Енергоефективний електропривід на основі синхронного двигуна з постійними магнітами

Abstract

В кваліфікаційній роботі проведено аналіз синхронних двигунів з постійними магнітами, їх конструктивних особливостей та сфер застосування. Також розглянуто сучасні методи керування синхронними двигунами з постійними магнітами і визначено перспективність використання енергоефективних бездатчикових систем керування. Представлено математичну модель синхронного двигуна у системі координат (d,q) та синтезовано системи векторного і бездатчикового керування. Крім того, досліджено принципи роботи регуляторів струму, швидкості та адаптивного спостерігача стану. Виконано моделювання у середовищі MATLAB і представлено динамічні характеристики. За результатами моделювання встановлено, що бездатчикова система керування забезпечує найкращі показники швидкодії, точності регулювання та енергоефективності електропривода.

This qualification work analyzes permanent magnet synchronous motors, their design features, and areas of application. It also examines modern methods for controlling permanent magnet synchronous motors and identifies the potential for using energy-efficient sensorless control systems. A mathematical model of a synchronous motor in the (d,q) coordinate system is presented, and vector and sensorless control systems are synthesized. Furthermore, the operating principles of current and speed controllers, as well as an adaptive state observer, are investigated. Simulations were performed in MATLAB, and dynamic characteristics are presented. The simulation results show that the sensorless control system provides the best performance in terms of response time, control accuracy, and energy efficiency of the electric drive.