Формат гібридного бездавачевого спостерігача з розширеною протиелектрорушійною силою та нормованим фазовим детектором для тягового синхронного двигуна

Abstract

У статті розглянуто формування гібридного бездавачевого спостерігача положення ротора тягового синхронного двигуна з постійними магнітами та явнополюсним ротором, що поєднує високочастотну інжекцію на малихшвидкостях з оцінювачемрозширеноїпротиЕРС і фазовимавтопідстроюванням на робочих швидкостях, у структурі тягового електромеханічного комплексу двоосьового рудникового контактного електровоза. На імітаційній моделі комплексу кількісно обґрунтовано три проєктні рішення, які визначають працездатність такої структури в повному цикліроботи: форму моделірозширеноїпротиЕРС, нормування фазового детектора на миттєвий модуль вектора протиЕРС і пороги селектора режимів. Удосконалено аналітичну модель усталеної похибки оцінювання кута ротора: вона містить складову від похибки індуктивності осі q, яка не залежить від швидкості та пропорційна струму, і систематичне зміщення від ланки обчислення похідної струму, які складаються з урахуванням знака. Модель узгоджується з результатами моделювання і пояснює асиметрію похибок за завищеної та заниженої індуктивності. Підстановка середньої індуктивності статора замість індуктивності осі q збільшує похибку в 6,4 раза. Встановлено, що без нормування детектора привод втрачаєорієнтацію ротора саме в момент передаваннякерування–незалежновід того, за якимзначенням проти ЕРС синтезованокоефіцієнтикласичного детектора, – і що причиною є перевищеннякорисного сигналу протиЕРС шумом, який вносить ланка похідної. Уточнено критерій припустимої похибки активного опору статора: за допустимої кутової похибки 10° він дає лише 15 %, що менше за тепловий дрейф опору міді обмоток і вимагає його адаптації в реальному часі. Показано, що механічна частина привода впливає на оцінку кута лише через динамічну похибку контуру автопідстроювання, і наведено верхню оцінку цієї похибки.