Способ трехуровневого подавления пульсаций крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя

Способ трехуровневого подавления пульсаций крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу трехуровневого подавления пульсаций крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя и в частности к системе привода трехфазного вентильного реактивного электродвигателя.

Уровень техники

Вентильный реактивный электродвигатель привлекает большое внимание благодаря простоте и прочности своей конструкции, низкой стоимости изготовления и превосходным рабочим характеристикам устройства регулирования скорости. Тем не менее, его особая конструкция с двумя типами выступающих полюсов и коммутационный тип режима возбуждения приводят к тому, что электромагнитный момент на выходе имеет большие пульсации, которые существенно ограничивают использование вентильного реактивного электродвигателя в его областях применения. По этой причине исследователи предложили различные способы для того, чтобы устранить пульсации крутящего момента и при этом обеспечить минимальный расход меди. Эти способы эффективны в определенном диапазоне скоростей. Тем не менее, когда скорость вращения высока, из-за ограниченного напряжения источника постоянного тока, способность системы контролировать и отслеживать ожидаемый ток, ожидаемое потокосцепление и ожидаемый крутящий момент ухудшается, и эффективное устранение пульсаций крутящего момента становится сложным. Более того, из-за ограничения максимального тока обмотки и вольтамперной характеристики (ВАХ) полупроводниковых приборов система вентильного реактивного электродвигателя имеет ограничение сверху по току, и в связи с ограничением по току, плавный крутящий момент вентильного реактивного электродвигателя на выходе может быть обеспечен только в ограниченном диапазоне. Таким образом, все устройства управления плавными крутящими моментами на выходе имеют определенный рабочий диапазон.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема: задачей настоящего изобретения является устранение проблемы, известной из уровня техники, и обеспечение способа трехуровневого подавления пульсаций крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя.

Техническое решение: настоящее изобретение обеспечивает способ трехуровневого подавления пульсаций крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя, при этом способ включает в себя следующие этапы:

а. Установку первой группы пороговых значений (th1_low, th1_zero, th1_up) крутящего момента в интервале [0°, θ_r/3] положений ротора и второй группы пороговых значений (th2_low, th2_zero, th2_up) крутящего момента в интервале [θ_r/3, θ_r/2] положений ротора, при этом указанные шесть пороговых значений крутящего момента удовлетворяют следующим условиям:

в которых положение 0° ротора является положением с минимальной фазовой индуктивностью, положение θ_r ротора является угловым шагом, т.е. одним оборотом ротора, а θ_r/2 является половиной оборота ротора;

б. Установку возбужденного состояния S_A в качестве возбужденного состояния питания фазы А, при этом возбужденное состояние S_A=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А положительное, возбужденное состояние S_A=0 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А равно нулю, а возбужденное состояние S_A=-1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А отрицательное; установка возбужденного состояния S_B в качестве возбужденного состояния питания фазы В, при этом возбужденное состояние S_B=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В положительное, возбужденное состояние S_B=0 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В равно нулю, а возбужденное состояние S_B=-1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В отрицательное, а Т_e - ожидаемый плавный общий крутящий момент.

в. Для смежных сигналов питания возбуждения фазы А и фазы В сигнал питания фазы А опережает на θ_r/3 сигнал питания фазы В. В этот момент фаза А выключена, фаза В включена, и трехуровневое подавление пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя осуществляется путем деления процесса коммутации от фазы А к фазе В на две части.

Процесс коммутации от фазы А к фазе В разделен на две части следующим образом:

(1) В интервале [0°, θ₁] положений ротора фаза А использует вторую группу пороговых значений (th2_low, th2_zero, th2_up) крутящего момента, фаза В использует первую группу пороговых значений (th1_low, th1_zero, th1_up) крутящего момента, критическое положение θ₁ автоматически возникает в процессе коммутации, так что не требуется дополнительных вычислений;

(1.1) цикл переключения фазы В начинается в положении ротора 0°, при этом устанавливается исходное значение возбужденного состояния S_B=1, и ток и крутящий момент фазы В увеличиваются от 0; возбужденное состояние S_A остается в первоначальном состоянии S_A=1, а ток и крутящий момент фазы А увеличиваются. Общий крутящий момент увеличивается;

(1.2) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_up крутящего момента, то возбужденное состояние S_A изменяется со значения 1 в значение -1, и крутящий момент фазы А уменьшается; фаза В сохраняет первоначальное состояние, а крутящий момент фазы В продолжает увеличиваться. Поскольку фазовый ток и скорость изменения индуктивности в фазе В в этот момент малы, то скорость увеличения крутящего момента фазы В меньше, чем скорость уменьшения крутящего момента фазы А, характер изменения общего крутящего момента определяется фазой А, и общий крутящий момент уменьшается;

(1.3) когда общий крутящий момент впервые уменьшается до значения T_e+th1_low крутящего момента, условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполняются, возбужденные состояния S_A и S_B сохраняют первоначальные состояния, и общий крутящий момент продолжает уменьшаться;

(1.4) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th2_zero крутящего момента, в фазе А триггеруется (запускается) переход из возбужденного состояния S_A=-1 в возбужденное состояние S_A=0, и крутящий момент фазы А уменьшается, однако скорость уменьшения меньше, чем скорость уменьшения в возбужденном состоянии S_A=-1; фаза В остается в первоначальном возбужденном состоянии, и крутящий момент продолжает увеличиваться. В этот момент при условии, что возбужденное состояние S_A=0 и возбужденное состояние S_B=1, скорость уменьшения крутящего момента фазы А больше, чем скорость увеличения крутящего момента фазы В, и общий крутящий момент уменьшается;

(1.5) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th2_low крутящего момента, выполняются условия для изменения состояния фазы А, состояние в фазе А переходит из возбужденного состояния S_A=0 в возбужденное состояние S_A=1, и крутящий момент фазы А увеличивается; фаза В остается в первоначальном состоянии и крутящий момент продолжает увеличиваться; общий крутящий момент увеличивается;

(1.6) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_zero крутящего момента и, в свою очередь, до значения T_e+th1_low, условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполняются в обоих случаях, и общий крутящий момент продолжает увеличиваться;

(1.7) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_up крутящего момента, этапы (1.2)-(1.6) повторяются, и состояние в фазе В не триггеруется, не изменяется и сохраняет возбужденное состояние S_B=1; возбужденное состояние в фазе А переключается между значениями 1, 0 и -1, и общий крутящий момент управляется в диапазоне [T_e+th2_low, Т_е+th2_up], тем самым подавляя пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [0°, θ₁] положения ротора;

(1.8) с увеличением положения ротора, скорость изменения индуктивности и ток в фазе В увеличиваются до определенного уровня. После того, как достигнуто определенное критическое положение, при возбужденном состоянии S_A=0 и возбужденном состоянии S_B=1 скорость уменьшения крутящего момента в фазе А меньше, чем скорость увеличения крутящего момента в фазе В, и общий крутящий момент увеличивается;

(2) в интервале [θ₁, θ_r/3] положений ротора, фаза А продолжает использовать вторую группу пороговых значений (th2_low, th2_zero, th2_up) крутящего момента, а фаза В продолжает использовать первую группу пороговых значений (th2_low, th2_zero, th2_up) крутящего момента;

(2.1) в положении θ₁ ротора, общий крутящий момент достигает значения T_e+th2_up крутящего момента и состояние фазы А переключается в возбужденное состояние S_A=-1; фаза В остается в возбужденном состоянии S_B=1, и в этом положении скорость уменьшения крутящего момента в фазе А при возбуждении отрицательного напряжения питания больше, чем скорость увеличения крутящего момента в фазе В при возбуждении положительного напряжения питания, так что общий крутящий момент уменьшается. Однако, эта ситуация изменяется впоследствии. Вслед за увеличением положения ротора, несмотря на то, что возбужденные состояния фазы А и фазы В остаются неизменными, скорость уменьшения крутящего момента в фазе А в возбужденном состоянии S_A=-1 меньше, чем скорость увеличения крутящего момента в фазе В в возбужденном состоянии S_B=1, тем самым общий крутящий момент увеличивается;

(2.2) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_up крутящего момента, ни возбужденное состояние S_A, ни возбужденное состояние S_B не триггеруются и не изменяются, и общий крутящий момент продолжает увеличиваться;

(2.3) когда общий крутящий момент достигает значения T_e+th1_zero крутящего момента, выполняются условия изменения состояния в фазе В, возбужденное состояние S_B переходит в 0, и крутящий момент фазы В уменьшается; фаза А остается в исходном возбужденном состоянии S_A=-1, и общий крутящий момент уменьшается;

(2.4) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th2_up крутящего момента, ни возбужденное состояние S_A, ни возбужденное состояние S_B не триггеруются и не изменяются, и общий крутящий момент продолжает уменьшаться;

(2.5) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th1_low крутящего момента, выполняются условия изменения состояния в фазе В, возбужденное состояние S_B переходит в 1 и крутящий момент фазы В увеличивается; фаза А остается в исходном возбужденном состоянии S_A=-1 и общий крутящий момент увеличивается;

(2.6) этапы (2.2)-(2.5) повторяются, возбужденное состояние S_A остается равным -1 и крутящий момент и ток фазы А продолжают уменьшаться; возбужденное состояние S_B переключается между 0 и 1, и общий крутящий момент управляется в интервале [T_e+th1_low, T_e+th1_zero], тем самым подавляя пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ₁, θ_r/3] положения ротора;

(2.7) когда ротор находится в критическом положении, крутящий момент фазы В увеличивается в возбужденном состоянии S_B=0, причем скорость увеличения больше, чем скорость уменьшения крутящего момента в фазе А в возбужденном состоянии S_A=-1. В этот момент общий крутящий момент увеличивается;

(2.8) когда общий крутящий момент достигает значения T_e+th1_up крутящего момента, состояние фазы В триггеруется и изменяется, возбужденное состояние S_B переходит из 0 в -1 и крутящий момент фазы В уменьшается; крутящий момент фазы А продолжает уменьшаться и общий крутящий момент уменьшается;

(2.9) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th1_zero крутящего момента и, в свою очередь, до значения T_e+th2_up, ни возбужденное состояние S_A, ни возбужденное состояние S_B не триггеруются и не изменяются, и общий крутящий момент продолжает уменьшаться;

(2.10) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th1_low крутящего момента, возбужденное состояние S_B триггеруется и изменяется на 1 и крутящий момент фазы В увеличивается; фаза А остается в исходном состоянии, крутящий момент фазы А продолжает уменьшаться, и общий крутящий момент увеличивается;

(2.11) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th1_zero крутящего момента, возбужденное состояние S_B триггеруется и изменяется на 0, а возбужденное состояние S_A остается равным -1. Ситуация в этот момент такая же, как на этапе (2.7). Этапы (2.7)~(2.11) повторяются, возбужденное состояние S_A остается равным -1, возбужденное состояние S_B переключается между значениями -1, 0 и 1, и общий крутящий момент управляется в интервале [T_e+th1_low, T_e+th1_up], тем самым подавляя пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ₁, θ_r/3] положения ротора;

(2.12) когда ротор находится в критическом положении, и крутящий момент фазы В находится в возбужденном состоянии S_B=0, а возбужденное состояние S_A=-1, общий крутящий момент более не увеличивается, а, наоборот, уменьшается. Этапы (2.2)-(2.5) повторяются с этого момента, и общий крутящий момент управляется в интервале [T_e+th1_low, T_e+th1_zero], тем самым подавляя пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ₁, θ_r/3] положения ротора.

Положительный эффект

Благодаря применению упомянутого выше технического решения, путем установки двух групп пороговых значений крутящего момента и смежных возбужденных состояний фазы А и фазы В настоящее изобретение обеспечивает переключение между тремя возбужденным состояниями в фазе А и фазе В, в которых возбуждающее напряжение питания является положительным, нулевым и отрицательным соответственно, управляет общим крутящим моментом в интервале между двумя группами пороговых значений крутящего момента, подавляет пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя и осуществляет плавное управление прямым и переходным крутящим моментом трехфазного вентильного реактивного электродвигателя. Характеристики формы сигнала возбуждающего напряжения, подаваемого на обмотки электродвигателя, и формы сигнала ожидаемого напряжения совпадают. Действующее значение тока фазы полностью идентично ожидаемому значению тока фазы, так что вентильный реактивный электродвигатель выдает плавный крутящий момент в максимальном диапазоне. Настоящее изобретение имеет высокую универсальность, желаемый практический эффект и широкие перспективы применения, а также применимо к различным типам систем привода трехфазных вентильных реактивных электродвигателей различных конструкций.

Краткое описание чертежей

На ФИГ. 1 представлена схематичная диаграмма установки трехуровневых пороговых значений крутящего момента вентильного реактивного электродвигателя, обеспечиваемого настоящим изобретением.

На ФИГ. 2(a) представлена схематичная диаграмма переключения возбужденного состояния фазы В питания вентильного реактивного электродвигателя, обеспечиваемого настоящим изобретением.

На ФИГ. 2(б) представлена схематичная диаграмма переключения возбужденного состояния фазы А питания вентильного реактивного электродвигателя, обеспечиваемого настоящим изобретением.

На ФИГ. 3 представлена форма колебаний крутящего момента вентильного реактивного электродвигателя, обеспечиваемого настоящим изобретением.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение описано ниже посредством представленных примеров со ссылками на сопутствующие графические материалы:

Согласно ФИГ. 1 для одного трехфазного вентильного реактивного электродвигателя осуществляют следующие подробные этапы:

А) Установка первой группы пороговых значений (th1_low, th1_zero, th1_up) крутящего момента в интервале [0°, θ_r/3] положений ротора и второй группы пороговых значений (th2_low, th2_zero, th2_up) крутящего момента в интервале [θ_r/3, θ_r/2] положений ротора, при этом указанные шесть пороговых значений крутящего момента удовлетворяют следующим условиям:

в которых положение 0° ротора является положением с минимальной фазовой индуктивностью, положение θ_r ротора является угловым шагом, т.е. одним оборотом ротора, а θ_r/2 является половиной оборота ротора;

б) На Фиг. 2 (а, б) показана установка возбужденного состояния S_A в качестве возбужденного состояния питания фазы А, при этом возбужденное состояние S_A=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А положительное, возбужденное состояние S_A=0 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А равно нулю, а возбужденное состояние S_A=-1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А отрицательное; установка возбужденного состояния S_B в качестве возбужденного состояния питания фазы В, при этом возбужденное состояние S_B=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В положительное, возбужденное состояние S_B=0 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В равно нулю, а возбужденное состояние S_B=-1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В отрицательное, а Т_е - ожидаемый плавный крутящий момент.

В) Для смежных сигналов питания возбуждения фазы А и фазы В сигнал питания фазы А опережает на θ_r/3 сигнал питания фазы В. В этот момент фаза А выключена, фаза В включена, и трехуровневое подавление пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя осуществляется путем деления процесса коммутации от фазы А к фазе В на две части, как показано на Фиг. 1.

Процесс коммутации от фазы А к фазе В разделен на две части следующим образом:

(1) В интервале положений [0°, θ₁] ротора фаза А использует вторую группу пороговых значений (th2_low, th2_zero, th2_up) крутящего момента, фаза В использует первую группу пороговых значений (th1_low, th1_zero, th1_up) крутящего момента, при этом критическое положение θ₁ автоматически возникает в процессе коммутации, так что не требуется дополнительных вычислений;

(1.1) цикл переключения фазы В начинается в положении 0° ротора, при этом устанавливается исходное значение возбужденного состояния S_B=1, и ток и крутящий момент фазы В увеличиваются от 0; возбужденное состояние S_A остается в первоначальном состоянии S_A=1, а ток и крутящий момент фазы А увеличиваются, общий крутящий момент увеличивается;

(1.2) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_up крутящего момента, то возбужденное состояние S_A переводится из значения 1 в значение -1, и крутящий момент фазы А уменьшается; фаза В остается в первоначальном состоянии, а крутящий момент фазы В продолжает увеличиваться; поскольку фазовый ток и скорость изменения индуктивности в фазе В в этот момент малы, то скорость увеличения крутящего момента фазы В меньше, чем скорость уменьшения крутящего момента фазы А, характер изменения общего крутящего момента определяется фазой А, и общий крутящий момент уменьшается;

(1.3) когда общий крутящий момент впервые уменьшается до значения T_e+th1_low крутящего момента, условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполняются, возбужденные состояния S_A и S_B сохраняют первоначальные состояния, и общий крутящий момент продолжает уменьшаться;

(1.4) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th2_zero крутящего момента, триггеруется переход состояния фазы А из возбужденного состояния S_A=-1 в возбужденное состояние S_A=0, и крутящий момент фазы А уменьшается, однако скорость уменьшения меньше, чем скорость уменьшения в возбужденном состоянии S_A=-1; фаза В остается в первоначальном возбужденном состоянии и крутящий момент продолжает увеличиваться. В этот момент, при условии, что возбужденное состояние S_A=0 и возбужденное состояние S_B=1, скорость уменьшения крутящего момента фазы А больше чем скорость увеличения крутящего момента фазы В, и общий крутящий момент уменьшается;

(1.5) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th2_low крутящего момента, выполняются условия для изменения состояния в фазе А, состояние в фазе А переходит из возбужденного состояния S_A=0 в возбужденное состояние S_A=1, и крутящий момент фазы А увеличивается; фаза В остается в первоначальном состоянии, и крутящий момент продолжает увеличиваться; общий крутящий момент увеличивается;

(1.6) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_zero крутящего момента и, в свою очередь, до T_e+th1_low, условия изменения состояния в фазе А и фазе В не выполняются в обоих случаях, и общий крутящий момент продолжает увеличиваться;

(1.7) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_up крутящего момента, этапы (1.2)~(1.6) повторяются, и состояние в фазе В не триггеруется, не изменяется и остается возбужденным состоянием S_B=1; возбужденное состояние в фазе А переключается между значениями 1, 0 и -1, и общий крутящий момент управляется в диапазоне [T_e+th2_low, T_e+th2_up], тем самым подавляя пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [0°, θ₁] положения ротора;

(1.8) с увеличением положения ротора, скорость изменения индуктивности и ток в фазе В увеличиваются до определенного уровня. После того, как достигнуто определенное критическое положение, когда возбужденное состояние S_A=0 и возбужденное состояние S_B=1, скорость уменьшения крутящего момента в фазе А меньше, чем скорость увеличения крутящего момента в фазе В и общий крутящий момент увеличивается.

(2) В интервале [θ₁, θ_r/3] положений ротора фаза А продолжает использовать вторую группу пороговых значений (th2_low, th2_zero, th2_up) крутящего момента, а фаза В продолжает использовать первую группу пороговых значений (th1_low, th1_zero, th1_up) крутящего момента;

(2.1) В положении θ₁ ротора общий крутящий момент достигает значения T_e+th2_up крутящего момента и состояние в фазе А переключается в возбужденное состояние S_A=-1; фаза В остается в возбужденном состоянии S_B=1, и в этом положении скорость уменьшения крутящего момента в фазе А при возбуждении отрицательного напряжения питания больше, чем скорость увеличения крутящего момента в фазе В при возбуждении положительного напряжения питания, так что общий крутящий момент уменьшается. Однако, эта ситуация изменяется в дальнейшем. Следуя за увеличением положения ротора, несмотря на то, что возбужденные состояния фазы А и фазы В остаются неизменными, скорость уменьшения крутящего момента в фазе А в возбужденном состоянии S_A=-1 меньше, чем скорость увеличения крутящего момента в фазе В в возбужденном состоянии S_B=1, тем самым общий крутящий момент увеличивается;

(2.2) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_up крутящего момента, ни возбужденное состояние S_A, ни возбужденное состояние S_B не триггеруются и не изменяются, и общий крутящий момент продолжает увеличиваться;

(2.3) когда общий крутящий момент достигает значения T_e+th_1zero крутящего момента, выполняются условия изменения состояния в фазе В и возбужденное состояние S_B переходит в 0 и крутящий момент фазы В уменьшается; фаза А остается в исходном возбужденном состоянии S_A=-1 и общий крутящий момент уменьшается;

(2.4) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th2_up крутящего момента, ни возбужденное состояние S_A, ни возбужденное состояние S_B не триггеруются и не изменяются, и общий крутящий момент продолжает уменьшаться;

(2.5) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th1_low крутящего момента, выполняются условия изменения состояния в фазе В и возбужденное состояние S_B переходит в 1 и крутящий момент фазы В увеличивается; фаза А остается в исходном возбужденном состоянии S_A=-1 и общий крутящий момент увеличивается.

(2.6) Этапы (2.2)~(2.5) повторяются, возбужденное состояние S_A остается равным -1 и крутящий момент и ток фазы А продолжают уменьшаться; возбужденное состояние S_B переключается между 0 и 1, и общий крутящий момент управляется в интервале [T_e+th1_low,, T_e+th1_zero], тем самым подавляя пульсации трехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ₁, θ_r/3] положения ротора;

(2.7) когда ротор находится в критическом положении, крутящий момент фазы В увеличивается в возбужденном состоянии S_B=0, и скорость увеличения больше, чем скорость уменьшения крутящего момента в фазе А в возбужденном состоянии S_A=-1. В этот момент общий крутящий момент увеличивается;

(2.8) кгда общий крутящий момент достигает значения T_e+th1_up крутящего момента, состояние фазы В триггеруется и изменяется, возбужденное состояние S_B переходит из 0 в -1, и крутящий момент фазы В уменьшается; крутящий момент фазы А продолжает уменьшаться, и общий крутящий момент уменьшается;

(2.9) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th1_zero крутящего момента и, в свою очередь, до значения T_e+th2_up ни возбужденное состояние S_A, ни возбужденное состояние S_B не триггеруются и не изменяются, и общий крутящий момент продолжает уменьшаться;

(2.10) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th1_low крутящего момента, возбужденное состояние S_B триггеруется и изменяется на 1 и крутящий момент фазы В увеличивается; фаза А остается в исходном состоянии, крутящий момент фазы А продолжает уменьшаться и общий крутящий момент увеличивается;

(2.11) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th1_zero крутящего момента, возбужденное состояние S_B триггеруется и изменяется на 0, а возбужденное состояние S_A остается равным -1. Ситуация в этот момент такая же, как на этапе (2.7). Этапы (2.7)~(2.11) повторяются, возбужденное состояние S_A остается равным -1, возбужденное состояние S_B переключается между значениями -1, 0 и 1, и общий крутящий момент управляется в интервале [T_e+th1_low, T_e+th1_up], тем самым подавляя пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ₁, θ_r/3] положения ротора;

(2.12) когда ротор находится в критическом положении и крутящий момент фазы В в возбужденном состоянии S_B=0, а возбужденное состояние S_A=-1, общий крутящий момент более не увеличивается, а, наоборот, уменьшается. (2.2)~(2.5) повторяются с этого момента и общий крутящий момент управляется в интервале [T_e+th1_low, T_e+th1_zero], тем самым подавляя пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ₁, θ_r/3] положения ротора.

Для смежных сигналов питания возбуждения фазы В и фазы С, когда сигнал питания фазы В опережает на θ_r/3 сигнал питания фазы С, установка пороговых значений крутящего момента, процесс коммутации, и способы переключения и перехода возбужденных состояний фазы В и фазы С аналогичны предыдущему случаю.

Для смежных сигналов питания возбуждения фазы С и фазы А, когда сигнал питания фазы С опережает на θ_r/3 сигнал питания фазы А, установка пороговых значений крутящего момента, процесс коммутации и способы переключения и перехода возбужденных состояний фазы С и фазы А аналогичны предыдущему случаю.

Экспериментально измеренный сигнал крутящего момента вентильного реактивного электродвигателя представлен на ФИГ. 3.

1. Способ трехуровневого подавления пульсаций крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя, включающий в себя:

а) установку первой группы пороговых значений (th1_low, th1_zero, th1_up) крутящего момента в интервале [0°, θ_r/3] положений ротора и второй группы пороговых значений (th2_low, th2_zero, th2_up) крутящего момента в интервале [θ_r/3, θ_r/2] положений ротора, при этом указанные шесть пороговых значений крутящего момента удовлетворяют следующим условиям:

причем положение 0° ротора является положением с минимальной фазовой индуктивностью, положение θ_r ротора является угловым шагом, т.е. одним оборотом ротора, а θ_r/2 является половиной оборота ротора;

б) установку возбужденного состояния S_A в качестве возбужденного состояния питания фазы А, при этом возбужденное состояние S_A=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А положительное, возбужденное состояние S_A=0 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А равно нулю, а возбужденное состояние S_A=-1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А отрицательное; установку возбужденного состояния S_B в качестве возбужденного состояния питания фазы В, при этом возбужденное состояние S_B=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В положительное, возбужденное состояние S_B=0 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В равно нулю, а возбужденное состояние S_B=-1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В отрицательное, а ожидаемый плавный общий крутящий момент равен Т_е;

в) для смежных сигналов возбуждения питания фазы А и фазы В сигнал возбуждения питания фазы А опережает на θ_r/3 сигнал возбуждения питания фазы В; в этот момент фаза А выключена, фаза В включена, и трехуровневое подавление пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя осуществляется путем деления процесса коммутации от фазы А к фазе В на две части.

2. Способ трехуровневого подавления пульсаций крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя по п. 1, в котором процесс коммутации от фазы А к фазе В разделен на две части:

(1) в интервале [0°, θ₁] положений ротора фаза А использует вторую группу пороговых значений (th2_low, th2_zero, th2_up) крутящего момента, фаза В использует первую группу пороговых значений (th1_low, th1_zero, th1_up) крутящего момента, критическое положение θ₁ автоматически возникает в процессе коммутации, так что не требуется дополнительных вычислений;

(1.1) цикл переключения фазы В начинается в положении 0° ротора, при этом устанавливается исходное значение возбужденного состояния S_B=1, и ток и крутящий момент фазы В увеличиваются от 0; возбужденное состояние S_A остается в первоначальном состоянии S_A=1, а ток и крутящий момент фазы А увеличиваются, и общий крутящий момент увеличивается;

(1.2) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_up крутящего момента, то возбужденное состояние S_A изменяется со значения 1 в значение -1, и крутящий момент фазы А уменьшается; фаза В сохраняет первоначальное состояние, а крутящий момент фазы В продолжает увеличиваться; поскольку фазовый ток и скорость изменения индуктивности в фазе В в этот момент малы, то скорость увеличения крутящего момента фазы В меньше, чем скорость уменьшения крутящего момента фазы А, характер изменения общего крутящего момента определяется фазой А, и общий крутящий момент уменьшается;

(1.3) когда общий крутящий момент впервые уменьшается до значения T_e+th1_low крутящего момента, условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполняются, возбужденные состояния S_A и S_B сохраняют первоначальные состояния, и общий крутящий момент продолжает уменьшаться;

(1.4) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th2_zero крутящего момента, триггеруется переход состояния фазы А из возбужденного состояния S_A=-1 в возбужденное состояние S_A=0, и крутящий момент фазы А уменьшается, однако скорость уменьшения меньше, чем скорость уменьшения в возбужденном состоянии S_A=-1; фаза В остается в первоначальном возбужденном состоянии, и крутящий момент продолжает увеличиваться; в этот момент при условии, что возбужденное состояние S_A=0 и возбужденное состояние S_B=1, скорость уменьшения крутящего момента фазы А больше, чем скорость увеличения крутящего момента фазы В, и общий крутящий момент уменьшается;

(1.5) когда общий крутящий момент уменьшается до значения T_e+th2_low крутящего момента, выполняются условия для изменения состояния фазы А, состояние фазы А переходит из возбужденного состояния S_A=0 в возбужденное состояние S_A=1, и крутящий момент фазы А увеличивается; фаза В остается в первоначальном состоянии, и крутящий момент продолжает увеличиваться; общий крутящий момент увеличивается;

(1.6) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_zero крутящего момента и, в свою очередь, до значения T_e+th1_low, условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполняются в обоих случаях, и общий крутящий момент продолжает увеличиваться;

(1.7) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_up крутящего момента, этапы (1.2)-(1.6) повторяются и состояние фазы В не триггеруется, не изменяется и сохраняет возбужденное состояние S_B=1; возбужденное состояние фазы А переключается между значениями 1, 0 и -1, и общий крутящий момент управляется в диапазоне [T_e+th2_low, T_e+th2_up], тем самым подавляют пульсации крутящего момента трехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [0°, θ₁] положения ротора;

(1.8) с увеличением положения ротора скорость изменения индуктивности и ток в фазе В увеличиваются до определенного уровня; после того, как достигнуто определенное критическое положение, при возбужденном состоянии S_A=0 и возбужденном состоянии S_B=1 скорость уменьшения крутящего момента в фазе А меньше, чем скорость увеличения крутящего момента в фазе В, и общий крутящий момент увеличивается;

(2) в интервале [θ₁, θ_r/3] положений ротора фаза А продолжает использовать вторую группу пороговых значений (th2_low, th2_zero, th2_up) крутящего момента, а фаза В продолжает использовать первую группу пороговых значений (th1_low, th1_zero, th1_up) крутящего момента;

(2.1) в положении θ₁ ротора общий крутящий момент достигает значения Т_е+th2_up крутящего момента и состояние фазы А переключается в возбужденное состояние S_A=-1; фаза В остается в возбужденном состоянии S_B=1, и в этом положении скорость уменьшения крутящего момента в фазе А при возбуждении отрицательного напряжения питания больше, чем скорость увеличения крутящего момента в фазе В при возбуждении положительного напряжения питания, так что общий крутящий момент уменьшается; однако эта ситуация впоследствии изменяется; вслед за увеличением положения ротора, несмотря на то, что возбужденные состояния фазы А и фазы В остаются неизменными, скорость уменьшения крутящего момента в фазе А в возбужденном состоянии S_A=-1 меньше, чем скорость увеличения крутящего момента в фазе В в возбужденном состоянии S_B=1, тем самым общий крутящий момент увеличивается;

(2.2) когда общий крутящий момент увеличивается до значения T_e+th2_up крутящего момента, ни возбужденное состояние S_A, ни