Со времени публикации прошло довольно много времени. С тех пор пообщался со многими людьми- и практиками, и теоретиками. Народ со мной согласен.
По результатам замечаний сделал текс более аккуратным. Всем спасибо. Есть еще одна неточность у меня, когда я пишу о нарушениях математики для трапецеидальной ЭДС при векторном регулировании. С математикой все нормально, если симметрия не нарушается, но пульсации момента таки будут (не будет их при синусе).
И еще о терминах ...
Хочу замахнуться на святое – на термин «Частотно регулируемый электропривод».
Данным названием объединяют электропривода переменного тока осуществляющие регулирование момента, скорости, или положения.
Возникновение термина связано с тем, что исторически это регулирование осуществлялось устройствами называемыми «преобразователи частоты», которые связно меняли частоту и амплитуду управляющего напряжения. Такой способ управления называется скалярным. Его математической основой являются уравнения описывающие двигатели в статике.
Однако в определенный момент появился новый принцип управления, который назвали векторным. Его математическая основа, дифференциальные уравнения, которые корректно описывают поведение двигателя и в динамике и в статике. Собственно статика, это частный случай динамики.
Основное отличие векторного управления от скалярного (на мой взгляд) состоит в том, что управление осуществляется не амплитудой и частотой управляющего сигнала, а его амплитудой и мгновенной фазой.
Для примера ниже приведена осциллограмма токов фаз при скачке задания векторно-управляемого по скорости синхронного двигателя.
Скачек фазы в момент изменения задания прослеживается достаточно четко. После отработки задания схема переходит в установившийся режим.
Называть векторный электропривод «частотно регулируемым» - на мой взгляд неправильно, так как в нем регулируется не частота, а мгновенная фаза. В статике такое регулирование практически эквивалентно регулированию частоты, но по сути это постоянное регулирование мгновенной фазы.
В связи с этим, на мой взгляд, следует уточнить и понятие «Преобразователь частоты». В чистом виде его можно оставить для преобразующих устройств, например, превращающих 400Гц в 50Гц и т.д.
А в электроприводе – это не «преобразователь частоты», а «инвертор». При скалярном управлении инвертор управляет амплитудой и частотой, а при векторной – амплитудой и фазой.
Кучу вопросов вызвали картинки обмоток вызвавшие сомнение в синусоидальности или трапецеидальности ЭДС, но статья не о форме ЭДС (и как ее получить), а о том как управлять двигателями с синусоидой, а как с трапецией ЭДС (именно ЭДС — она наводится в обмотке вращающимся ротором и от прикладываемого напряжения не зависит).
Если говорить строго, то никогда ни чистой синусоиды ни чистой трапеции не будет, а будет некоторое приближение, либо к одному — либо к другому.
Имеющиеся способы управления двигателем исходят либо из синусоидальной (векторное), либо из трапецеидальной формы ЭДС (коммутация по ДПР). Потому, с точки зрения управления, стремиться при проектировании двигателя надо к чему то одному.
А что касается картинки с обмотками, так смысл ее в том, что обычно синусоиде (точнее некоторому приближению к ней) соответствует распределённая обмотка, а трапеции (приближению к трапеции) сосредоточенная.
Вопрос о том к чему стремиться (к трапеции или синусу) надо решать на этапе проектирования двигателя с учетом желаемой точности электропривода.
Если просто надо крутиться, то достаточно коммутаций по ДПР и любой формы ЭДС.
Но если важна точность поддержания скорости или положения, то важна пульсация момента, а это напрямую связано с формой ЭДС и способом управления.
Суть статьи не в том как получить синусоиду, а в том как управлять двигателями с синусоидой, а как с трапецией ЭДС (именно ЭДС — она наводится в обмотке вращающимся ротором).
Если говорить строго, то никогда ни чистой синусоиды ни чистой трапеции не будет, а будет некоторое приближение, либо к одному — либо к другому.
Имеющиеся способы управления двигателем исходят либо из синусоидальной (векторное), либо из трапецеидальной формы ЭДС (коммутация по ДПР). Потому и стремиться при проектировании двигателя надо к чему то одному.
А что касается картинки с обмотками, так смысл ее в том, что обычно синусоиде (точнее некоторому приближению к ней) соответствует распределённая обмотка, а трапеции (приближению к трапеции) сосредоточенная.
Вопрос о том к чему стремиться (к трапеции или синусу) надо решать на этапе проектирования двигателя с учетом желаемой точности электропривода.
Если просто надо крутиться, то достаточно коммутаций по ДПР и любой формы ЭДС.
Но если важна точность поддержания скорости или положения, то важна пульсация момента, а это напрямую связано с формой ЭДС и способом управления.
Кпд всегда важен. Но он может быть большим, а может быть маленьким. Потери в двигателе это потери в стали и потери в меди. Потери в меди при выводе формулы момента учитывались. Не учитывались потери в стали — собственно и не было такой цели. У известных мне двигателей эти потери невелики. Наверное есть двигатели где они большие — но это плохо. К сожалению проектировщики двигателей в погоне за габаритами, массой, моментом, низкой ценой забываю о том, что двигателем надо еще управлять и совсем не «как хочешь», а как надо — обеспечивая определенные точностные характеристики. В идеале двигатель должен проектироваться с расчетом на определенное управление. Об этом и статья.
Распределенную обмотку обычно делают с целью получения именно синусной ЭДС. Так как она сложнее, ее нет смысла делать для трапеции. Трапецию можно получить проще, это и иллюстрирует картинка. Согласитесь, что БДПТ(условно) мотают концентрированно, а не распределенно.
Думаю термин «конструкция» включает в себя все что касается обмотки: и способ намотки и соединение и даже на какой сердечник она намотана… в этом смысле она и определяет форму ЭДС
123
1
Все корректно, хотя в тексте действительно можно это уточнить (впрочем для знакомых с векторным регулированием это должно быть понятно)
Уточняю: имеется в виду амплитуда и фаза обобщенного вектора.
Какие есть мнения?
Со времени публикации прошло довольно много времени. С тех пор пообщался со многими людьми- и практиками, и теоретиками. Народ со мной согласен.
По результатам замечаний сделал текс более аккуратным. Всем спасибо. Есть еще одна неточность у меня, когда я пишу о нарушениях математики для трапецеидальной ЭДС при векторном регулировании. С математикой все нормально, если симметрия не нарушается, но пульсации момента таки будут (не будет их при синусе).
И еще о терминах ...
Хочу замахнуться на святое – на термин «Частотно регулируемый электропривод».
Данным названием объединяют электропривода переменного тока осуществляющие регулирование момента, скорости, или положения.
Возникновение термина связано с тем, что исторически это регулирование осуществлялось устройствами называемыми «преобразователи частоты», которые связно меняли частоту и амплитуду управляющего напряжения. Такой способ управления называется скалярным. Его математической основой являются уравнения описывающие двигатели в статике.
Однако в определенный момент появился новый принцип управления, который назвали векторным. Его математическая основа, дифференциальные уравнения, которые корректно описывают поведение двигателя и в динамике и в статике. Собственно статика, это частный случай динамики.
Основное отличие векторного управления от скалярного (на мой взгляд) состоит в том, что управление осуществляется не амплитудой и частотой управляющего сигнала, а его амплитудой и мгновенной фазой.
Для примера ниже приведена осциллограмма токов фаз при скачке задания векторно-управляемого по скорости синхронного двигателя.
Скачек фазы в момент изменения задания прослеживается достаточно четко. После отработки задания схема переходит в установившийся режим.
Называть векторный электропривод «частотно регулируемым» - на мой взгляд неправильно, так как в нем регулируется не частота, а мгновенная фаза. В статике такое регулирование практически эквивалентно регулированию частоты, но по сути это постоянное регулирование мгновенной фазы.
В связи с этим, на мой взгляд, следует уточнить и понятие «Преобразователь частоты». В чистом виде его можно оставить для преобразующих устройств, например, превращающих 400Гц в 50Гц и т.д.
А в электроприводе – это не «преобразователь частоты», а «инвертор». При скалярном управлении инвертор управляет амплитудой и частотой, а при векторной – амплитудой и фазой.
Если говорить строго, то никогда ни чистой синусоиды ни чистой трапеции не будет, а будет некоторое приближение, либо к одному — либо к другому.
Имеющиеся способы управления двигателем исходят либо из синусоидальной (векторное), либо из трапецеидальной формы ЭДС (коммутация по ДПР). Потому, с точки зрения управления, стремиться при проектировании двигателя надо к чему то одному.
А что касается картинки с обмотками, так смысл ее в том, что обычно синусоиде (точнее некоторому приближению к ней) соответствует распределённая обмотка, а трапеции (приближению к трапеции) сосредоточенная.
Вопрос о том к чему стремиться (к трапеции или синусу) надо решать на этапе проектирования двигателя с учетом желаемой точности электропривода.
Если просто надо крутиться, то достаточно коммутаций по ДПР и любой формы ЭДС.
Но если важна точность поддержания скорости или положения, то важна пульсация момента, а это напрямую связано с формой ЭДС и способом управления.
Если говорить строго, то никогда ни чистой синусоиды ни чистой трапеции не будет, а будет некоторое приближение, либо к одному — либо к другому.
Имеющиеся способы управления двигателем исходят либо из синусоидальной (векторное), либо из трапецеидальной формы ЭДС (коммутация по ДПР). Потому и стремиться при проектировании двигателя надо к чему то одному.
А что касается картинки с обмотками, так смысл ее в том, что обычно синусоиде (точнее некоторому приближению к ней) соответствует распределённая обмотка, а трапеции (приближению к трапеции) сосредоточенная.
Вопрос о том к чему стремиться (к трапеции или синусу) надо решать на этапе проектирования двигателя с учетом желаемой точности электропривода.
Если просто надо крутиться, то достаточно коммутаций по ДПР и любой формы ЭДС.
Но если важна точность поддержания скорости или положения, то важна пульсация момента, а это напрямую связано с формой ЭДС и способом управления.