Аннотация
Стартер-генераторная установка для автономных систем позволяет объединить стартер и генератор в одну электрическую машину. В статье представлен автомобильный вариант стартер-генераторной установки. Рассмотрен алгоритм управления синхронной электрической машиной с возбуждением от постоянных магнитов в стартерном и генераторном режимах. В стартерном режиме синхронная электрическая машина работает в качестве двигателя и получает питание от суперконденсатора через инвертор напряжения. После запуска двигателя внутреннего сгорания инвертор напряжения переводится в режим активного выпрямителя, а электрическая машина переводится в режим генератора. Напряжение, генерируемое электрической машиной, необходимо стабилизировать на заданном уровне во всём диапазоне изменения нагрузки и частоты вращения вала. Выходное напряжение синхронной машины с возбуждением от постоянных магнитов прямо пропорционально скорости вращения ротора, на низких оборотах напряжение необходимо повысить, создавая подмагничивающую реакцию якоря, на высоких – понизить, создавая размагничивающую реакцию якоря. Стабилизация выходного напряжения установки осуществляется с помощью инвертора, который обеспечивает формирование отбираемого от синхронной электрической машины отстающего или опережающего по фазе тока. Реализация предложенной системы управления проверена на математической модели. Представлены результаты моделирования в стартерном и генераторном режимах.
Ключевые слова: стартер-генераторная установка, автономная система, синхронная машина с постоянными магнитами, подмагничивающая и размагничивающая реакция якоря, суперконденсатор, инвертор напряжения, активный выпрямитель, векторное управление
Список литературы
[1] Emadi A., Williamson S.S., Khaligh A. Power electronics intensive solutions for advanced electric, hybrid electric, and fuel cell vehicular power systems // IEEE Trans. on Power Electronics. – 2006. – Vol. 21, № 3. – P. 567–577.
[2] Lai J.-S., Levy S., Rose M.F. High energy density double-layer capacitors for energy storage applications // IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. – 1992. – Vol. 7, № 4. – P. 14–19.
[3] Holt D. 42V Update // Service Tech. Magazine. – 2001, sept. – P. 14–16.
[4] Чудновец С.П., Харитонов С.А. Накопители электрической энергии для систем генерирования электрической энергии: (аналит. обзор) // Науч. вестн. НГТУ. – 2013. – № 1. – С. 163–172.
[5] Baisden A.C., Emadi A. Advisor-based model of a battery and an ultra-capacitor energy source for hybrid electric vehicles // IEEE Trans. on Vehicular Technology. – 2004. – Vol. 53, № 1. – P. 199–205.
[6] Shield D. The impacts of advanced control systems on automotive storage technology // Product and technology development manager diacs. – 2001, May.
[7] Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. – Екатеринбург: УРО РАН, 2000. – 654 с.
[8] Крон Г. Исследование сложных систем по частям – диакоптика: пер. с англ. – М.: Наука, 1972. – 544 с.
[9] Хэпп Х. Диакоптика и электрические цепи: пер. с англ. – М.: Мир, 1974. – 344 с.
[10] Преображенский Е.Б., Решетников А.Н. Исследование на математической модели работы стартер-генераторной установки в генераторном режиме // Материалы 8 международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения». АПЭП–2006, Новосибирск, 26–28 сент. 2006 г. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. – Т. 1. – С. 117–119.
