. 54–63. DOI: 10.18698/0236-3933-2017-4-54-63

[5] Алямкин Д.И. Алгоритмы бездатчикового управления двухфазным вентильно-индукторным двигателем // Электричество. 2011. № 8. C. 49–55.

[6] Guo R.Ch., Cheng Zh.M., Li J.D. Research on position sensorless control system of high-speed brushless DC motor // 9th Int. Conf. on Intelligent Human-Machine Systems and Cybernetics. 2017. P. 62–65. DOI: 10.1109/IHMSC.2017.21

[7] Li H., Zheng Sh., Ren H. Self-correction of commutation point for high-speed sensorless BLDC motor with low inductace and nonideal back EMF // IEEE Transactions on Power Electronics. 2017. Vol. 32. No. 1. P. 642–651. DOI: 10.1109/TPEL.2016.2524632

[8] Jung D.H., Ha I.J. Low-cost sensorless control of brushless DC motors using a frequency-independent phase shifter // IEEE Transaction on Power Electronics, 2000. Vol. 15. No. 4. P. 296–302. DOI: 10.1109/63.849045

[9] Chlandy R., Kosh С. Flatness-based tracking of an electromechanical variable valve timing actuator with disturbance observer feedforward compensation // IEEE Transaction on Control System Technology. 2008. Vol. 16. No. 4. P. 652–663. DOI: 10.1109/TCST.2007.912121

[10] Adaptive commutation error compensation strategy based on a flux linkage function for sensorless brushless DC motor drives in a wide speed range / Sh. Chen, X. Zxou, G. Bai, K. Wang, L. Zhu // IEEE Transaction on Power Electronics. 2018. Vol. 33. No. 5. P. 3752–3764. DOI: 10.1109/TPEL.2017.2765355

[11] Fang J., Li Н., Han B. Torque ripple reduction in BLDC torque motor with nonideal back EMF // IEEE Transactions on Power Electronics. 2012. Vol. 27. No. 11. P. 4630–4637. DOI: 10.1109/TPEL.2011.2176143