автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка универсальной модульной бездатчиковой системы управления вентильно-индукторного электропривода

На правах рукописи

ФУКАЛОВ РОМАН ВИКТОРОВИЧ

РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОЙ МОДУЛЬНОЙ БЕЗДАТЧИКОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Специальность 05.09.03 - "Электротехнические комплексы и системы"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре автоматизированного электропривода Московского энергетического института (технического университета).

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Бычков Михаил Григорьевич

доктор технических наук, профессор Тарасов Владимир Николаевич, кандидат технических наук Чернова Елена Николаевна

ОАО «Электропривод»

Защита диссертации состоится " 24 " июня 2005 года в 14 час. 00 мин. в аудитории М-611 на заседании диссертационного совета Д 212.157.02 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д.13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета)

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направить по адресу: 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ)

Автореферат разослан

2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.02 канд.техн.наук, доцент

Цырук С. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Вентильно-индукторный электропривод (ВИЛ) - новый тип электропривода, которому в последние годы посвящено большое количество исследований и публикаций во всех развитых странах. Простота исполнения, высокая технологичность и надежность машины, низкая ее стоимость, возможность создания простого и надежного коммутатора на современной элементной базе, функциональная гибкость и высокие энергетические показатели делают этот привод весьма перспективным для широкого применения в различных отраслях современной техники.

Однако, объективная сложность физических процессов, определяющих работу привода, датчик положения ротора, усложняющий конструкцию двигателя, и ряд других недостатков препятствуют выходу вентильно-индукторного электропривода на широкий рынок. В научно-технической литературе по ВИП имеется мало сведений об алгоритмах управления этим электроприводом и их практической реализации. Вместе с тем, только за счет корректной организации управления, адекватного объекту, можно получить высокие технические показатели для данного типа привода.

Переход от датчиковых к бездатчиковым системам управления является общепринятой тенденцией развития как традиционных регулируемых электроприводов, так и ВИП. Широкую известность получили работы по бездатчиковым ВИП таких авторов, как Р.Р.АсагпЛеу, Р.С.К^аег, О.Оа11е£Оз-Ьоре2, Т.РХуош, З.Я.МасМлпп и др. Алгоритмы бездатчикового управления могут быть реализованы только при микропроцессорном управлении за счет использования достаточно сложного программного обеспечения.

Общепринятым средством разработки программ различного назначения является модульное построение программного обеспечения. Оно повышает эффективность и сокращает время его разработки. В то же время опыт разработки микроконтроллерных систем управления электроприводов показал, что стремление максимально использовать возможности аппаратных модулей конкретного типа микроконтроллера существенно усложняет перенесение разработанного программного обеспечения на новые микроконтроллеры, даже при использовании модульного подхода.

Активные работы по исследованию ВИП в России ведутся в Московском энергетическом институте, в Южно-российском государственном техническом университете, Ростовском институте инженеров железнодорожного транспорта и др. Значительн "

индукторного электропривода наряду с зарубежными специалистами -Р.1.Ьа\угепзоп, ТЛ.Е.МШег и др. внесли и отечественные ученые Н.Ф.Ильинский, М.Г.Бычков, Л.Ф.Коломейцев, Д.А.Бут и др.

Наиболее перспективными применениями ВИП являются высокоскоростные установки и низкоскоростные агрегаты с большими моментами. Рациональным является применение ВИП в бытовой технике, насосных установках, малых транспортных средствах (велосипеды, скутеры, транспортные тележки, мотороллеры, инвалидные коляски и т.п.). Для указанных применений предпочтительны алгоритмы работы, исключающие специальные высокоточные, но дорогие датчики положения и скорости, требующие минимального числа датчиков электрических величин, невысокой процессорной мощности и обеспечивающие робастность функционирования. Разработке именно таких алгоритмов уделено основное внимание в диссертации.

Изложенное позволяет считать тему диссертации весьма актуальной. Диссертация способствует созданию научно-технической базы для продвижения нового перспективного электропривода на рынок регулируемых электроприводов.

Цель диссертационной работы.

Разработка универсальной модульной бездатчиковой системы прямого цифрового управления вентильно-индукторного привода и алгоритмов управления для электроприводов различного назначения.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи;

■ анализ существующих способов бездатчикового управления ВИП и выбор принципа управления;

■ разработка универсальной модульной системы бездатчикового управления ВИП и апробация ее на электроприводах различной конфигурации;

■ разработка методики согласования параметров алгоритма управления с параметрами объекта управления и экспериментальной проверки этого соответствия;

■ определение границ применимости бездатчикового управления и расширение диапазона работы в сторону низких скоростей за счет учета параметров полупроводниковых элементов силовой схемы;

■ разработка ПО для конкретных применений и экспериментальная проверка алгоритма на действующей насосной установке;

в разработка алгоритма непрерывного определения положения ротора в системе бездатчикового управления ВИЛ, проверка работы наблюдателя положения на экспериментальной установке; ■ анализ возможности применения разработанного алгоритма бездатчи-ковой коммутации для работы в генераторном режиме, экспериментальная проверка алгоритма.

Методы исследований. При решении поставленных в диссертационной работе задач использованы базовые положения теории электромеханического преобразования энергии, теории автоматизированного электропривода, практические аспекты промышленной электроники и микропроцессорной техники, компьютерные средства разработки и симулирования программного обеспечения цифровых сигнальных процессоров, численные методы обработки результатов экспериментов на действующих образцах вен-тильно-индукторного электропривода.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов Достоверность научных положений и выводов подтверждена результатами экспериментальной проверки на нескольких испытательных стендах кафедры автоматизированного электропривода Московского энергетического института (ТУ), результатами компьютерного моделирования, полученными при строго обоснованных и подтвержденных экспериментально допущениях.

Научная новизна работы заключается в следующем:

■ Разработана и апробирована универсальная модульная система бездатчикового управления двигателем в вентильно-индукторном электроприводе.

■ Расширены границы применения алгоритма бездатчиковой коммутации вентильно-индукторных двигателей за счет учета прямого падения напряжения на элементах силовой схемы преобразователя.

■ Разработан алгоритм непрерывного определения текущего положения ротора вентильно-индукторной машины, основанный на косвенном измерении потокосцепления, определены границы его применимости.

■ Установлено, что предложенный алгоритм бездатчиковой коммутации применим для работы в генераторном режиме при изменении условий формирования импульса на коммутацию фаз.

Основные практические результаты диссертации.

Создано модульное программное обеспечение для бездатчикового управления вентильно-индукторным электроприводом, позволяющее с минимальными затратами адаптировать его для конкретных требований и структур системы управления. Разработаны алгоритмы бездатчикового управления вентильно-индукторным электроприводом для различных применений.

Полученные в ходе исследований результаты и разработанное программное обеспечение использованы:

■ при разработке опытных образцов вентильно-индукторных электроприводов на Ярославском электромашиностроительном заводе;

■ при создании опытных образцов электропривода электровелосипеда (160 Вт, 160 об/мин);

а при создании опытных образцов электроприводов насосных установок (15 кВт, 3000 об/мин и 7,5 кВт, 3000 об/мин);

■ при разработке системы бездатчикового управления вентильно-индукторного электропривода по заказу фирмы "Daimler Crysler".

Разработки автора и созданные с их использованием прототипы промышленных вентильно-индукторных электроприводов способствуют продвижению вентильно-индукторного электропривода на рынок регулируемых электроприводов.

На защиту выносятся:

■ базовая структура системы бездатчикового управления вентильно-индукторного электропривода, обеспечивающая эффективное токоо-граничение при низких скоростях, как в двигательном, так и в генераторном режимах, параллельную работу каналов регулирования напряжения и углов коммутации, стабилизацию скорости на заданном уровне

■ методика реализации бездатчиковой коммутации в системе прямого цифрового управления на базе микропроцессора, ориентированная на рациональное использование ресурсов микроконтроллера по объему памяти и быстродействию.

■ трехуровневая модульная структура организации программного обеспечения микроконтроллера, реализующая все необходимые основные и вспомогательные функции системы бездатчикового управления ВИЛ.

■ способ учета неидеальности полупроводниковых элементов силовой схемы в алгоритме бездатчикового управления ВИД обеспечивающий расширение диапазона работы в сторону низких скоростей

■ алгоритм определения текущего положения ротора ВИЛ, основанный на расчете нормализованного потокосцепления и экстраполяции этого сигнала от предыдущей фазы на время получения недостоверного сигнала от вновь включаемой фазы

в модификации алгоритма бездатчиковой коммутации, обеспечивающие работу ВИЛ в генераторном режиме.

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на:

- 11-ой Международной конференции по силовой электронике и средст-

вам управления (Латвия, Рига, 2-4 сентября 2004 г.);

- IY Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизи-

рованному электроприводу «Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития» (Магнитогорск, 14-17 сентября 2004 г.);

- 7-й, 8-й и 9-й Международных научно-технических конференциях

студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ, 2001,2002, 2003 гг.);

- электронной конференции по подпрограмме "Топливо и энергетика"

науч.-техн. программы "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (Москва, ноябрь - декабрь 2002 г.);

Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 печатных работ и

получен патент на изобретение. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 165 страницах основного текста, содержит 118 иллюстраций и 17 таблиц. Список литературы включает 95 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи, отражена научная новизна и практическая ценность полученных результатов, дается общая характеристика работы.

В первой главе кратко рассмотрены принцип действия вентильно-индукторной машины (ВИМ) и структура вентильно-индукторного электропривода, указано его место среди регулируемых электроприводов. Его осо-

бенность - дискретность работы в сочетании с нелинейностью магнитной системы - усложняет исследование системы и разработку алгоритмов управления.

Рассмотрены силовые схемы преобразователей, используемые в практических реализациях ВИЛ, режимы управления и ограничения, накладываемые на управляющие воздействия конфигурацией силовой схемы.

Выполнен аналитический обзор научно-технической литературы, касающейся вопросов управления ВИЛ, структурных особенностей систем управления, алгоритмов управления, оптимизации параметров управления. Указано на большое разнообразие известных решений по структурам, техническим средствам и функциональным возможностям систем управления ВИЛ. Их анализ позволил определить требования к системе управления, выделить ее основные и дополнительные функции.

Управляющими воздействиями для ВИМ являются напряжение Щ, прикладываемое к фазе, углы включения 0ВКЛ и отключения <90ТКЛ, а также вид коммутации (одиночная, парная, несимметричная и т.п.). Для получения высоких регулировочных и энергетических показателей ВИЛ необходимо точное управление, как по каналу напряжения, так и по углам включения и отключения.

В современных регулируемых электроприводах растет объем вспомогательных функций, реализующих защиту, сигнализацию и индикацию состояния системы, диагностику неисправностей, а также различного рода интерфейсы с технологическими установками и верхним уровнем управления.

Система управления ВИЛ может быть реализована на различных технических средствах. Построение системы управления ВИЛ на базе микроконтроллера позволяет легко изменять как ее структуру, так и параметры регуляторов за счет модификации программного обеспечения. Однако можно выделить ряд функций, реализация которых необходима в любом варианте системы управления:

« коммутация фаз в определенной последовательности в функции положе-" ния ротора с возможностью изменения углов включения и отключения

• регулирование напряжения на рабочем этапе цикла коммутации

« токоограничение в двигательном и генераторном режиме при работе на низких скоростях и в динамических режимах

• программные защиты от перегрузки по току, превышения скорости, сбоев в работе аппаратных средств

• интерфейс с оператором в процессе работы

® интерфейс с компьютером для перепрограммирования контроллера.

Одновременное выполнение большинства указанных функций в реальном масштабе времени с минимальными временными задержками требует рационального распределения аппаратных и программных ресурсов микроконтроллера, установки приоритетов выполнения функций и способов их реализации.

Анализ показал, что в настоящее время не существует универсальной структуры системы управления ВИП, а разнообразие требований и технических средств реализации требуют систематизации структур по сложности их реализации и регулировочным свойствам.

Приведены данные электроприводов, для которых автором было разработано программное обеспечение, и параметры экспериментального оборудования, с помощью которого выполнялась проверка работоспособности и эффективности разработанных алгоритмов управления.

Во второй главе рассматривается организация бездатчикового управления ВИП.

ВИМ при всей простоте конструкции весьма требовательна к системе управления. Для этого обычно используется связанный с валом двигателя датчик положения. Его наличие усложняет конструкцию двигателя, интерфейс между контроллером и двигателем, снижает надежность работы в условиях электромагнитных помех, тем самым увеличивая стоимость электропривода и затраты на его обслуживание.

Бурное развитие в течение последних десятилетий микропроцессорных средств стимулировало исследователей на разработку способов, позволяющих устранить датчик положения ротора из систем управления вентильных электроприводов за счет совершенствования алгоритмов управления и косвенного измерения положения по сигналам электрических величин.

Переход к бездатчиковым системам управления является одним из направлений развития современных регулируемых электроприводов на базе двигателей различных типов. Он позволяет повысить точность работы, расширить диапазон регулирования, повысить надежность и помехозащищенность ЭП, упростить конструкцию, снизить стоимость.

Анализ публикаций по этому вопросу позволил установить, что из всех известных, перечисленных в диссертации, методов наиболее широкое распространение получил метод, основанный на детектировании положения ро-

тора по совпадению мгновенного значения потокосцепления % измеренного косвенным методом, с заданным значением потокосцепления %АД (рис. 1).

Преимущество этого метода по сравнению с другими - отсутствие дополнительных аппаратных средств, минимальное число требуемых датчиков, крайне умеренные требования к вычислительным ресурсам микропроцессора.

Текущее значение по-

(1)

Предложен способ учета неидеальности полупроводниковых элементов силовой схемы ВИП в алгоритме бездатчикового управления, обеспечивающий расширение диапазона в сторону низких скоростей. Вычисление среднего значения Еф на интервале ШИМ с использованием только одного датчика напряжения, измеряющего напряжение в звене постоянного тока £/вс> производится по формуле

Еф=Ги0С-КЯф+гпр)-Аиу, (2)

где у - скважность ШИМ; гПр- сопротивление соединяющих проводов.

Величина А £/у учитывает прямое падение напряжения на силовых транзисторах Шг = А11го + / • гг и обратных диодах Ша = Шт + / ■ . Значение

А С/у зависит от режима коммутации и типа силовых ключей. В двигательном режиме

Еф = {11к: - 2Шго)у - ¿К + гпр + 2угТ + (1 - у\гт + гв)\- (1 - у\АII т + ДС/го). (3) В генераторном режиме

ЕФ = -Рос -2Аит)гт] - ¡[яф + гПР + 2уУЕИ гп + {\- у\гТ + >Ъ)\- (1 - у\М!п + А(УМ).(4) При отключении фазы

еф=-(и0С + Ыит)~1(Яф+гпг+2г0). (5)

Разработана базовая структура системы бездатчикового управления ВИП (рис. 2).

I I

о = К • ^=К«ф - 1к К •

о о

Выбор направления вращения

Рис. 2

Разработана методика реализации бездатчикового управления (коммутации) в системе прямого цифрового управления на базе микропроцессора. Методика ориентирована на рациональное использование ресурсов микроконтроллера по объему памяти и быстродействию.

При создании микропроцессорной системы управления важным является выбор масштаба и формата представления аналоговых величин в цифровой форме.

В микроконтроллере операция интегрирования в уравнении (1) реализуется суммированием вычисленных мгновенных значений Е с постоянным шагом интегрирования At. Для пересчета величин в машинные единицы (помечены знаком *) введены масштабные коэффициенты К, в результате чего

уравнение (1) приобретает вид

г = (6)

Г Кч Ку 1024 )

В третьей главе предложена трехуровневая модульная система организации программного обеспечения системы управления ВИЛ. На рис. 3 показано содержание уровней.

Третий уровень

Второй уровень

сбор диагностической информации

контроль и модификация параметров интерфейс с ПК

Рис.3

К первому уровню отнесены программные модули, осуществляющие связь с аппаратными средствами ввода/вывода микроконтроллера; модули, требующие жестко фиксированного интервала повторения (управление АЦП) или минимального времени реакции системы (регулятор тока и модуль защит). Указанные модули обязательно присутствуют в любой системе управления ВИП и составляют конфигурируемое микроядро, работающее в режиме реального времени.

На второй уровень вынесены модули, не вошедшие в микроядро, однако, требующие выполнения операций в реальном времени. Они могут быть синхронизированы с ядром или иметь свою диаграмму реального времени, это зависит от приоритета модуля и мощности используемого микроконтроллера. Данные модули не взаимодействуют напрямую с аппаратными ресурсами контроллера, а обрабатывают информацию, получаемую микроядром.

На третий уровень вынесены модули, не требующие выполнения операций в реальном времени. Модулям выделяется оставшееся от основных систем процессорное время.

Рассмотрена подробно организация отдельных, наиболее важных, программных модулей, взаимодействие программных модулей микроядра между собой и модулями других уровней.

Разработаны варианты модульного программного обеспечения для микроконтроллеров на базе DSP TMS320F241 с различным числом фаз и разной конфигурацией силовой части. Все варианты апробированы на реальных установках.

Получены экспериментальные оценки использования ресурсов процессора. Для процессора TMS320F241 с тактовой частотой 20 МГц модули ядра занимают приблизительно пятую часть ресурсов процессора (рис. 4), для процессора TMS320F2407A с тактовой частотой 40 МГц занятость процессорных ресурсов модулями ядра составляет около 10%. Для модулей ядра системы загрузка по памяти программ составляет 6,6%, по памяти данных 12%.

Разработаны сервисные средства программного обеспечения, позволяющие в реальном времени

Р егулятор тока

Модуль

Планировщик обслуживания АЦП^

задач ядра / , .

Блок Драйвер выходов

зашит шМ

2

11 МКС t

50 мкс

Рис. 4

параллельно с основным алгоритмом отображать и модифицировать содержимое памяти и обеспечивающие отладку программ в реальных условиях.

Разработаны микропроцессорные системы управления электроприводов велосипеда и насосной установки, которые апробированы в лабораторных условиях, электропривод насосной установки прошел опытную эксплуатацию на реальном объекте (ЦТП Западного округа Москвы) и показал надежную работу.

В четвертой главе рассматривается возможность реализации непрерывного измерения положения ротора при коммутации фаз по методу косвенного измерения потокосцепления. Для решения ряда задач необходимо полное восстановление сигнала текущего положения ротора. К этим задачам относятся: - задание требуемой формы тока одновременно работающих фаз в функции угла поворота ротора, например, с целью минимизации пульсаций суммарного момента или для снижения уровня шума;

- получение сигнала текущего положения ротора для восстановления текущего значения скорости, что может быть необходимо для реализации замкнутого контура регулирования скорости с целью ее стабилизации;

- организация замкнутого контура регулирования положения для работы в режиме позиционирования или слежения, а также для стабилизации движения на низких скоростях.

Основным параметром, изменяющимся в зависимости от положения ротора, является магнитная проводимость воздушного зазора между зубцами статора и ротора. Она приводит к изменению индуктивности Цв) соответствующей фазы обмотки, являющейся периодической функцией с периодом Тк = симметричной относительно согласованного положения зубцов. На участке возрастания Цв) с достаточно высокой точностью соответствует линейной зависимости

Ь(е)~ЬРАС+Кш{9-вРАС), (7)

где Кив={Ьсогл ~ ЦасЖ^рас - всогл) - коэффициент наклона линейного участка зависимости Цв). Для этого участка положение ротора может быть вычислено непосредственно по формуле

• (8)

Для нелинейных участков зависимости Цв) возможным вариантом является восстановление текущего положения ротора в по последнему достоверно найденному положению 9КОм и мгновенному значению скорости со

в = вком+ \rndt (9)

'ком

С учетом возможности приближенной оценки скорости со посредством измерения интервала времени между двумя или несколькими предыдущими

коммутациями фаз

0 = +('-'«*)<»• (10)

Обработкой экспериментального семейства кривых намагничивания ВИМ установлено, что нормализованное потокосцепление, вычисляемое по формуле

^СОГЛ (0 _ ^ РАС (0 ^СОГМ (0 ~ ^РАС (О

совпадает с нормализованной зависимостью Ь*(в) и может использоваться для косвенного измерения мгновенного положения ротора при локальном насыщении зоны перекрытия зубцов ВИМ.

Практическое решение проблемы косвенного измерения мгновенного положения ротора ВИЛ при бездатчиковой коммутации фаз разделяется на несколько этапов:

- Разработка программного обеспечения микроконтроллера, вычисляющего величину нормализованного потокосцепления на интервале работы каждой фазы

- Отладка программного обеспечения и исследование работы алгоритма при различных условиях

- Получение непрерывного сигнала положения ротора на полном периоде переключения фаз

Сигнал ^*фаз является основой для дальнейшего получения требуемого сигнала мгновенного положения ротора, изменяющегося линейно на полном периоде переключения фаз (на интервале 360 эл. градусов). Для трехфазной машины искомый график нормализованного значения текущего положения ротора в* = 0/360° на линейных участках работы каждой фазы рассчитывается по формулам

Для практической реализации расчета 9* необходимо определить условия переключения между формулами (12).. .(14). Если переключение производить в точках коммутации фаз, то в эти моменты в графике 8* могут возникать скачки, величина которых зависит от заданного вВкл (см. график #алг на рис. 5,а). В диссертации разработан и реализован алгоритм определения текущего положения ротора, основанный на расчете нормализованного потокосцепления и экстраполяции этого сигнала от предыдущей фазы на время получения недостоверного сигнала от вновь включаемой (рис. 5,6).

Разработана экспериментальная установка и методика оценки погрешностей сигнала текущего положения ротора.

(12)

(13)

(14)

в; = 2/з+кд/^с+у/'см),

а) 6)

Рис. 5

Экспериментально проверена работа наблюдателя текущего положения ротора при изменении напряжения питания, скважности ШИМ, уровня токоограничения и нагрузки. Определена рабочая зона, в которой погрешность определения положения не превышает 6% от истинного значения. Для исследованного двигателя 6/4 8 кВт эта зона находится в пределах: 1 ООО...4500 об/мин, С/ос = 30.. .150 В, у = 25... 100%, /ос = 2.. .30 А. Следует отметить, что максимальные значения тока и напряжения были ограничены возможностями испытательного стенда.

В пятой главе рассматривается возможность бездатчикового управления ВИЛ в генераторном режиме.

Исследовался режим работы на резистивную нагрузку, подключенную к звену постоянного тока и возбуждении от неуправляемого выпрямителя (рис 6). Баланс мощности

Р + Р

и:

<к

возб

я.

(15)

выполняется при /возб>0 за счет изменения Рвозб. Увеличение Рген в данном случае приводит сначала к снижению 1ВОзб > а затем к росту и^ • При Щ > ив03б мощность Рв03б = 0 и имеем так называемый автономный генераторный режим, когда для этапа включения фазы используется энергия, запасенная в конденсаторе Сое •

При работе в генераторном режиме может встречаться ситуация, когда заданная кривая коммутации пересекается дважды (точки 2 и 3 рис 7), что делает невозможным использование этого алгоритма в генераторном режиме без его модификации.

Для обеспечения работы алгоритма в генераторном режиме была введена проверка направления пересечени кривой намагничивания (рис. 8): если пересечение кривой происходит при возрастании потокосцепления, то коммутация не происходит, если же при уменьшении, то подается сигнал на коммутацию. Ос-

тальные модули системы не требуют внесения в них изменений.

Силовой коммутатор

Зядатчик

режима

О»

Гзад(0

"не"

Рис. 8

Для более детального исследования бездатчиковой коммутации в автономном генераторном режиме было проведено несколько серий опытов с разными уставками токоограничения, сопротивления нагрузки и коэффициентов Ку и Кк. На рис. 9 показаны полученные в этих опытах зависимости £/ос(") при разных уставках токоограничения, сопротивлениях нагрузки и коэффициентах Ку и Кц. Следует заметить, что для всех графиков крайние точки близки к границам устойчивой коммутации.

На рис. 10 приведены примеры соответствующих фазовых портретов Щ при 1т,г = 15 А, Ку* = 0.66, Кг = 0 и разных значениях скорости, из которых видно, что автоматическое изменение углов коммутации, которое совместно с изменением напряжения обеспечивает примерное постоянство формы тока и стабилизацию режима работы при «=сош1:, а также при изменении скорости.

В заключении обобщены основные результаты и выводы по работе.

,В

/

^ /

-ж-Udc = 80 в, lm=10/7 a, Rh=50 Ом -a-lm=10/7 a. rh=50 ом, kv*=1. Кг=3,6 -o-lm=10/7 a, rh=50 ом, kv*=0.66, кг-0 -й-1(П=15/25 a, rH=50 OM,KV*=0,66, kr=0 -o-lm=15/25 a, rh=30 ом, kv»=0,66, kr=0 —lm=15/25 a, Rh=50 ом, Kv*=var, kr=4,3 -1-1-1

> / /

о 200 400 600 800 П, Об/МИН

Рис. 9.

Рис. 10.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В работе получены следующие основные результаты:

1. Предложена трехуровневая модульная структура организации программного обеспечения микроконтроллера, реализующая необходимые основные и вспомогательные функции системы бездатчикового управления ВИП. Разработаны варианты модульного программного обеспечения для контроллеров на базе DSP серии 240F фирмы Texas Instruments для ВИП с различным числом фаз и разными конфигурациями силовой части.

2. Получены экспериментальные оценки использования ресурсов процессора: для модулей ядра системы загрузка по памяти программ составляет 6,6 %, по памяти данных - 12 %, по времени - около 10 %.

3. Разработаны сервисные средства программного обеспечения, позволяющие в реальном времени параллельно с основным алгоритмом отображать и модифицировать содержимое памяти, и обеспечивающие отладку программ в реальных условиях.

4. Разработан и реализован алгоритм определения текущего положения ротора ВИМ, основанный на расчете нормализованного потокосцепления и экстраполяции этого сигнала от предыдущей фазы на время получения недостоверного сигнала от вновь включаемой фазы.

5. Разработана экспериментальная установка и методика оценки погрешностей при определении сигнала текущего положения ротора. Экспериментально проверена работа наблюдателя текущего положения ротора при изменении напряжения питания, скважности ШИМ, уровня токоограни-чения и нагрузки. Определена рабочая зона, в которой погрешность определения положения не превышает 6% от истинного значения.

6. Разработана и реализована модификация алгоритма бездатчиковой коммутации, обеспечивающая работу в генераторном режиме.

7. Экспериментально исследована работа ВИП в генераторном режиме на резистивную нагрузку. Установлено, что в автономном режиме напряжение Udc практически линейно зависит от скорости. Увеличение уставки токоограничения увеличивает наклон графика UDC(n)b но не влияет на диапазон устойчивой работы по частоте вращения.

8. Обнаружено автоматическое изменение углов коммутации, которое совместно с изменением напряжения обеспечивает примерное постоянство формы тока и стабилизацию режима работы при n=const, а также при изменении скорости.

9. Предложено и защищено патентом РФ № 2242873 устройство, реализующее бездатчиковое управление ВИП в генераторном режиме.

10. Микропроцессорная система управления ВИП насосной установки прошла опытную эксплуатацию на реальном объекте - одной из ДТП г. Москвы - и показала надежную работу.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Фукалов Р.В. Усовершенствование отладочных средств для микроконтроллера Motorola семейства НС08. // 7-я Междунар. конф. студентов и аспирантов, 27-28 марта 2001: Тез. докл. - М.: МЭИ, 2001. - С - 138.

Л0о£-У

¿3 6а?ъо*

2. Ильинский Н.Ф., Бычков М.Г., Сарач Б.М., Остриров В.Н Фукалов Р В. Вентильно-индукторный электропривод насосов // Отчета, конф. - выставка по подпрограмме "Топливо и энергетика", 19-20 декабря 2001 : Тез. докл. - М.: МЭИ, 2001. - С. 16.

3. Фукалов Р.В. Система управления вентильно-индукторным электроприводом. // 8-я Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", 28 февраля -1 марта 2002г.: Тез. докл., т.2. - М.: МЭИ. - С. 101-102.

4. Ильинский Н.Ф., Бычков М.Г., Сарач Б.М., Фукалов Р.В. Новый высокоэффективный электропривод вспомогательных агрегатов энергетических установок // Электронная конф. по подпрограмме "Топливо и энергетика" науч.-техн. программы "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники", ноябрь - декабрь 2002 г.: Тез. докл. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - С. 13.

5. Фукалов Р.В. Система бездатчикового управления вентильно-индукторным электроприводом. / Тр. МЭИ (ТУ). Вып. 678. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - С. 54-59.

6. Фукалов Р.В. Система бездатчикового управления вентильно-индукторным электроприводом насоса / 9-я Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", 4 - 5 марта 2003 г.: Тез. докл., т.2. - М.: МЭИ, 2003. - С. 121-122.

7. Сарач Б.М., Паньшин A.C., Кисельникова A.B., Фукалов Р.В. Натурные испытания вентильно-индукторного электропривода насоса в центральном тепловом пункте // Вестник МЭИ. - 2003. - № 3. - С. 50-55,

8. Бычков М.Г., Фукалов Р.В. Универсальная модульная микропроцессорная система управления вентильно-индукторным двигателем // Электричество.- 2004. - № 8.- С. 23-31.

9. Бычков М.Г. Фукалов Р.В. Нестеров Е.В. Овчинкин С.В. Ремизевич Т.В. Проектирование и управление вентильно индукторным приводом для легких транспортных средств..//11я международная конференция по электроники и средствам управления, 2-4 сентебря.2004г, Рига, Латвия. -CD-ROM,- 3 с. (на английском языке).

10. Фукалов Р.В. Варианты реализации микропроцессорной системы бездатчикового управления вентильно-индукторным электроприводом // Вестник МЭИ. - 2005. - № 1. - С. 50-55.

Печ.л. Щ_Тираж М_Заказ ftö

Введение.

Глава 1. Вентильно-индукторный электропривод как объект исследования.

1.1. Принцип действия вентильно-индукторного электропривода.

1.2. Требования к силовому преобразователю и варианты выполнения.

1.3. Требования к системе управления вентильно-индукторного электропривода.

1.4. Обзор способов управления ВИП.

1.5. Экспериментальная база.

Глава 2. Бездатчиковое управление вентильно-индукторным электроприводом.

2.1. Варианты реализации бездатчикового управления для ВИМ.

2.2 Алгоритм бездатчикового управления.

2.3. Реализация алгоритма бездатчикового управления.

2.3.1. Выбор масштабов представления для расчетных величин.

2.4. Влияние дискретности на точность определения положения.

2.5. Учет падения напряжения.

Глава 3. Модульная система управления вентильно-индукторного электропривода.

3.1. Построение модульной системы управления.

3.1.1. Структура системы управления - разделение на уровни.

3.1.2. Микрояядро - состав и задачи.

3.1.3. Оценка временных и точностных характеристик работы регулятора тока.

3.1.4. Оценка загруженности процессора модулями ядра.

3.2. Второй уровень реального времени.

3.3. Прикладной уровень системы.

3.4. Варианты компоновки системы управления для разных применений.

Глава 4. Определение текущего положения ротора в режиме бездатчиковой коммутации вентильно-индукторного электропривода.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Непрерывное определение положения по сигналам работающей фазы.

4.3. Получение непрерывного сигнала положения ротора на периоде коммутации фазы.

4.4. Экспериментальные исследования алгоритма определения текущего положения ротора

4.5. Модульная структура программного обеспечения системы непрерывного определения положения ротора.

Глава 5. Генераторный режим вентильно-индукторного электропривода

5.1. Особенности работы ВИП в генераторном режиме.

5.2. Исследование цикла коммутации в генераторном режиме.

5.3. Моделирование цикла коммутации ВИП.

5.4. Построение системы управления в генераторном режиме.

5.5. Экспериментальные исследования генераторного режима.

В последние годы за рубежом (Германия, Великобритания, Швеция, Италия, США, Япония), а теперь и в России многими университетами и фирмами ведутся разработки нового типа электропривода для различных применений. Он состоит из очень простой, дешевой и надежной электрической машины с разным числом явно выраженных полюсов на статоре и роторе и электронного коммутатора с микропроцессорным управлением.

В данной работе рассматривается только вентильно-индукторный электропривод (ВИЛ), имеющий в своем составе вентильно-индукторную машину (ВИМ) с самоподмагничиванием. Среди электроприводов с индукторными машинами эта конфигурация наиболее интенсивно исследовалась и развивалась последние 15- 20 лет. В зарубежной литературе она получила название Switched Reluctance Motor (SRM), а электропривод на ее основе - Switched Reluctance Drive (SRD). В этих названиях подчеркивается специфика управления силовым электронным коммутатором в функции углового изменения собственной индуктивности фаз машины.

По массогабаритным и энергетическим показателям ВИП не уступает, а по некоторым характеристикам даже превосходит прекрасно отработанный и широко применяемый частотно-регулируемый асинхронный электропривод. Конструктивные и функциональные особенности ВИП - отсутствие обмоток на роторе, меньший, чем у обычных машин, момент инерции, легко сменяемые катушечные обмотки статора, большие моменты при низких частотах вращения, гибкое управление скоростью и моментом и др. — делают этот привод весьма привлекательным не только для общепромышленных и транспортных применений, но и для высокоскоростных и высокомоментных электроприводов.

Машину индукторного типа можно считать перспективным электромеханическим преобразователем энергии, способным удовлетворить весьма разнообразным и во многом противоречивым требованиям к современным регулируемым электроприводам. Но характерные особенности ВИМ, главными из которых являются дискретность управления, изменение в широких пределах магнитной системы двигателя, т.е. сложность физических процессов, определяющих работу электропривода, учет которых является необходимым условием для построения привода с высокими потребительскими свойствами, приводят к сложным алгоритмам управления. Кроме того, необходимость датчика положения ротора, усложняющего конструкцию двигателя, также препятствует выходу вентильно-индукторного электропривода на широкий рынок.

Цель работы - разработка универсальной модульной бездатчиковой системы прямого цифрового управления вентильно-индукторного привода и алгоритмов управления для электроприводов различного назначения.

Для достижения этой цели должны быть решены следующие задачи: анализ существующих способов бездатчикового управления ВИП и выбор принципа управления; разработка универсальной модульной системы бездатчикового управления ВИП и апробация ее на электроприводах различной конфигурации; разработка методики согласования параметров алгоритма управления с параметрами объекта управления и экспериментальной проверки этого соответствия; определение границ применимости бездатчикового управления и расширение диапазона работы в сторону низких скоростей за счет учета параметров полупроводниковых элементов силовой схемы; разработка ПО для конкретных применений и экспериментальная проверка алгоритма на действующей насосной установке; разработка алгоритма непрерывного определения положения ротора в системе бездатчикового управления ВИП, проверка работы наблюдателя положения на экспериментальной установке; анализ возможности применения разработанного алгоритма бездатчиковой коммутации для работы в генераторном режиме, экспериментальная проверка алгоритма.

Методы исследований

При решении поставленных в диссертационной работе задач использованы базовые положения теории электромеханического преобразования энергии, теории автоматизированного электропривода, практические аспекты промышленной электроники и микропроцессорной техники, компьютерные средства разработки и симулирования программного обеспечения цифровых сигнальных процессоров, численные методы обработки результатов экспериментов на действующих образцах вентильно-индукторного электропривода.

Приведенные в диссертационной работе выводы основаны на проводимых автором в течение последних пяти лет теоретических и экспериментальных исследованиях ВИП. Экспериментальные исследования проведены на образцах ВИМ, изготовленных Ярославским электромашиностроительным заводом по результатам их проектирования сотрудниками научной группы профессора Н.Ф.Ильинского. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается сопоставлением теоретических и экспериментальных результатов.

Научные положения, выносимые на защиту базовая структура системы бездатчикового управления вентильно-индукторного электропривода, обеспечивающая эффективное токоогра-ничение при низких скоростях как в двигательном, так и в генераторном режимах, параллельную работу каналов регулирования напряжения и углов коммутации, стабилизацию скорости на заданном уровне; методика реализации бездатчиковой коммутации в системе прямого цифрового управления на базе микропроцессора, ориентированная на рациональное использование ресурсов микроконтроллера по объему памяти и быстродействию; трехуровневая модульная структура организации программного обеспечения микроконтроллера, реализующая все необходимые основные и вспомогательные функции системы бездатчикового управления ВИЛ; способ учета неидеальности полупроводниковых элементов силовой схемы в алгоритме бездатчикового управления ВИЛ, обеспечивающий расширение диапазона работы в сторону низких скоростей; алгоритм определения текущего положения ротора ВИЛ, основанный на расчете нормализованного потокосцепления и экстраполяции этого сигнала от предыдущей фазы на время получения недостоверного сигнала от вновь включаемой фазы; модификации алгоритма бездатчиковой коммутации, обеспечивающие работу ВИЛ в генераторном режиме.

Практическая ценность работы

Создано модульное программное обеспечение для бездатчикового управления вентильно-индукторным электроприводом, позволяющее с минимальными затратами адаптировать его для конкретных требований и структур системы управления. Разработаны алгоритмы бездатчикового управления вентильно-индукторным электроприводом для различных применений.

Полученные в ходе исследований результаты и разработанное программное обеспечение использованы:

- при разработке опытных образцов вентильно-индукторных электроприводов на Ярославском электромашиностроительном заводе;

- при создании опытных образцов электропривода электровелосипеда (160 Вт, 160 об/мин);

- при создании опытных образцов электроприводов насосных установок (15 кВт, 3000 об/мин и 7,5 кВт, 3000 об/мин);

- при разработке системы бездатчикового управления вентильно-индукторного электропривода по заказу фирмы "Daimler Crysler".

Разработки автора и созданные с их использованием прототипы промышленных вентильно-индукторных электроприводов способствуют продвижению вентильно-индукторного электропривода на рынок регулируемых электроприводов.

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на:

- 11-ой Международной конференции по силовой электронике и средствам управления (Латвия, Рига, 2-4 сентября 2004 г.);

- IY Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу «Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития» (Магнитогорск, 14-17 сентября 2004 г.);

- 7-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ, 27 - 28 февраля 2001 г.);

8-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ, 28 февраля 1 марта 2002 г.);

- электронной конференции по подпрограмме "Топливо и энергетика" на-уч.-техн. программы "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (Москва, ноябрь - декабрь 2002 г.);

- 9-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ, 4 - 5 марта 2003 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 11 печатных работ и получен патент на изобретение.

Основные результаты работы состоят в следующем.

1. Разработаны варианты модульного программного обеспечения для микроконтроллеров на базе DSP серии 240f фирмы Texas Instruments, для ВИП с различным числом фаз и разными конфигурациями силовой части.

2. Предложена трехуровневая модульная структура организации программного обеспечения микроконтроллера, реализующая все необходимые основные и вспомогательные функции системы бездатчикового управления ВИП и обладающая широкими возможностями масштабирования.

3. Расширены границы применения алгоритма бездатчиковой коммутации вентильно-индукторных двигателей за счет учета неидеальности полупроводниковых элементов.

4. Разработанные сервисные средства программного обеспечения позволяют в реальном времени параллельно с основным алгоритмом отображать и модифицировать содержимое памяти в целях наладки и отладки системы.

5. Разработан и реализован алгоритм определения текущего положения ро-тора ВИП, основанный на расчете нормализованного потокосцепления и экстраполяции этого сигнала от предыдущей фазы на время получения недостоверного сигнала от вновь включаемой фазы.

6. Экспериментально проверена работа наблюдателя текущего положения ротора при различных условиях работы. Определена рабочая зона, в которой погрешность определения положения не превышает 6% от истинного значения.

7. Разработана и апробирована модификация алгоритма бездатчиковой коммутации вентильно-индукторных двигателей, обеспечивающая их работу в генераторном режиме.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Бычков М.Г. Компоненты фирмы MOTOROLA для электропривода. М.: Motorola. - 1997. - 56 с.

2. Бычков М.Г. Модули ШИМ в микроконтроллерах фирмы Motorola для систем управления электроприводом // Chip News. 1997. - № 11-12. - С. 41-45.

3. Бычков М.Г. Основы теории, управление и проектирование вентильно-индукторного электропривода: Дисс. докт. техн. наук. М., 1999. -372 с.

4. Бычков М.Г., Азаров Б.Я. Унифицированное блочное микропроцессорное устройство на базе микропроцессора К1801 ВМ1. М.: Моск. энерг. ин-т, 1988. - 80 с.

5. Бычков М.Г., Фукалов Р.В. Универсальная модульная микропроцессорная система управления вентильно-индукторным двигателем // Электричество.- 2004. № 8.- С. 23-31.

6. Visinka R. Бездатчиковое управление вентильно-индукторным двигателем с использованием устройства DSP6F80x фирмы Motorola Привод и управление, 2001, №6 (10).

7. Глухенький Т.Г. Разработка и исследование бездатчиковых систем управления вентильно-индукторными электродвигателями: Дисс. . канд. техн. наук. Чебоксары, 2003.- 140 с.

8. Дроздов П.А. Разработка новых алгоритмов управления вентильно-индукторных электроприводов: Дисс. . канд. техн. наук. -М., 2002. 120 с.

9. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. М.: Энергия, 1980, 927 с.

10. Козаченко В.Ф. Микроконтроллеры. Руководство по применению 16-разрядных микроконтроллеров Intel MCS-196/296 во встроенных системах управления. М.: ЭКОМ. - 1997.- 686 с.

11. Козаченко В.Ф., Анучин А.С., Обухов Н.А. Высокопроизводительный контроллер для управления двигателями на базе TMS320F241 для массовых применений. Компоненты и технологии, 2000, № 8 (9).

12. Козаченко В.Ф., Ремизевич Т.В. Микроконтроллеры для встраиваемых систем управления электроприводом / Обзор спектра элементной базы. Восьмиразрядные «Motor Control». Электронные компоненты, 2002, № 7.

13. Контроллеры МК11.3 для высокопроизводительных систем прямого цифрового управления двигателями / В.Ф.Козаченко, А.П.Темирев, Н.А Обухов, А.С. Анучин и др. Инженерная микроэлектроника. CHIP NEWS, 2002, № 4 (67).

14. Красовский А.Б. Имитационные модели в теории и практике вентильно-индукторного электропривода: Дисс. . докт. техн. наук. — М., 2004. -317с.

15. Красовский А.Б. Ограничение пульсаций момента в вентильно-индукторном электроприводе средствами управления // Вестник МГТУ, Серия «Машиностроение». — 2001. № 2. - С. 99-114.

16. Кузнецов В.А. Усилия, действующие на зубцы электрических машин //Тр. ин-та/ Моск. энерг. ин-т. 1992. - № 656. - С. 3-11.

17. Кузнецов В.А. Универсальный метод расчета полей и процессов электрических машин с дискретно распределенными обмотками: Автореф. дисс. . д-ра техн. наук. М., 1990. - 40 с.

18. Микропроцессорные системы автоматического управления/ Под ред. В.А.Бесекерского. JL: Машиностроение, 1988.

19. Остриров В.Н. Создание гаммы электронных преобразователей для электропривода на современной элементной базе / Дисс.докт. техн. наук -М.: Моск. энерг. ин-т, 2004.

20. Остриров В.Н., Уткин С.Ю. Силовой преобразователь для вентильно-индукторного привода массового применения // Вестник МЭИ. 2000. -№5.-С. 8-13.

21. Остриров В.Н., Уткин С.Ю. Сравнительный анализ схем силовых преобразователей для вентильно-индукторного привода массового применения // Приводная техника. 2000. - № 4. - С. 44-50.

22. Патент № 2182743, МКИ7 Н02Р 6/18, Н02К 29/06. Способ управления вентильно-индукторным электроприводом и устройство для его осуществления / М.Г.Бычков (РФ). 4 с.

23. Патент № 2242837 РФ, МКИ Н02Р 9/36. Устройство для управления вентильно-индукторной машиной / М.Г.Бычков, Р.В.Фукалов (РФ). 4 с.

24. Ремизевич Т.В. Микроконтроллеры для встраиваемых приложений: от общих подходов к семействам НС05 и НС08 фирмы Motorola./ под ред. Кирюхина И.С. - М.: ДОДЭКА, 2000.

25. Сарач Б.М., Паньшин А.С., Кисельникова А.В., Фукалов Р.В. Натурные испытания вентильно-индукторного электропривода насоса в центральном тепловом пункте // Вестник МЭИ. 2003. - № 3. - С. 50-55.

26. Свидетельство на полезную модель № 17245, МКИ7 Н02Р 8/00. Вентильно-индукторный электропривод / М.Г.Бычков.

27. Семенчук В.А. Разработка высокоэффективных микроконтроллерных модульных систем управления вентильно-индукторными двигателями и базового комплекта программного обеспечения: Дисс. канд. техн. наук. -М., 1998.- 119 с.

28. Семенчук В.А. Технико-экономические аспекты создания контроллеров для вентильно-индукторного электропривода на основе процессора Intel 8хС196МН. Электричество, 2000, № 5.

29. Смехнов A.M. Энергосберегающий вентильно-индукторный электропривод: Дисс. канд. техн. наук. Свердловск, 2001.- 123 с.

30. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода: Учебн. для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 224 с.

31. Разработка электронных коммутаторов вентильно-индукторных электроприводов широкого применения / Дисс. канд. техн. наук. М.: Моск. энерг. ин-т, 2002.

32. Фукалов Р.В. Варианты реализации микропроцессорной системы бездатчикового управления вентильно-индукторным электроприводом // Вестник МЭИ. 2005. - № 1. - С. 50-55.

33. Фукалов Р.В. Система бездатчикового управления вентильно-индукторным электроприводом / Тр. МЭИ (ТУ). Вып. 678. М.: Издательство МЭИ, 2002.

34. Цаценкин В.К. Безредукторный автоматизированный электропривод с вентильными двигателями. М.: Изд-во МЭИ, 1991. - 240 с.

35. Элфринг Г. Программирование на языке ассемблера для микроЭВМ. М.: Радио и связь, 1987.

36. Arefeen М. S. Implementation of a Current Controlled Switched Reluctance Motor Drive Using TMS320F240 //Application report: SPRA282. Texas Instruments, September 1998.

37. Arefeen M.S., DiRenzo M., Bierke S. DSP for Switched Reluctance Drives. PCIM Europe, 1998, No. 5, pp.276-280.

38. Bartos F.J. Forward to the Past with SR Technology // Control Ingineer-ing, November, 1999.

39. Bass J.T., Ehsani M., Miller T.J.E. Robust Torque Control of Switched-Reluctance Motor Without a Shaft-Position Sensor // IEEE Transaction IE, Vol. IE-33, Ni. 3, August 1986. PP. 212-216.

40. Blaabjerg F., Kjaer P.C., Rasmussen P.O., Christensen R., Hansen S., Kristoffersen J.R. Fast Digital Current Control in Switched Reluctance Motor Drive without Current Feedback Filters // EPE'97, 1997, Vol. 3. PP. 625-630.

41. Bose B.K., Miller T.J.E, Szczesny P.M., Bicknell W.H. Microcomputer Control of Switched Reluctance Motor // IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. IA-22, No. 4. - July/August 1986. - PP. 708-715.

42. Brosse A. and Henneberger G., "Sensorless control of SRM drives with Kalman filter approach," in Proc. EPE'97, 1997.

43. Brosse A., Henneberger G., Schniederneyer M., Lorenz R. D., and Nagel N., "Sensorless control of a SRM at low speeds and standstill based on signal power measurement," in Proc. IEEE IECON'98, 1998, pp. 1538-1543.

44. Bu J. and Xu L., "Eliminating starting hesitation for reliable sensorless control of switched reluctance motors," in Conf. Rec. IEEE-IAS Annu. Meeting, vol. 1, 1998, pp. 693-700.

45. Chalupa, L., Visinka, R. On-Fly Phase Resistance Estimation of Switched Reluctance Motors for Sensorless Based Control Techniques, Conference Power Conversion and Intelligent Motion, Nurnberg, 2000.

46. Chan С. C. and Jiang Q. "Study of starting performances of switched reluctance motors," in Proc. 1995 Int. Conf. Power Electronics and Motor Drive Systems, vol. l,pp. 174-179.

47. Cheok A.and Ertugrul N. "A model free fuzzy logic based rotor position sensorless switched reluctance motor drives," in Conf. Rec. IEEE-IAS Annu. Meeting, vol. 1, 1996, pp. 76-83.

48. DiRenzo M. T. Developing an SRM Drive System Using the TMS320F240 //Application report: SPRA420. Texas Instruments, March 1998.

49. Ehsani M., James T.B., Miller T.J. Development of a Unipolar Converter for Variable Reluctance Motor Drives // IEEE Transaction on Industrial Applications, vol. IA-23, No. 3, May/Juni 1987.

50. Ehsani M., Fahimi B. Elimination of Position Sensors in Switched Reluctance Motor Drives: State of the Art and Future Trends //IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 49, NO. 1, FEBRUARY 2002

51. Ehsani M., Husain I., Mahajan S. and Ramani K. R. "New modulation encoding technique for indirect rotor position sensing in switched reluctance motors," IEEE Trans. Ind. Applicat., vol. 30, pp. 584-588, Jan./Feb. 1994.

52. Ehsani M., "Position sensor elimination technique for the switched reluctance motor drive," U.S. Patent 5 072 166, Dec. 10, 1991.

53. Ehsani M., Husain I. and Kulkarni А. В., "Elimination of discrete position sensor and current sensor in switched reluctance motor drives," IEEE Trans. Ind. Applicat., vol. 28, pp. 128-135, Jan./Feb. 1992.

54. Elmas C., Zelaya P. and Gazi H., "Application of a full-order extended Luenberger observer for a position sensorless operation of a switched reluctance motor drive," Proc. IEE—Control Theory Applicat., vol. 143, pp. 401-408, Sept. 1996.

55. Electronic Control of Switched Reluctance Machines / Edited by T J E Miller Oxford: Newnes, 2001.

56. Field Orientated Control of 3-Phase AC-Motors / Literature Number: BPRA073 / Texas Instruments Europe / February 1998.

57. Frank J Bartos. Switched Reluctance Technology Strives for Wider Appeal // Control Ingineering, November, 1999.

58. Gallegos-Lopez G. A New Sensorless Low-cost Methods for Switched Reluctance Motor Drives // University of Glasgow SPEED Laboratory. - August 30, 1997 (Обзор)

59. Gallegos-Lopez, Kjaer P. C., and Miller T. J. E., "High-grade position estimation for SRM drives using flux linkage/current correction model," in Conf. Rec. IEEE-IASAnnu. Meeting, vol. 1, 1998, pp. 731-738.

60. Harris W.A., Goetz R., and Stalsberg K.J. Switched reluctance motor position by resonant signal injection // Patent № 5196775 (USA), 23 March 1993. Honeywell Inc.

61. Harris W. D. and Lang J. H. "A simple motion estimator for variable reluctance motors," IEEE Trans. Ind. Applicat., vol. 26, pp. 237—243, Mar./Apr. 1990.

62. Hedlund G. and Lundberg H. Energizing system for a variable reluctance motor //Patent No. 5043643, (USA), 27 Aug. 1991. EMS Electronic Motor System AB.

63. Inderka R. В., De Doncker R. W. High-Dynamic Direct Average Torque Control for Switched Reluctance Drives //IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 39, NO. 4, JULY/AUGUST 2003, pp. 1040 -1045.

64. Inderka R. В., De Doncker R. W. DITC—Direct Instantaneous Torque Control of Switched Reluctance Drives // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 39, NO. 4, JULY/AUGUST 2003, pp. 1046-1051.

65. Kjaer P.C., Blaabjerg F., Pedersen J.K., Nielsen P., Andersen L.ANew Indirect Rotor Position Detection Method for Switched Reluctance Drives // ICEM'94, Vol. 2, Paris, 1994. PP. 555 560.

66. Lawrenson P. J. Brief Status Review of Switched Reluctance Drives // EPE Journal, Vol.2, No.3, Oct. 1992, PP. 133-144.

67. P. Laurent, M. Gabsi, and B. Multon, "Sensorless rotor position detection using resonant method for switched reluctance motors," in Conf. Rec. IEEE-IASAnnu. Meeting, 1990, pp. 687-694.

68. Le-Hue Hoang, Viarouge P. A Novel Unipolar Converter for Switched Reluctance Motor // IEEE Transaction on Power Electronics, vol. 5, No. 4, October 1990.

69. Lipo T.A., Li Yue. CFMs A New Family of Electrical Machines // Conf. Rec/ IPEC'95, Japan, April 3-7, 1995.

70. Longya Xu, Chuanyang Wang. Accurate Rotor Position Detection and SensorlessControl of SRM for Super-High Speed Operation. IEEE Transaction on Power Electronics, Vol. 17, No. 5, September 2002. - PP. 757-763.

71. Lyons J.P. and MacMinn S. Rotor position estimator for a switched reluctance machine // Patent No. 5097190 (USA), 17 March 1992. General Electric Company.

72. Lyons J.P., MacMinn S.R., and Preston M.A. Flux/current methods for SRM rotor position estimation // Proc. IEEE-IAS'91, 1991. PP.482 - 487.

73. A. Lumsdaine and J. H. Lang, "State observers for variable reluctance motors," IEEE Trans. Ind. Applicat., vol. 37, pp. 133-142, Apr. 1990.

74. Miller T.J.E. Optimal Design of Switched Reluctance Motors // IEEE Transaction on Industrial Electronics, vol. 49, No. 1, February 2002.

75. Miller T.J.E. Switched Reluctance Motors and Their Control // Oxford : Magna Physics Publishing and Clarendon Press, 1993. 205 c.

76. Miller T.J.E., Bass J.T. Switched Reluctance Motor Drive Operating Without a Shaft Position Sensor. // Patent1 4611157 (USA), September 9, 1989. General Electric Company.

77. Ometto A., Julian A., Lipo T.A. A Novel Low Cost Variable Reluctance Motor Drive. В1. Machines A Reluctance Variable, PP. 77-79.

78. Pollock C., Williams B. Power Converter for Switched Reluctance Motors with Minimum Number of switches. IEEE Proceedings, Vol. 137, No. 6, Nov. 1990.

79. Reichard J.G. and Weber D.B. Switched reluctance electric motor with regeneration current commutation // Patent application No. C.7566-2306, (USA), 23 May 1989. A.O. Smith Corporation.

80. Reay D. and Williams B.W., "Sensorless position detection using neural networks for the control of switched reluctance motors," in Proc. 1999 IEEE Int. Conf. Control Applications, vol. 2, pp. 1073-1077.

81. Reinert J., Inderka R., Menne M., De Doncker R.W. A Switched Reluctance Drive for Electric Vehicles with Optimized Efficiency in each Working Point. может быть EVS'98, Febr. 1998.

82. Saha S., Ochiai K., Kosaka Т., Matsui N., and Takeda Y., "Developing sensorless approach for switched reluctance motors from a new analytical model," in Conf. Rec. IEEE-IASAnnu. Meeting, vol. 1, 1999, pp. 525-532.

83. Sood P.K., Skinner J.L., and Petty D.M. Method and apparatus of operating a dynamoelectric machine using dc bus current profile // Patent No. 5420492 (USA), 30 May 1995. Emerson Electric Co.

84. G. Suresh, B. Fahimi, and M. Ehsani, "Improvement of the accuracy and speed range in sensorless control of switched reluctance motors," in Proc. IEEE APEC '98, 1998, pp. 770-777.

85. G. Suresh, B. Fahimi, К. M. Rahman, and M. Ehsani, "Inductance based position encoding for sensorless SRM drives," in Proc. IEEE PESC'99, vol. 2, 1999, pp. 832-837.

86. Texas Instruments: интернет-документ. http://www.ti.com. 2001,2002.

87. Torrey D.A. Switched Generators and Their Control. IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, 2002, Vol. 49, No. 1, c. 3-15.

88. Van Sistine T.G., Bartos R.P., Mehlhorn W.L., and Houle Т.Н. Switched reluctance motor providing rotor position detection at high speeds without a separate rotor shaft position sensor // Patent № 5537019 (USA), 16 July 1996. A.O. Smith Corporation.

89. Vukosavic et al. Sensorless Operation of the SR Motor with Constant Dwell // Proc. IEEE PESC'90, 1990. PP. 451-454.