Анализ динамических процессов при запуске высокочастотного синхронного магнитоэлектрического двигателя

Аннотация

Представлен анализ динамических процессов запуска высокочастотной синхронной магнитоэлектрической машины, применяемой в современных микротурбинных установках (МТУ) в качестве турбогенераторов. Обозначены основные причины, вызывающие сложность запуска высокочастотных синхронных магнитоэлектрических машин и обусловливающая актуальность поиска специальных средств и алгоритмов запуска. Рассмотрен способ запуска МТУ, при котором синхронная магнитоэлектрическая машина, предназначенная для работы генератором, используется в режиме электродвигателя (МЭД). Описан двухступенчатый комбинированный алгоритм, сочетающий частотное управление по разомкнутой схеме на начальном этапе и векторное управление по замкнутой схеме в дальнейшем. С помощью разработанной имитационной компьютерной модели проанализированы эффективность и надежность процесса запуска. В целом анализ показал, что на этапе частотного управления по разомкнутой схеме необходимо учитывать механическую характеристику воздушных подшипников, применяемых в МТУ, чтобы избежать выпадения МЭД из синхронизма. Также большое влияние на реализацию запуска оказывает момент переключения с разомкнутой схемы на замкнутую. Определены оптимальные пусковые настройки системы управления, при которых соблюдается условие синхронизма, надежный и быстрый разгон.