<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">energy</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1029-7448</issn><issn pub-type="epub">2414-0341</issn><publisher><publisher-name>BNTU</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21122/1029-7448-2020-63-3-197-211</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">energy-1957</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ELECTRICAL POWER ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Исследование переходных процессов электропривода с синхронным двигателем с постоянными магнитами при линейном изменении частоты питающего напряжения</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title></trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Фираго</surname><given-names>Б. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Firago</surname><given-names>B. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Адрес для переписки: Фираго Бронислав Иосифович - Белорусский национальный технический университет,просп. Независимости, 65/11, 220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 293-95-61</p><p>eapu@bntu.by</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Address for correspondence: Firago Bronislav I. - Belаrusian National Technical University, 65/11, Nezavisimosty Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus.  Теl.: +375 17 293-95-61</p></bio><email xlink:type="simple">eapu@bntu.by</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Александровский</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Aleksandrovsky</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p> г. Минск</p></bio><bio xml:lang="en"/><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Белорусский национальный технический университет</institution><country>Беларусь</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Belarusian National Technical University</institution><country>Belarus</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2020</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>05</month><year>2020</year></pub-date><volume>63</volume><issue>3</issue><fpage>197</fpage><lpage>211</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Фираго Б.И., Александровский С.В., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Фираго Б.И., Александровский С.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Firago B.I., Aleksandrovsky S.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://energy.bntu.by/jour/article/view/1957">https://energy.bntu.by/jour/article/view/1957</self-uri><abstract><p>Синхронные двигатели с электромагнитным возбуждением и возбуждением от постоянных магнитов используются в различных промышленных установках, включая грузоподъемные машины и механизмы. Однако в большинстве случаев для регулирования скорости двигателей используется зависимое задание частоты питающего двигатель напряжения, т. е. векторное управление. В последнее время появился интерес к использованию частотно-регулируемых синхронных электроприводов с независимым заданием частоты питающего двигатель напряжения (скалярное частотное управление), так как они проще, чем электроприводы с векторным управлением. В то же время по сравнению с частотно-регулируемыми асинхронными электроприводами синхронные имеют меньшие потери мощности, жесткие механические характеристики без обратной связи по скорости, самый простой закон частотного управления – пропорциональный, который, однако, позволяет электродвигателю развивать почти максимальный момент в заданном частотном диапазоне благодаря постоянному магнитному потоку. В статье рассматривается аналитическое исследование переходных процессов электропривода с синхронным двигателем с постоянными магнитами (СДПМ) без демпферной обмотки при линейном изменении частоты питающего двигатель напряжения и линеаризации угловой характеристики. Получены аналитические выражения для угловой скорости и электромагнитного момента СДПМ при пуске, торможении, набросе и сбросе нагрузки. Расчеты угловой скорости и электромагнитного момента СДПМ по этим формулам позволяют оценить качество переходного процесса и определить максимальный электромагнитный момент двигателя, который не должен превышать допустимой величины. Показано, что при постоянном статическом моменте электропривод на основе СДПМ с обычным скалярным частотным управлением имеет незатухающие гармонические колебания скорости, что не позволяет применять его в установках с постоянным статическим моментом. Для устойчивой работы синхронного электропривода в установившемся режиме при постоянном статическом моменте предложен способ скалярного частотного управления электроприводом на основе СДПМ, где применяется отрицательная обратная связь по ускорению ротора. Результаты его расчета сопоставлены с результатами имитационного моделирования с использованием СДПМ фирмы OMRON типа SGMSH-50D мощностью 5 кВт и напряжением 400 В. Сравнение результатов показало эффективность применения предложенного способа управления по демпфированию колебаний СДПМ при постоянном статическом моменте.</p></abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>синхронный двигатель с постоянными магнитами</kwd><kwd>частотное управление</kwd><kwd>обратная связь</kwd><kwd>переходные процессы</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мохсен, А. Перспективный электропривод мостовых кранов / А. Мохсен // Електромеханiчнi системи, методы моделювання та оптимiзацii: зб. матер. VI Мiжнар. наук.-техн. конф. молод. учених i спец., Кременчук, 8–10 квiтня 2008 р. / Кремен. держ. полiтехн. ун-т; наук. ред. О. П. Чорний. Кременчук, 2008. С. 57–61.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mokhsen A. (2008) Promising Electrical Drive for Overhead Cranes. Elektromekhanichni Sis-temi, Metody Modelyuvannya ta Optimizatsii: Zb. Mater. VI Mizhnar. Nauk.-Tekhn. Konf. Mo-lod. Uchenikh i Spets. u Misti Kremenchuk, 8–10 Kvitnya 2008 r. [Electromechanical Systems, Modelling and Optimization Methods: Proceedings of the VI Scientific and Technical Confer-ence of Young Scientists and Professionals, Kremenchuk, 8–10 April 2018]. Kremenchuk, KPSU, 57–61 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Brock, S. Energy-Optimal V/F Control of Permanent Magnet Synchronous Motors for Fan Fpplications / S. Brock, T. Pajchrowski // Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne. 2011. No 92. P. 169-174.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Brock S., Pajchrowski T. (2011)  Energy-Optimal V/f Control of Permanent Magnet Synchro-nous Motors for Fan Applications. Zeszyty Problemowe. Maszyny Elektryczne, (92), 169-174.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Paitandi, S. Analysis, Design and Implementation of Sensorless V/f Control in a Surface-Mounted PMSM without Damper Winding / S. Paitandi, M. Sengupta // Sādhanā. 2017. Vol. 42, No 8. pp. 1317–1333. https://doi.org/10.1007/s12046-017-0662-4</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Paitandi S., Sengupta M. (2017)  Analysis, Design and Implementation of Sensorless V/f Con-trol in a Surface-Mounted PMSM without Damper Winding. Sādhanā, 42 (8), 1317–1333. https://doi.org/10.1007/s12046-017-0662-4</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фираго, Б. И. Исследование переходных процессов в частотно-регулируемом синхронном электроприводе / Б. И. Фираго, С. В. Александровский // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2016. Т. 59, № 6. С. 507–518. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-6-507-518.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Firago B. I., Aleksandrovsky S. V. (2016) The Study of Transient Processes of the Frequency-Regulated Synchronous Electric Drive.  Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of the CIS Higher Education In-stitutions and Power Engineering Associations, 59 (6), 507-518 (in Russian).  https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-6-507-518</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фираго, Б. И. Регулируемые электроприводы переменного тока / Б. И. Фираго, Л. Б. Павлячик. Минск: Техноперспектива, 2006. 363с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Firago B. I., Pawlaczyk L. B. (2006) Regulated Alternative Current Electric Drives. Minsk, Tekhnoperspektiva Publ. 363 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фираго, Б. И. Свойства, характеристики и параметры синхронного двигателя с постоянными магнитами при векторном и скалярном частотном управлении / Б. И. Фираго, С. В. Александровский // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 3. С. 205–218. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-3-205-218.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Firago B. I., Aleksandrovsky S. V. (2019) Properties, Characteristics and Parameters of Perma-nent Magnet Synchronous Motors under Vector and Scalar Frequency Control. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of the CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 62 (3), 205–218 (in Russian).  https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-3-205-218</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фираго, Б. И. Теория электропривода / Б. И. Фираго, Л. Б. Павлячик. Минск: Техноперспектива, 2007. 585 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Firago B. I., Pawlaczyk L. B. The Theory of Electrical Drives. Minsk, Tekhnoperspektiva Publ., 2007. 585 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Stable V/f Control Method for Permanent-Magnet Synchronous Motor Drives / P. D. Chandana Perera [et al.] // IEEE Transactions on Industry Applications. 2003. Vol. 39. N3. P. 783–791. https://doi.org/10.1109/tia.2003.810624</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chandana Perera P. D., Blaabjerg F, Pedersen J. K., Thogersen P. (2003) A Sensorless, Stable V/f Control Method for Permanent-Magnet Synchronous Motor Drives. IEEE Transactions on Industry Applications, 39(3), 783–791. https://doi.org/10.1109/tia.2003.810624</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шмарин, Я. А. Повышение эффективности электропривода объемного гидронасоса многоколесной автотранспортной платформы : дис. … канд. техн. наук : 05.09.03 / Я. А. Шмарин. Челябинск, 2017. 150 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shmarin Ya. A. (2017) Improving Performance of a Volumetric Hydraulic Pump Electrical Drive for Multi Wheel Platform. Chelyabinsk. 15 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коршунов, А. Равноускоренный частотный пуск синхронного двигателя с постоянными магнитами на роторе [Электронный ресурс] / А. Коршунов // Силовая электроника. 2007. № 1. Режим доступа: https://power-e.ru/wp-content/uploads/2007_01_58.pdf.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Korshunov A. (2007) Equal Acceleration Frequency Starting of the Permanent Synchronous Motor with a Constant Acceleration. Silovaya elektronika [Power Electronics], (1). Available at: https://power-e.ru/wp-content/uploads/2007_01_58.pdf (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фираго Б. И. Способ управления электроприводом переменного тока с синхронным двигателем с постоянными магнитами: заявка № а20190141 / Б. И.Фираго, С. В. Александровский. Опубл. 14.05.2019</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Firago B. I., Aleksandrovskii S. V. (2019) A Technique for Control of Alternating Current Elec-trical Drive with a Permanent Magnet Synchronous Motor. The Invertor’s Application №a20190141 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
