MATERIAŁY ARCHIWALNE

Synchroniczna maszyna reluktancyjna (SynRM) to typ bezszczotkowej maszyny synchronicznej, w której cały wytwarzany elektromagnetyczny moment siły jest momentem reluktancyjnym. Do zalet takiej maszyny można zaliczyć wysoką sprawność oraz dobry stosunek wytwarzanej mocy mechanicznej oraz wartości momentu elektromagnetycznego do jej masy. Jedną z wad maszyny jest nasycanie się jej magnetowodu nawet w warunkach pracy nominalnej, co utrudnia jej sterowanie.

Celem pracy było wykazanie, że system sterowania maszyny SynRM może być oparty na jej modelu matematycznym wyrażonym z użyciem formalizmu Hamiltona, w którym aproksymacja wektorowej funkcji nieliniowej wiążącej wartości prądów płynących w uzwojeniach silnika z wartościami sprzężonych z nimi strumieni magnetycznych, nazywanej charakterystyką strumieniowo-prądową (Rysunek), jest przeprowadzana z użyciem danych pomiarowych. W pracy wykorzystywano metodę zaniku prądu stałego do pomiaru wartości strumieni sprzężonych, a następnie przedstawiono oryginalne algorytmy przetwarzania zarejestrowanych wartości. Algorytmy są przygotowane tak, by umożliwiały odnalezienie tych obszarów przestrzeni prądów i strumieni sprzężonych, w których aproksymowana charakterystyka jest silnie zakrzywiona. W pracy przebadano również niepewności pomiarowe związane ze stosowaną procedurą oraz ich wpływ na dokładność uzyskiwanej aproksymacji. Następnie zaproponowano oryginalny algorytm sterowania maszyny SynRM oparty na jej modelu hamiltonowskim i otrzymanej aproksymacji charakterystyki strumieniowo-prądowej. Algorytm jest algorytmem bezpośredniej kontroli momentu elektromagnetycznego (DTC) i umożliwia szybkie zniwelowanie uchybu regulacji prędkości obrotowej maszyny. Algorytm przebadano symulacyjnie z użyciem komputerowych modeli matematycznych przykładowych maszyn SynRM. W ostatnim etapie badań opracowana procedura pomiarowa oraz algorytm sterowania zaimplementowano w prototypowym układzie napędowym silnika SynRM z wykorzystaniem karty procesorów sygnałowych, a pracę układu przebadano w warunkach zmiennego momentu obciążenia i nastaw prędkości obrotowej.

Wykonane badania wykazały zasadność postawionej tezy. Mimo tego, że w algorytmie sterowania wykorzystywano aproksymację, której błąd względny można oceniać na ok. 9%, a dane, na której była ona oparta obarczone były względną niepewnością pomiarową równa ok. 8%, jakość regulacji prędkości obrotowej w stanach dynamicznych można oceniać jako zadowalającą. Pokazano też, że zmniejszanie błędu aproksymacji poniżej wspomnianej wartości nie skutkuje znaczącą zmianą w pracy układu napędowego. W stanie ustalonym osiągany punkt pracy maszyny był nieoptymalny pod względem sprawności, co można traktować jako wadę przedstawionego algorytmu sterowania. Poprawa pracy algorytmu w stanie ustalonym może być przedmiotem dalszych badań.