Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 4.

Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 4. С. 486-500. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2024-27-4-486-500 Векторная диаграмма, отражающая режим работы с угловой скоростью ю > ю и вращающим моментом M < Mmax, представлена на рис. 6 . При данном режиме векторы ЭДС Lglqa и L/^ю увеличиваются за счет изменения составляющих Lq и Ld, что позволяет управлять коэффициентом сдвига фаз cos ф между векторами тока и напряжения, доводя его до единицы. Вследствие чего можно увеличить значение результирующей ЭДС Eg до 2 раз в соответствии с уравнением (4). Предложенный алгоритм способствует при ограниченной ЭДС вращения достижению более высоких скоростей вращения ротора за счет создания дополнительного магнитного поля, направленного против постоянных магнитов. В результате ослабления результирующего поля расширяется диапазон регулирования скорости до 33 % с сохранением постоянства мощности. При ограничении номинального тока изменение векторов L q/ qra и L /d a не может происходить за счет изменения тока, поэтому предлагается добавить дополнительные индуктивности в цепь питания СДПМ. При их включении снижается потребляемый ток, необходимый для поддержания скорости, которую двигатель уже развил. В результате чего появляются дополнительный диапазон для увеличения тока до номинального значения СДПМ и возможность увеличить скорость вращения более чем в 2 раза. Представленная математическая модель предназначена для оценки возможностей управления двигателем, задействованным в приводе главного движения металлорежущего станка, в режиме ослабления поля с расширением диапазона. Анализ работы в данном режиме критически важен, так как регулирование потокосцепления двигателя влияет на коэффициент мощности cos ф. При неизменной полной мощности двигателя этот режим позволяет увеличить скорость вращения ротора еще в несколько раз (по сравнению с классической второй зоной) за счет уменьшения критического момента. Таким образом, данная система управления способствует повышению производительности и точности обработки материалов с помощью металлорежущего станка (Фираго, 2011; Коваль и др., 2019; Yu et al., 2020; Carpaneto et al., 2010; Kolano, 2023; Zhang et al., 2022; Chau et al., 2008; Lee et al., 2018; Xu et al., 1992; Joshi et al., 2022). Результаты и обсуждение Данная математическая модель применена для расчета увеличения частоты вращения ротора до максимальных 33 % и до 2 раз с использованием дополнительных индуктивностей. На рис. 7-9 представлены графики моделирования: график скорости (рис. 7), график нагрузки двигателя до номинального значения (рис. 8 ), график тока в координатах АВС (рис. 9). Графики моделирования подтверждают верификацию измененной модели СДПМ с обновленной структурой управления, включающей модифицированные регуляторы. Данные изменения отличают систему управления от модели, представленной ранее (Давыдов и др., 2024), улучшая ее характеристики устойчивости и точности на высоких скоростях. Скорость 1 1 1 а ю 1=1 _о" Е LJ О (— О О 0.1 0.2 03 0.4 0.5 0,6 0.7 0.8 0.9 Время f, с Сксрсопь, сЕ/мин Рис. 7. График скорости СДПМ в номинальном режиме Fig. 7. PMSM speed graph in the nominal mode 491