37. Модель дпт нв в осях и её уравнения

Модель обобщенной электрической машины в осях 1α-1β, 2d-2q включает в себя все частные модели электрических машин. Модель ДПТ НВ получается из этой модели с помощью следующих изменений:

1. Обмотка статора по оси 1β включается на постоянное напряжение, а обмотка статора по оси 1α не используется;

2. Обмотки фаз 2d, 2q питаются переменными токами i_2d, i_2q от преобразователя частоты ПЧ, осуществляющего коммутацию тока в функции электрического угла φ_ЭЛ поворота ротора с угловой частотой ω_ЭЛ, где сигнал φ_ЭЛ поступает от датчика положения ротора ДПР (рис.3.6).

Если ПЧ – вентильный преобразователь частоты коммутируемый с помощью ДПР, то эта модель соответствует модели вентильного (электроннокоммутируемого) двигателя. Если же ПЧ – механический коммутатор, т.е. коллектор со щетками, то рис. 3.1 представляет собой модель коллекторного двигателя постоянного тока.

Для двухфазной модели обобщенной электрической машины в осях 1α-1β, 2d-2q была получена формула (2.25) мгновенного значения электромагнитного момента

В представленной на рис. 3.6 модели ДПТ НВ U₁α=0, i₁α=0, поэтому

(3.5)

Для непрерывного преобразования энергии электродвигателем необходимо, чтобы электромагнитный момент (3.5) не зависел от положения ротора, т.е. от φ_ЭЛ. Это возможно, если

(3.6)

тогда

(3.7)

Преобразуем токи ротора i_2d, i_2q к неподвижным осям α-β, используя общие формулы (2.50) прямого преобразования переменных ротора:

(3.8)

где Δφ_К=φ_К-φ_ЭЛ=(ω_К-ω_ЭЛ)t

Для неподвижных осей α-β имеем ω_К=0 и

Δφ_К=-ω_ЭЛt=-φ_ЭЛ (3.9)

тогда с учетом (3.6) и (3.9) имеем

(3.10)

т.е. i_2α=i_Я и i_2q=0.

Следовательно, две обмотки ротора, находящиеся на осях 2d-2q, при преобразовании к осям статора дают одну обмотку, оп которой протекает постоянный ток iя.

38. Математическая модель дпт нв и структурная схема дпт нв в осях

Уравнение обобщенной электрической машины в осях α-β применительно к условиям ДПТ НВ:

(3.12)

Имеют вид

(3.13)

Учитывая, что

(3.14) пол-ем (3.15)

Изменяя обозначения переменных обобщенной электрической машины в осях α-β на привычное обозначение переменных ДПТ НВ:

(3.16) то (3.17)

Обозначим:

(3.18)

(3.19)

где е – ЭДС вращения ДПТ НВ,

Ф – магнитный поток взаимоиндукции,

k – конструктивный коэффициент определяемый как

(3.20)

N – число активных проводников обмотки якоря,

а – число пар параллельных ветвей обмотки.

На основании (3.19) имеем

(3.21)

где

(3.22)

L_Ф – эквивалентная индуктивность, определяющая связь между магнитным потоком взаимоиндукции и током возбуждения электрической машины.Величину L_Ф можно определить из кривой намагничивания электрической машины (рис. 3.9).

Теперь систему уравнений (3.17) можно записать в виде:

(3.23)

Выразим

(3.24)

и подставим в первое уравнение (3.23):

(3.25)

Обозначим

(3.26) (3.27)

тогда (3.23) можно представить в таком виде

(3.28)

где Т_В – электромагнитная постоянная времени цепи возбуждения ДПТ НВ,

Т_Я – электромагнитная постоянная времени якорной цепи.

Систему уравнений (3.28) запишем в операторной форме

(3.29)