Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 4.

Давыдов А. Е. и др. Расширение диапазона двухзонного управления синхронным двигателем. УДК 62-589.1 Расширение диапазона двухзонного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами А. Е. Давыдов*, Б. М. Боченков, Ю. В. Панкрац *Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск, Россия; e-mail: nobody.one911@icloud.com, ORCID : https://orcid.org/00 00-0003-1912-9747 Информация о статье Поступила в редакцию 20.08.2024; получена после доработки 29.09.2024; принята к публикации 13.11.2024 Ключевые слова: металлорежущие станки, синхронный двигатель с постоянными магнитами, математическое моделирование, преобразователь частоты, двухзонное управление, индуктивность Для цитирования Реферат Достижение двукратного увеличения скорости вращения синхронного двигателя с постоянными магнитами при сохранении его мощностных характеристик на исходном уровне позволяет повысить производительность и качество обработки материалов на металлорежущих станках. Теоретическое исследование проведено с использованием математической модели синхронного двигателя с постоянными магнитами. Новый алгоритм управления предусматривает две рабочие зоны: зону номинальной скорости, где поддерживаются требуемые мощностные параметры (первую зону), и зону повышенной скорости с увеличением частоты вращения в два раза относительно номинальной (вторую зону). Для оценки эффективности разработанного алгоритма выполнены численное моделирование и сравнительный анализ с традиционными методами управления синхронного двигателя с постоянными магнитами. Полученные результаты продемонстрировали преимущества предложенного подхода, позволяющего обеспечить двукратный рост скорости привода главного движения металлорежущего станка без ухудшения его энергетических характеристик. Данные теоретического исследования подтверждены имитационным моделированием замкнутой системы в программном комплексе SimlnTech. Разработанный алгоритм управления может применяться для оптимизации работы электроприводов главного движения на базе синхронного двигателя с постоянными магнитами в составе металлообрабатывающего оборудования. Давыдов А. Е. и др. Расширение диапазона двухзонного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами. Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 4. С. 486-500. DOI: https://doi.org/ 10.21443/1560-9278-2024-27-4-486-500. Article info Received 20.08.2024; received in revised 29.09.2024; accepted 13.11.2024 Key words: CNC machines, permanent magnet synchronous motor, mathematical modeling, frequency converter, dual-zone control, inductance For citation Extending the range of dual-zone permanent magnet synchronous motor control Artem E. Davydov*, Boris M. Bochenkov, Yuriy V. Pankrats *Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russia; e-mail: nobody.one911@icloud.com, ORCID : https://orcid.org/00 00-0003-1912-9747 Abstract Achieving a twofold increase in the rotation speed of a permanent magnet synchronous motor while maintaining its power characteristics at the original level permits to increase the productivity and quality of material processing on metal-cutting machines. The theoretical study has been conducted using the mathematical model of a permanent magnet synchronous motor. The new control algorithm provides for two working zones: a nominal speed zone where the required power parameters are maintained (the first zone), and a high speed zone with a twofold increase in the rotation speed relative to the nominal (the second zone). To assess the efficiency of the developed algorithm, numerical modeling and comparative analysis with traditional control methods for a permanent magnet synchronous motor have been performed. The obtained results have demonstrated the advantages of the proposed approach permitting a twofold increase in the speed of the main drive of a metal-cutting machine without deteriorating its energy characteristics. The data of the theoretical study have been confirmed by simulation modeling of a closed system in the SimInTech software package. The developed control algorithm can be used to optimize the operation of main drives based on a permanent magnet synchronous motor as part o f metalworking equipment. Davydov, A. E. et al. 2024. Extending the range of dual-zone permanent magnet synchronous motor control. Vestnik o f MSTU, 27(4), pp. х-х. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278- 2024-27-4-ххх-ххх. 486