Analiza pracy i synteza układu sterowania silnika bezszczotkowego prądu stałego z komutatorem elektronicznym współpracującym z regulatorem podwyższającym napięcie typu BOOST uwzględniająca tętnienia komutacyjne

Tytuł:

Analiza pracy i synteza układu sterowania silnika bezszczotkowego prądu stałego z komutatorem elektronicznym współpracującym z regulatorem podwyższającym napięcie typu BOOST uwzględniająca tętnienia komutacyjne

Doktorant:

Robert Piwowarczyk

Promotor:

prof dr hab. inż. Krzysztof Krykowski

Recenzenci:

prof. dr hab. inż. Włodzimierz Koczara - Politechnika Warszawska - recenzja 

prof. dr hab. inż. Czesław Kowalski - Politechnika Wrocławska - recenzja 

Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:

elektrotechnika

Data obrony rozprawy:

...

Data nadania stopnia:

...

Streszczenie:

W silniku PM BLDC występują pewne zjawiska nie mające odpowiednika w silnikach prądu stałego. Do zjawisk tych należą między innymi: komutacyjne spadki napięcia i prędkości, komutacyjne tętnienia prądu, momentu i prędkości oraz niemożność pracy w drugiej strefie. W pracy zaproponowano ograniczenie lub eliminację wymienionych niekorzysztnych zjawisk przez wprowadzenie w torze zasilania przekształtnika podwyższającego typu boost. W ramach pracy określono właściwości statyczne i dynamiczne silnika bezszczotkowego prądu stałego z magnesami trwałymi i komutatorem elektronicznym pracującego w otwartym i zamkniętym układzie regulacji, zasilanego z przekształtnika podwyższającego napięcie typu boost lub bezpośrednio z autonomicznego źródła napięcia stałego, określono komutacyjne tętnienia prądu, momentu i prędkości silnika bezszczotkowego prądu stałego z magnesami trwałymi i komutatorem elektronicznym zasilanego z autonomicznego źródła napięcia stałego bezpośrednio oraz z wykorzystaniem przekształtnika podwyższającego napięcie typu boost. W badaniach układu zamkniętego jako zalecane przyjęto przebiegi spełniające wymagania optimum modułu i optimum symetrii. Badania objęły: analizę teoretyczną, badania symulacyjne komputerowe oraz badania układu rzeczywistego. W ramach analizy teoretycznej: określono wpływ indukcyjności na właściwości silnika PM BLDC, zaproponowano metodę wyznaczania komutacyjnych tętnień prądu, momentu i prędkości silnika PM BLDC pracującego w układzie otwartym, określono wpływ regulatorów prądu i prędkości na tętnienia komutacyjne prądu i/lub prędkości silnika PM BLDC, zaproponowano zastosowanie przekształtnika podwyższającego boost w celu kompensacji komutacyjnych spadków napięcia i prędkości oraz pracy silnika w drugiej strefie, zaproponowano model dynamiczny przekształtnika boost, określono wpływ przekształtnika podwyższającego typu boost na tętnienia prądu, momentu i prędkości silnika PM BLDC, przeprowadzono analizę pracy silnika PM BLDC z układami regulacji prędkości i prądu oraz z układami bez regulatora prądu. określono wpływ przekształtnika boost na dobór regulatorów, oceniono możliwości korzystania z prądu wejściowego komutatora elektronicznego w torze prądowego sprzężenia zwrotnego, opracowano prostą metodę wyznaczania amplitudy komutacyjnych tętnień prądu, momentu i prędkości, która pozwala na szybką ocenę amplitudy wymienionych tętnień.Analizowano pracę układów z bezpośrednim (ciągłym) jak i pośrednim (impulsowym) pomiarem prędkości, w którym wykorzystywano sygnały z dyskretnych czujników położenia. W ramach symulacyjnych badań komputerowych: opracowano modele przekształtnika boost oraz układu napędowego z silnikiem PM BLDC pracującym w układzie otwartym i zamniętym z dodatkowym przekształtnikiem podwyższającym i bez przekształtnika, a następnie wykonano badania symulacyjne. Opracowano i wykonano również prototypowy układ napędu zawierający przekształtnik typu boost i silnik PM BLDC z komutatorem elektronicznym, umożliwiającym pracę silnika w poszerzonym zakresie prędkości i na tym układzie wykonano badania.