У Пермі покращили роботу синхронного двигуна під час високих навантажень.

Дослідження опубліковане у журналі «Електротехніка». Дослідження виконано в рамках програми стратегічного академічного лідерства «Пріоритет 2030».

Для управління синхронним двигуном з постійними магнітами необхідно отримувати інформацію про положення його обертового центру – ротора. Це вимагає використання спеціальних датчиків, які підвищують вартість і знижують надійність системи. Тому в даний час замість них використовують бездатчикові системи з спостерігачем ковзного режиму (спеціальний математичний алгоритм системи автоматичного управління, який дозволяє розрахувати дані про положення ротора двигуна за допомогою вимірювання струмів і напруг на обмотках).

Відомо, що ефективність спостерігача ковзного режиму знижується при зміні зовнішніх умов, особливо навантаження. У цьому випадку він перестає виконувати свою функцію – уловлювати швидкість обертання ротора, що може призвести до нестабільної роботи двигуна.

Науковці Пермського Політеху розробили адаптивну оригінальну схему роботи спостерігача. Вона підтримує стабільність системи управління навіть при зміні умов експлуатації.

«Новий алгоритм базується на оцінці навантаження за допомогою аналізу поточних значень струму на обмотках двигуна. У математичну схему роботи двигуна ввели додаткову змінну – коефіцієнт адаптації. Таким чином, спостерігач враховує характер навантаження при обчисленні обертів двигуна», – пояснює Сергій Сторожев, доцент кафедри «Автоматика і телемеханіка» ПНІПУ, кандидат технічних наук.

“Тестування адаптивного спостерігача проводили за допомогою комп'ютерного моделювання з трьома варіантами змінного навантаження на двигун. При нормальному навантаженні системи управління спостерігачі працюють однаково. Однак при збільшенні навантаження в 2,5-3 рази не адаптивний спостерігач вже перестає зчитувати швидкість обертання ротора, на відміну від адаптивного, який продовжує працювати стабільно”, – коментує Олександр Южаков, завідувач кафедри «Автоматика і телемеханіка» ПНІПУ, професор, доктор технічних наук.

Розробка науковців Пермського Політеху забезпечує високу точність оцінки стану двигуна при різних режимах роботи. Це гарантує безперебійне функціонування тих пристроїв, де використовуються синхронні двигуни – генератори електростанцій, насоси, компресори, судноплавні гвинти.