Варианты бездатчиковой коммутации обмоток вентильноиндукторной машины

эффективность структуры по управлению стратегическим развитием компании. На каждом этапе управления стратегией формируется команда для принятия решений (табл. 2). На каждом уровне принятия решений управления стратегией разрабатывается свой комплекс документации, который имеет определенный жизненный цикл и основные процедуры управления документом. Каждый документ, независимо от его уровня принятия решений должен быть сформирован из:

Основной цели документа

Жизненного цикла

Основных требований к документу

Инструментов достижения результативности

Основных процедур управления документом

В совокупности реализаций всех вышеперечисленных позиций позволит задействовать компонентысистемы результативности, что будет являться одним из инструментов совершенствования управления стратегией экономического развития компании.

Продолжительность жизненного цикла документа формируется в зависимости от его типологии: от года до пятидесяти и более лет. Например, Стратегия Общества или Корпоративная стратегия разрабатывается на временной интервал примерно от 15 до 20 лет. Этот период времени позволяет реализовать обозначенные цели корпорации в Стратегии Общества. Требованием к данному документу является поиск стратегических инвесторов, доверие клиентов и менеджмента компании.

Управление процессом стратегии должно сопровождаться требованиями к стратегии как объекту управления, т.е. разработка мероприятий по привлечению заинтересованности инвестора в компании, получением экономического эффекта от бизнеса. Экономический эффект можно рассчитывать в различных единицах измерения, но в любом случае он должен быть достаточным для удовлетворения интересов заинтересованных групп. Стратегия должна быть направлена на практические результаты:

Достижение целей (интересов) акционеров

Высокие финансовые показатели.

Удовлетворенность потребностей покупателей.

Эффективные и рациональные процессы.

Мотивированный персонал.

Не менее важную роль играет формирование по предложенной методологии организационной структуры компании, на основе которой формируется система управления, призванная обеспечить реализацию всей совокупности функций, форм, методов, рычагов и стимулов стратегического развития для достижения эффективности обозначенных целей в структуре управления стратегией.

Эффективность системы управления стратегией экономического развития компании во многом зависит от:

перспективности развития на основе непрерывных изменений поэтапного перехода от достигнутого состояния к целевому, обеспечивающему достижение важнейших стратегических целей,

грамотного выстраивания управления стратегией,

удовлетворения интересов и требований заинтересованных сторон всего бизнес-процесса корпорации,

введения документа, от наименования и назначения которого зависит его жизненный цикл, в котором обозначены основные требования, представлен уровень принятия решения, и четко прописаны показатели и инструменты достижения результативности поставленных в данном документе целей.

Литература:

1. Мащенко В.Е. Системное корпоративное управление. —М., 2003.

2. Сорокина А.В. Система взаимоотношений уровней управления при формировании и реализации стратегии компании// Научно-практический журнал «Экономика. Управление. Право», № 4 (40) Апрель, 2013.

3. Терешина Н.П., Сорокина А.В. Эффективность корпоративного управления на железнодорожном транспорте. Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образования на железнодорожном транспорте», 2009.

4. Экономика железнодорожного транспорта: учебник / Н.П. Терёшина, В.Г. Галабурда, В.А. Токарев и др.; под ред. Н.П. Терё-шиной, Б.М. Лапидуса. - М.: ФГОУ «Учебно- методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2001.

5. Терешина, Н.П. Инновации и конкурентоспособность [Текст] / Н. П. Терешина, В. А. Подсорин // Мир транспорта. - 2012. - № 4. - С. 82-89.

УДК 621.313

ВАРИАНТЫ БЕЗДАТЧИКОВОЙ КОММУТАЦИИ ОБМОТОК ВЕНТИЛЬНО-

ИНДУКТОРНОЙ МАШИНЫ

Митрофаненков Ю.Н., аспирант филиала ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске,

Россия, e-mail: tatjank@yandex.ru Малиновский А.Е., д.т.н., профессор филиала ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г.

Смоленске, Россия, e-mail: yuriy1988@yandex.ru

В статье рассмотрены варианты бездатчиковой коммутации обмоток вентильно-индукторной машины (ВИМ) в зависимости от фазы измерительной ЭДС, представлены мгновенные значения моментов ВИМ при различных вариантах коммутации. Проанализированы достоинства и недостатки различных вариантов коммутации.

Ключевые слова: Коммутация, электромагнитный момент, вентильно-индукторная машина, вентильно-индукторный электропривод.

OPTIONS SENSORLESS COMMUTATION WINDINGS SWITCHED- SWITCHED

RELUCTANCE MOTORS

Mitrofanenkov Y., the post-graduate student, Moscow Power Engineering Institute, Smolensk branch, Russia, e-mail: tatjank@yandex.ru Malinovsky A., Doctor of Techniques, professor of Moscow Power Engineering Institute, Smolensk branch, Russia,

e-mail: yuriy1988@yandex.ru

The article discusses options sensorless commutation windings switched- Switched Reluctance Motors (SRM) depending on the phase measuring EMF, presented the instantaneous moments SRM with different variants of switching. The advantages and disadvantages of various options of switching.

Keywords: Switching, electromagnetic torque, switched reluctance motors.

В последнее время в нашей стране и зарубежном интенсивно разрабатывается вентильно-индукторный электропривод (ВИП), очень простой, надежный и дешевый, весьма перспективный для широкого круга применений. Одна из особенностей ВИП в традиционной комплектации - наличии датчика положения ротора, усложняющего конструкцию и снижающего надежность электропривода.

В публикации [1] подробно рассмотрен метод бездатчикового определения углового положения ротора вентильно-индукторной машины (ВИМ). В данной работе рассмотрены варианты бездатчи-ковой коммутации фазных обмоток в зависимости от углового положения ротора ВИМ.

Для использования ВИМ в качестве датчика углового положения необходимо создавать в двух катушках, расположенных в раз-

TRANSPORT BUSINESS IN RUSSIA | №1 2014 | 81

25 20 15 10 5 0 -5 •10

Угловое положение ротора, эл. рад

Рис.1. Зависимость фазы измерительной ЭДС от углового положения ротора ВИМ о -|-1-|-

Рис. 2. Варианты коммутации обмоток ВИМ в зависимости от фазы измерительной ЭДС и электромагнитного момента

ных фазных обмотках, квадратурные измерительные токи частотой 10 кГц. Так как магнитные проводимости под полюсами фаз двигателя различны и соотношения магнитных проводимостей зависит от углового положения ротора двигателя, то потоки, вызванные измерительными токами, суммируются в магнитной системе с разными амплитудами. В результате получаем измерительный магнитный поток, фаза которого зависит от углового положения ротора двигателя, следовательно, имея информацию о фазе измерительного потока можно вычислить текущее угловое положение ротора. Анализировать фазу потока можно по фазе ЭДС наводимой измерительным потоком в отключенных обмотках машины[1]. Так как ВИМ должна работать в режиме двигателя и датчика углового положения одновременно, то для определения углового положения необходимо использовать только не задействованные в данный момент времени (не участвующие в формировании электромагнитного момента) катушки ВИМ. Более подробно данный метод рассмотрен в [1].

Если применить предлагаемый метод к 3 фазной ВИМ, то для управления формированием электромагнитного момента ВИМ используем одиночную коммутацию фаз. Таким образом, в каждый момент времени только через одну фазную обмотку ВИМ протекают силовые токи, при этом катушки в данной фазе соединены последовательно и согласно. Для того что бы ВИМ выполнял одновременно функции двигателя и датчика углового положения, создадим в двух катушках, незадействованных в данный момент времени для формирования электромагнитного момент и расположенных в разных фазных обмотках, квадратурные измерительные токи. Таким образом, если в формировании электромагнитного момента задействована фазная обмотка С, то в одной катушке фазной обмотки А и одной катушке фазной обмотки В формируем измерительные переменные токи частотой 10 кГц связанные квадратурно. Для исключения влияния измерительных токов на электромеханическую характеристику ВИМ, их величина как минимум на порядок меньше номинальной. Протекающие по катушкам силовые и измерительные токи создают в магнитной системе машины МДС, которые вызывают возникновение потоков. Фаза суммарного потока на частоте 10 кГц несет информацию об угловом положении ротора ВИМ. Анализировать фазу потока можно по фазе ЭДС.

На рисунке 1 представлена полученная экспериментально фаза измерительной ЭДС в зависимости от углового положения ротора ВИМ. Для исследования использовалась 3-х фазная ВИМ имеющая 12 зубцов на статоре и 8 на роторе.

При работе ВИМ в режиме двигателя и датчика углового положения появляется задача коммутации обмоток ВИМ в зависимости от углового положения. Так как в рассматриваемом приводе используются алгоритмы бездатчиковой коммутации обмоток, то для определения момента коммутации обмоток ВИМ используем значение фазы измерительной ЭДС. При этом от выбора значения фазы измерительной ЭДС, при которой следует производить коммутацию обмоток ВИМ, будут зависеть пульсации электромагнитного момент ВИМ и, как следствие, КПД электропривода.

На рисунке 2.а. представлен вариант одиночной коммутации обмоток 3-х фазной ВИМ в зависимости от значения фазы измерительной ЭДС. Преимуществом данного варианта коммутации является то, что на всем цикле коммутации используем линейный участок зависимости фазы измерительной ЭДС от углового положения ротора. В результате мы всегда можем однозначно определить текущее угловое положение, что упрощает выполнение реверса и перевод ВИМ в тормозные режимы работы. Недостатком данного варианта коммутации обмоток ВИМ является сильные пульсации момента, и, как следствие, недоиспользование машины, что приводит к увеличению массогабаритных свойств электропривода.

На рисунке 2.б. представлен вариант одиночной коммутации обмоток ВИМ, при котором обеспечен максимальный момент ВИМ. В данном варианте энергетические характеристики привода находятся на максимальном уровне, что приводит к снижению массога-баритных свойств электропривода. Недостатком данного варианта коммутации является работа на экстремуме зависимости фазы информационной ЭДС от углового положения ротора, как следствие, имеем участки, где определенному значению фазы измерительной ЭДС соответствует два значения текущего углового положения. Имеем не однозначность определенного углового положения ротора ВИМ. Для исключения неоднозначности необходимо контролировать прохождение экстремума зависимости. В этом случае, при

работе ВИМ на заданных оборотах, контролируя прохождение экстремума, однозначно определяем текущее угловое положение и обеспечиваем формирование максимального момента. Однако, при реверсе ВИМ, если в момент изменения направления вращения ротора ВИМ находимся вблизи экстремума зависимости фазы измерительной ЭДС от углового положения, возможно неверное определение углового положения, в результате чего произойдет неверная коммутация обмоток. В результате при реверсе можем иметь колебание оборотов ВИМ, когда при прохождении нулевой скорости ВИМ несколько раз меняет направление вращения. После прохождения нулевой скорости нарушение циклов коммутации исчезнет, электропривод начнет работать в нормальном режиме.

В случае применения рассмотренного метода бездатчиковой коммутации к ВИМ с большим количеством фазных обмоток, появляется возможность исключить такие недостатки, присущие использованию 3-х фазной ВИМ, как большие пульсации электромагнитного момента, присущие первому варианту коммутации, и неоднозначность углового положения, присущие второму варианту коммутации.

На рисунке 2.в. представлен вариант парной коммутации обмоток 6-ти фазной ВИМ конфигурации 12/10. В данном варианте коммутации имеем низкие пульсации электромагнитного момента и, при этом, каждому значению фазы измерительной ЭДС соответствует толь одно значение углового положения ротора ВИМ. При этом на каждом цикле коммутации зависимость фазы измерительной ЭДС от углового положения можно считать линейным, что упрощает построение бездатчиковых следящих систем.

Лабораторные исследования подтверждают работоспособность приведенных вариантов бездатчиковой коммутации обмоток ВИМ. Разработанный способ бездатчиковой идентификации углового положения ротора ВИМ и варианты коммутации обмоток дополняют существующие и могут использоваться в электроприводах в том числе и тяговом электроприводе на транспорте..

Литература:

1. Малиновский А.Е., Митрофаненков Ю.Н. Бездатчиковый вентильно-индукторный электропривод// сб. трудов Междунар. науч.-техн. конф.: «Энергетика, информатика, инновации -2011» Т.1. Смоленск: РИО филиала ГОУВПО МЭИ(ТУ) в г. Смоленске-2012

2. Хрущев В.В. Электрические микромашины автоматических устройств. Учебное пособие. Л., «Энергия», 1976. 384 с. с ил.

3. Овчинников И.Е. Вентильные электрические машины и привод на их основе (малая и средняя мощность)/И.Е.Овчинников: Курс лекций - СПб.:К0Р0НА-Век,2007