Sisteme de comandă ale motoarelor cu reluctanță variabilă

Abstract

În ultimul timp sistemele electromecanice cu motor reluctant au devenit obiect de studiu pentru o multitudine de cercetări științifice și aplicații practice. În mod special se urmărește realizarea unor sisteme fiabile și eficiente, cu posibilități largi de comandă și cu o reducere semnificativă a principalelor deficiențe ale funcționării motorului cu reluctanță variabilă.

Obiectul de studiu al acestei lucrări este un sistem electromecanic cu motor reluctant, de configurație 8/6 alimentat de la un convertor de putere cu două tranzistoare și două diode de fuga pe fiecare fază. Sistemul urmează a fi dotat cu un regulator ce ar permite comanda în buclă deschisă a cuplului electromecanic al motorului.

Scopul principal al tezei constă în îmbunătăți indicilor de reglare a sistemului electromecanic cu controlul direct în buclă deschisă.

Pentru atingerea acestui scop a fost studiată construcția și principiul de funcționare a motorului cu reluctanță variabilă, au fost detaliate tehnicile de comandă a cuplului electro-magnetic al motorului cu reluctanță variabilă. În baza studiului a fost elaborat modelul unui sistem de comandă în buclă deschisă cu control direct al cuplului. Modelul elaborat a fost testat și analizat, fiind determinate posibilitățile de reglaj și indicii de performanță a motorului în special nivelul de riplu al cuplului.

În lucrare a fost propus un algoritm specific pentru determinarea structurii și elaborarea modelului funcțional al sistemului de comandă pentru motorul cu reluctanță variabilă. Rezultatele simulărilor efectuate, arată o îmbunătățire semnificativă a posibilităților de reglaj a cuplului motorului reluctant pe un interval de viteză pân ă la 2500 rot/min, cât și reducerea cu 14% a vibrațiilor cuplului. Teza conține: 93 pagini, 50 ilustrații, 2 tabele, 28 surse bibliografice, 3 anexe.

Recently, switched reluctance drives became object for multiple researches and practical applications. The specific goal of these works is to design reliable and efficient systems with large control possibilities and to reduce the main drawbacks of the switched reluctance machines.

The subject of this is research is an electrical drive composed of a switched reluctance motor with 8 stator and 6 rotor poles, fed by a power converter with two transistors and two drive-by diodes on each phase. The drive has to be provided with a direct torque controller with open-loop control of motor torque.

The main aim of this thesis is to improve the controlling possibilities of the switched reluctance drive with open-loop control.

To achieve this goal there has been studied the construction and functioning of the switched reluctance motor. Also, there was performed a detailed analysis of the methods of torque control in a switched reluctance drive. Based on this analysis there has been developed the model of an open-loop direct torque controller. The model designed has been tested and analyzed in order to determine control possibilities and its performance especially the level of torque ripple.

The project work includes a specific algorithm for determining the structure and designing the functional model of the torque controller for a switched reluctance drive. The simulations performed show a significant improvement of torque control possibilities for a range of speed up to 2500 rpm as well as reduction of the torque ripple with 14%. The thesis contains: 93 pages, 50 figures, 2 tables, 28 bibliographical sources, 3 appendices.