ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

В статье рассматриваются особенности синтеза гибридного способа управления трехфазным преобразователем в электрических приводах переменного тока с классическим вариантом прямого управления момента двигателя. Прямое управление предполагает использование релейных контуров потокосцепления и момента двигателя. Показано, что выходное напряжение полупроводникового преобразователя на базе трехфазного инвертора сформировано только шестью базовыми векторами (исключая нулевой вектор). Сказано также, что при классическом варианте прямого управления двигателя пульсации момента на валу двигателя значительно выше, чем в системах с широтно-импульсной модуляцией. Произведен анализ решения гибридного способа коммутации его ключей, позволяющего уменьшить амплитуду пульсаций момента двигателя. На основе анализа предложенного решения представлен закон гибридного управления преобразователя посредством формирования дополнительных векторов его выходного напряжения без каких-либо тригонометрических функций в опорном сигнале.

К достоинствам метода следует отнести простоту управления приводом, реализация которого осуществляется исключительно программным продуктом. Отсутствие итерационных методов математики снижают ресурсы микропроцессорных блоков управления, что делает данный метод еще более привлекательным в стоимости привода. Приведены осциллограммы координат электропривода с прямым управлением момента для базовых векторов выходного напряжения преобразователя. Привод с прямым управлением момента сформирован при гибридном способе  коммутации силового преобразователя.

1. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. – Екатеринбург: УРО РАН, 2000. – 654 с.
2. Schroeder D. Elektrische antriebe, regelung von antriebssystemen. – Berlin: Springer-Verlag, 2009. – 1336 p. – DOI: 10.1007/978-3-540-89613.
3. Crastan V. Elektrische Energieversorgung 1. – Berlin: Springer-Verlag, 2015. – DOI: 10.1007/978-3-662-45985-0.
4. Карасев А.В., Смирнов В.М. Математическая модель прямого управления моментом асинхронного привода // Электроника и информационные технологии. – 2009. – Спец. вып. (6). – URL: http://fetmag.mrsu.ru/2009-2/pdf/direct_torque_control.pdf (дата обращения: 26.05.2021).
5. Симаков Г.М. Системы автоматического управления электроприводов металлорежущих станков. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. – 299 с.
6. Merzoug M.S., Naceri F. Comparison of field-oriented control and direct torque control for permanent magnet synchronous motor (PMSM) // International Journal of Electrical and Computer Engineering. – 2008. – Vol. 2, N 9. – P. 1797–1802.
7. Усольцев А.А. Частотное управление асинхронными двигателями. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. – 94 с.
8. Flat-top space-vector modulation implemented on a fixed-point DSP / N.S. Preda, I.I. Incze, M. Imecs, C. Szabo // 2009 5th International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics. – Timisoara, Romania, 2009. – P. 153–158. – DOI: 10.1109/SACI. 2009.5136231.
9. Predictive current trajectory control for PMSM at voltage limit / G. Pei, L. Li, X. Gao, J. Liu, R. Kennel // IEEE Access. – 2020. – Vol. 8. – P. 1670–1679. – DOI: 10.1109/ACCESS. 2019.2962742.
10. Гуляев И.В., Тутаев Г.М. Системы векторного управления электроприводом на основе асинхронизированного вентильного двигателя. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2010. – 200 с.
11. Сравнительный анализ векторного управления и прямого управления моментом синхронного электродвигателя с постоянными магнитами / А.Э.В.А. Рефки, А.С. Кара­кулов, Ю.Н. Дементьев, С.Н. Кладиев // Известия Томского политехнического университета. – 2011. – Т. 319, № 4. – С. 93–99.
12. MATLAB, Simulink, Stateflow: Grundlagen, Toolboxen, Beispiele / A. Angermann, M. Beuschel, M. Rau, U. Wohlfarth. – 9. Aufl. – Berlin ; Boston : De Gruyter Oldenbourg, 2017. – 561 p.
13. Черных И.В. Simulink: среда создания инженерных приложений. – М.: Диалог-МИФИ, 2003. – 496 с.