Рис. 1. Структура БДПТ с внешним регулятором тока и мостовым

инверторам:

1ф.и-ток фаз в импульсе регулятора; /ф.п - ток фаз в паузе регулятора; /н.ф-неконтролируемый ток фаз

ее противо-ЭДС. Это необходимо для повышения КПД при электромеханическом преобразовании энергии.

Известно, что коммутация фаз электрической машины связанным трехфазным мостовым инвертором осуществляется подключением каждой фазы к источнику питания в пределах электрического угла 120° и обесточенным состоянием Б пределах 60° на полупериоде частоты вращения Uk. Межкоммутационный интервал инвертора составляет электрический угол 60°. На каждом межкоммутационном интервале включены два транзистора инвертора; один из верхней группы (VTi ... VT На рис. I), другой - из нижней {УТл ... VTe), которые подключают две фазы электрической машины к источнику питания. В пределах одного электрического оборота машины формируется шесть межкоммутационных интервалов. При переходе от одного межкоммутационного интервала к следующему отключается одна из фаз, сохраняется подключенной к источнику питания другая фаза и подключается к источнику третья фаза, ранее обесточенная. На каждом межкоммутационном интервале при фиксированной частоте вращения электрические процессы идентичны, но происходят они в разных фазах, в различных цепях инвертора, при различных направлениях протекания тока по цепям. Поэтому для 2-5084 17

Рис. 2. Форма фазного тока и фазной ЭДС машины

анализа процессов достаточно рассматривать один межкоммутационный интервал. Процессы, одновременно происходящие в трех фазах машины на одном межкоммутационном интервале, необходимо рассматривать в определенной временной последовательности на трех последовательных межкоммутационных интервалах:

первый интервал -ток подключающейся фазы (Ti) (рис.2);

второй - ток фазы с неизменившимся подключением (72);

третий -ток отключающейся фазы (Тз).

Переходные процессы в фазах электрической машины происходят в течение времени, которое называют коммутационным интервалом. Переходные процессы в фазах существенно влияют на показатели БДПТ, на форму и фазу тока. При нулевом фазовом сдвиге сигналов управления инвертором относительно фазных ЭДС принято называть коммутацию нейтральной (Ыупр на рис. 2). В этом случае секция электрической машины подключается к источнику питания в момент /=0 и отключается в момент /2 оставаясь подключенной на протяжении двух межкоммутационных интервалов. Момент времени /1 окончания первого межкоммутационного интервала и начала второго является серединой коммутации фазы и должен совпадать при нейтральной коммутации с максимумом фазной ЭДС.

В пространственных координатах электрической машины (рис. 3) это значит, что в момент времени /=0 (см. рис. 2) магнитная ось индуктора занимает положение оо и отстает от геометрической оси фазной зоны на электрический угол 60°. В момент времени ti ось индуктора совпадает с осью фазной зоны, а в момент t2 опережает ее на 60°. Электрические переходные процессы в секциях машины приводят к запаздыванию токов относительно сиг-18

Геометричесная ось (разной зоны

Рис. 3. Взаимное геометрическое расположение индуктора и фазных

зон машины

налов управления инвертором. Длительности нарастания Тп и спада Та тока фазы определяются параметрами обмотки машины и ее режимом. При изменении частоты вращения изменяется длительность межкоммутационного интервала и, следовательно, относительное время, занимаемое в межкоммутационном интервале фронтами тока {Т , Теп), что приводит к сдвигу фазы тока относительно ЭДС и изменению показателей БДПТ. В ряде случаев недостаточная угловая разрешающая способность датчика положения ротора приводит к изменениям фазы сигнала управления инвертором. Изменения всех этих параметров вызывают изменение соотношения между временем нарастания и спада тока фазы, что приводит к изменению его формы за счет взаимного влияния фаз. На рис. 2 это явление видно как некоторый спад тока в середине импульса вращения. Дстаточно сложная взаимосвязь различных факторов, определяющих форму, фазу тока и показатели БДПТ, не позволяет провести исследования аналитическими методами. Экспериментальное исследование процессов затруднено возможностью повреждения транзисторов инвертора из-за неконтролируемого увеличения токов. Поэтому анализ проводился методами численного моделирования [2]. Если пренебречь некоторым изменением формы тока, то взаимодействие прямоугольных импульсов тока длительностью, соответствующей электрическому углу 120°, с синусоидальной противо-ЭДС приводит к синусоидальной зависимости момента от изменения фазы коммутации (кривая 2 на рис. 4). Однако результаты расчета 2 19