Модифицированный алгоритм реализации метода «максимальный момент на ампер» для синхронного двигателя с постоянными магнитами; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 337, № 1
| Parent link: | Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 337, № 1.— 2026.— С. 66-75 |
|---|---|
| Autor principal: | |
| Altres autors: | , |
| Sumari: | Актуальность. Повышение точности управления моментом в синхронных двигателях с постоянными магнитами внутри ротора является ключевой задачей для современных тяговых электроприводов, включая высокодинамичные системы горнотранспортного и технологического оборудования. Классический алгоритм максимизации крутящего момента на ампер использует постоянный коэффициент преобразования момента, что приводит к систематическим ошибкам управления из-за неучёта нелинейной зависимости момента от токов статора, обусловленной явнополюсной конструкцией ротора и влиянием тока по продольной оси на магнитное поле двигателя. Цель. Разработка адаптивного алгоритма формирования отношения максимального момента к току с динамическим расчетом коэффициента преобразования момента, обеспечивающего точное управление моментом в синхронном двигателе с постоянными магнитами с учетом изменений магнитных характеристик двигателя в реальном времени. Методы. Для достижения поставленной цели использовались методы математического моделирования и компьютерный анализ в среде MATLAB/Simulink с использованием полной модели электропривода, включая систему векторного управления, силовой инвертор и блоки реализации в классическом и адаптивном алгоритме «максимального момента на ампер». Результаты. Разработан адаптивный алгоритм на основе динамического расчета коэффициента k_t, устраняющий систематическую ошибку управления моментом. При заданном моменте 350 Н·м алгоритм обеспечивает точное соответствие реализуемого момента заданному значению, полностью устраняя ошибку в 21 %, характерную для классического алгоритма максимального момента на ампер. Показано, что коэффициент k_t является динамической переменной и изменяется в диапазоне от 1,04 до 1,43 Н·м/А в зависимости от режима работы двигателя, что отражает изменение вклада реактивной составляющей тока. Заключение. Предложенный алгоритм позволяет существенно повысить точность управления моментом в электродвигателе за счет учёта нелинейной зависимости текущего момента от токов и потокосцеплений и может быть эффективно применен не только в транспортных средствах, но и в системах тягового электропривода горнодобывающей и нефтегазовой отраслей, обеспечивая энергоэффективность и точное соблюдение заданного момента Relevance. Improving torque control accuracy in interior permanent magnet synchronous motors is a critical task for modern traction electric drives, including high-dynamic systems for mining, transport, and technological equipment. The classical maximum torque per ampere algorithm employs a constant torque conversion coefficient, which leads to systematic control errors due to the unaccounted nonlinear dependence of torque on stator currents. This dependence is caused by the salient-pole rotor construction and the impact of the d-axis current on the motor magnetic field. Aim. To develop an adaptive maximum torque per ampere algorithm with dynamic calculation of the torque conversion coefficient, ensuring precise torque control in an interior permanent magnet synchronous motor by accounting for real-time changes in the motor magnetic characteristics. Methods. Methods of mathematical modeling and computer analysis in the MATLAB/Simulink environment with a complete model of the electric drive. This model includes the vector control system, power inverter, and blocks implementing both classical and adaptive "maximum torque per ampere" algorithms. Results. The authors have developed an adaptive algorithm based on the dynamic calculation of the coefficient k_t, eliminating the systematic torque control error. For a specified torque of 350 N·m, the algorithm ensures exact correspondence of the realized torque to the specified value, completely eliminating the 21% error characteristic of the classical maximum torque per ampere algorithm. It is shown that the coefficient k_t is a dynamic variable, varying in the range from 1.04 to 1.43 N·m/A depending on the motor operating mode, which reflects the change in the contribution of the reactive current component. Conclusion. The proposed algorithm significantly improves torque control accuracy in the electric motor by accounting for the nonlinear dependence of the instantaneous torque on currents and flux linkages. It can be effectively applied not only in vehicles but also in traction electric drive systems for the mining and oil and gas industries, ensuring energy efficiency and precise adherence to the specified torque Текстовый файл |
| Idioma: | rus |
| Publicat: |
2026
|
| Matèries: | |
| Accés en línia: | http://earchive.tpu.ru/handle/11683/135126 https://doi.org/10.18799/24131830/2026/1/5395 |
| Format: | Electrònic Capítol de llibre |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=685096 |
MARC
| LEADER | 00000naa2a2200000 4500 | ||
|---|---|---|---|
| 001 | 685096 | ||
| 005 | 20260311124900.0 | ||
| 090 | |a 685096 | ||
| 100 | |a 20260221d2026 k||y0rusy50 ca | ||
| 101 | 0 | |a rus | |
| 102 | |a RU | ||
| 135 | |a drcn uucaa | ||
| 200 | 1 | |a Модифицированный алгоритм реализации метода «максимальный момент на ампер» для синхронного двигателя с постоянными магнитами |d Modified algorithm for implementing the "maximum torque per ampere" strategy for a permanent magnet synchronous motor |z eng |f А. Г. Гарганеев, Д. И. Ульянов, А. И. Ибрагим | |
| 320 | |a Список литературы: с. 74 (24 назв.) | ||
| 330 | |a Актуальность. Повышение точности управления моментом в синхронных двигателях с постоянными магнитами внутри ротора является ключевой задачей для современных тяговых электроприводов, включая высокодинамичные системы горнотранспортного и технологического оборудования. Классический алгоритм максимизации крутящего момента на ампер использует постоянный коэффициент преобразования момента, что приводит к систематическим ошибкам управления из-за неучёта нелинейной зависимости момента от токов статора, обусловленной явнополюсной конструкцией ротора и влиянием тока по продольной оси на магнитное поле двигателя. Цель. Разработка адаптивного алгоритма формирования отношения максимального момента к току с динамическим расчетом коэффициента преобразования момента, обеспечивающего точное управление моментом в синхронном двигателе с постоянными магнитами с учетом изменений магнитных характеристик двигателя в реальном времени. Методы. Для достижения поставленной цели использовались методы математического моделирования и компьютерный анализ в среде MATLAB/Simulink с использованием полной модели электропривода, включая систему векторного управления, силовой инвертор и блоки реализации в классическом и адаптивном алгоритме «максимального момента на ампер». Результаты. Разработан адаптивный алгоритм на основе динамического расчета коэффициента k_t, устраняющий систематическую ошибку управления моментом. При заданном моменте 350 Н·м алгоритм обеспечивает точное соответствие реализуемого момента заданному значению, полностью устраняя ошибку в 21 %, характерную для классического алгоритма максимального момента на ампер. Показано, что коэффициент k_t является динамической переменной и изменяется в диапазоне от 1,04 до 1,43 Н·м/А в зависимости от режима работы двигателя, что отражает изменение вклада реактивной составляющей тока. Заключение. Предложенный алгоритм позволяет существенно повысить точность управления моментом в электродвигателе за счет учёта нелинейной зависимости текущего момента от токов и потокосцеплений и может быть эффективно применен не только в транспортных средствах, но и в системах тягового электропривода горнодобывающей и нефтегазовой отраслей, обеспечивая энергоэффективность и точное соблюдение заданного момента | ||
| 330 | |a Relevance. Improving torque control accuracy in interior permanent magnet synchronous motors is a critical task for modern traction electric drives, including high-dynamic systems for mining, transport, and technological equipment. The classical maximum torque per ampere algorithm employs a constant torque conversion coefficient, which leads to systematic control errors due to the unaccounted nonlinear dependence of torque on stator currents. This dependence is caused by the salient-pole rotor construction and the impact of the d-axis current on the motor magnetic field. Aim. To develop an adaptive maximum torque per ampere algorithm with dynamic calculation of the torque conversion coefficient, ensuring precise torque control in an interior permanent magnet synchronous motor by accounting for real-time changes in the motor magnetic characteristics. Methods. Methods of mathematical modeling and computer analysis in the MATLAB/Simulink environment with a complete model of the electric drive. This model includes the vector control system, power inverter, and blocks implementing both classical and adaptive "maximum torque per ampere" algorithms. Results. The authors have developed an adaptive algorithm based on the dynamic calculation of the coefficient k_t, eliminating the systematic torque control error. For a specified torque of 350 N·m, the algorithm ensures exact correspondence of the realized torque to the specified value, completely eliminating the 21% error characteristic of the classical maximum torque per ampere algorithm. It is shown that the coefficient k_t is a dynamic variable, varying in the range from 1.04 to 1.43 N·m/A depending on the motor operating mode, which reflects the change in the contribution of the reactive current component. Conclusion. The proposed algorithm significantly improves torque control accuracy in the electric motor by accounting for the nonlinear dependence of the instantaneous torque on currents and flux linkages. It can be effectively applied not only in vehicles but also in traction electric drive systems for the mining and oil and gas industries, ensuring energy efficiency and precise adherence to the specified torque | ||
| 336 | |a Текстовый файл | ||
| 461 | 1 | |0 288378 |9 288378 |t Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов |l Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering |f Национальный исследовательский Томский политехнический университет |c Томск |n Изд-во ТПУ |d 2015- |x 2413-1830 | |
| 463 | 1 | |0 685014 |9 685014 |t Т. 337, № 1 |d 2026 |v С. 66-75 | |
| 610 | 1 | |a электронный ресурс | |
| 610 | 1 | |a труды учёных ТПУ | |
| 610 | 1 | |a синхронный двигатель с постоянными магнитами | |
| 610 | 1 | |a алгоритм «максимальный момент на ампер» | |
| 610 | 1 | |a адаптивное управление | |
| 610 | 1 | |a коэффициент преобразования момента | |
| 610 | 1 | |a векторное управление | |
| 610 | 1 | |a горнотранспортное оборудование | |
| 610 | 1 | |a энергоэффективность | |
| 610 | 1 | |a interior permanent magnet synchronous motor | |
| 610 | 1 | |a maximum torque per ampere algorithm | |
| 610 | 1 | |a adaptive control | |
| 610 | 1 | |a torque conversion coefficient | |
| 610 | 1 | |a vector control | |
| 610 | 1 | |a mining and transport equipment | |
| 610 | 1 | |a energy efficiency | |
| 700 | 1 | |a Гарганеев |b А. Г. |c специалист в области электротехники |c профессор Томского политехнического университета, доктор технических наук |f 1955- |g Александр Георгиевич |9 12955 | |
| 701 | 1 | |a Ульянов |b Д. И. |g Дмитрий Игоревич | |
| 701 | 1 | |a Ибрагим |b А. И. |g Ахмед Ибрагим | |
| 801 | 0 | |a RU |b 63413507 |c 20260221 | |
| 850 | |a 63413507 | ||
| 856 | 4 | 0 | |u http://earchive.tpu.ru/handle/11683/135126 |z http://earchive.tpu.ru/handle/11683/135126 |
| 856 | 4 | 0 | |u https://doi.org/10.18799/24131830/2026/1/5395 |z https://doi.org/10.18799/24131830/2026/1/5395 |
| 942 | |c CF | ||