При аналитическом описании характеристик электроприводов с ВД используется три различных подхода или метода. Каждый из них удобен для описания каких-то определенных режимов с учетом особенностей характеристик и назначения привода.
Первый метод основан на отмеченной выше конструктивной аналогии ВД с синхронным двигателем, питающимся от полупроводникового преобразователя напряжения, и предполагает рассмотрение двигателя с позиции теории синхронных машин при постоянном значении угла нагрузки. При этом учитываются только первые гармонические составляющие напряжений секций. Достоинством метода является то, что он позволяет получить достаточно строгие и удобные для анализа соотношения для расчета установившихся значений токов, моментов и мощностей, а также построить динамические модели привода. Но метод имеет и ряд недостатков.
- Не позволяет учесть особенности различных способов коммутации и недостаточно точен при описании приводов с неполной коммутацией секций.
- При использовании метода отсутствует возможность расчета мгновенных значений координат.
- Не учитываются высшие гармоники напряжения, что снижает точность расчета.
Второй метод основан на использовании усредненных значений переменных и параметров. Его сущность заключается в том, что реальные значения напряжения, тока и э.д.с. заменяются их усредненными на МКИ значениями. Применение этого метода позволяет представить ВД эквивалентным коллекторным двигателем постоянного тока. Применительно к ВД малой мощности он имеет те же недостатки и достоинства, что и первый.
|
|
Третий метод исследования – по мгновенным значениям координат, путем непосредственного решения уравнений напряжений электрических контуров. Контуры при этом могут быть реально существующими или полученными путем координатных преобразований. Основное достоинство этого метода заключается в том, что он наиболее точно и реально отражает физические процессы, происходящие в двигателе. Недостатки метода следующие:
- Применение метода затруднительно при исследовании двигателей с большим числом секций, так как это приводит к существенному повышению порядка дифференциальных уравнений, описывающих коммутационные процессы.
- Полученные таким методом аналитические соотношения для характеристик трудно использовать в общем виде, так как они годятся только для численного решения конкретных задач. Метод неудобен для исследования переходных процессов привода, особенно при большой разнице электромагнитной и электромеханической постоянных.
Ни один из перечисленных методов не позволяет построить универсальную модель ВД, которая бы одинаково хорошо отражала процессы внутри МКИ, давала удобные для анализа характеристик интегральные соотношения и позволяла решить задачи анализа и синтеза приводов с ВД. Однако правильный выбор модели позволяет решить каждую из перечисленных задач отдельно.