Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5 | Следующая страница реферата

Рис.4 Зависимость момента ВИМ конфигурации 18/12 в зависимости от углового положения зубцов статора и ротора.

В двигательном режиме импульс напряжения от источника питания через ключи S1, S2 (рис.2) подается на обмотку фазы А в момент, когда зубцы статора и ротора находятся в близком к рассогласованному положении (I рис.5). При подходе зубцов к согласованному положению (II рис.5) ключи S1 и S2 размыкаются, и к обмотке фазы через диоды D1, D2 прикладывается напряжение противоположного знака, что способствует гашению магнитного поля фазы до достижения зубцами согласованного положения. К моменту, когда зубцы займут согласованное положение, ток и потокосцепление фазы должны быть равно нулю, иначе будет создаваться тормозной момент. Последовательно переключая катушки ИМ в порядке А, В, С (рис.1) в соответствии с показаниями датчика положения ротора получают непрерывное преобразование энергии. Направление вращения ротора при этом будет противоположенным направлению переключения фаз. Основные положения, относящиеся к двигательному режиму ВИМ, описаны в [2], [3], [6].

Рис.5 Стартерный режим работы ВИМ

Для перехода к генераторному режиму ВИМ необходимо сместить время подачи импульса напряжения в момент согласованного положения или при подходе к нему (I и II рис.6). С этой целью при подходе к согласованному положению (II рис.6) (ротор генератора вращается под действием внешнего момента) замыкают ключи S1 и S2, подключая фазу А к источнику питания. Импульс напряжения, поданный на катушки фазы, создаст магнитный поток, являющийся потоком возбуждения генератора. Механический момент при этом практически равен нулю. По достижению определенного угла или определенного уровня тока ключи S1 и S2 размыкаются. В обмотке фазы создается ЭДС, под действием которой открываются диоды D1 и D2. При дальнейшем перемещении зубцов ротора относительно зубцов статора индуктивность фазы уменьшается, что приводит к увеличению ЭДС, старающейся поддержать потокосцепление фазы постоянным. Через нагрузку (рис.2) и катушки фазы под действием ЭДС генератора потечет ток, создающий тормозной момент на валу генератора (рис.6). Как и в двигательном режиме, непрерывное преобразование энергии достигается путем коммутации фаз в соответствии с показаниями датчика положения ротора.

Рис.6 Генераторный режим работы ВИМ

Регулировка выходного напряжения генератора осуществляется изменением длительности режима возбуждения по показаниям датчика положения ротора. В тех случаях, когда точность регулировки по углу коммутации недостаточна, ее осуществляют по показаниям датчиков тока, которые также служат для регулировки токов в стартерном режиме с целью их ограничения. Генераторные режимы ВИМ для различных условий эксплуатации обсуждаются в [7], [8], [9].

Стартер-генераторное устройство на основе ВИМ

Стартер-генератор - это электрическая машина, предназначенная для кратковременной работы в двигательном режиме и продолжительной работы в режиме генератора. Стартер-генератор автомобиля, помимо этого, должен обеспечивать кратковременный бустерный режим, при котором на валу ДВС создается дополнительный двигательный момент.

Стартер-генератор на базе ВИМ - вентильно-индукторный стартер-генератор (ВИСГ) - имеет ряд особенностей по сравнению с ВИМ общего назначения, связанных как с конструкцией, так и с режимами работы.

ВИСГ имеет большой диаметр вала ротора, что вызвано интеграцией его с диском сцепления автомобиля. Сцепление размещается внутри ротора ВИСГ, который также выступает маховиком ДВС. Длина активной части, как правило, небольшая и обусловлена размещением ВИСГ в автомобиле.

Диапазон скоростей вращения ВИСГ, как в стартерном, так и в генераторном режиме, должен быть широким и полностью покрывать диапазон рабочих скоростей вращения ДВС. Особенность ВИСГ заключается в том, что существует диапазон скоростей вращения, при которых ВИМ должна работать и как стартер, и как генератор, что исключается при проектировании ВИМ на один из режимов (рис.7а). Таким образом, диапазоны рабочих скоростей стартера и генератора должны взаимно перекрываться (рис.7б).

Рис.7 Диапазоны рабочих скоростей ВИМ и ВИСГ

ВИСГ автомобиля должен обладать высоким пусковым моментом, что в сумме с низким напряжением питания, обусловленным низким напряжением бортовой сети, и широким рабочим диапазоном частот вращения, затрудняет его проектирование.

Математическое моделирование процессов в ВИСГ

Процессы, происходящие в ВИСГ, ввиду своей сложности и нелинейности, не могут быть рассмотрены на основе аналитических выражений и зависимостей. Этим также объясняется сложность проектирования данного класса машин. Структура статора и ротора должны быть принципиально зубчатыми, иначе становиться невозможным преобразование энергии на основе реактивного момента. Магнитное поле ВИМ носит более сложный характер, чем в традиционных машинах [3].

Рассмотреть процессы электромеханического преобразования энергии в ВИМ можно путем математического моделирования электромеханической системы, включающей в себя ИМ, и блок управления.

При этом принимаются следующие допущения:

взаимная индуктивность фаз равна нулю, так как коммутация фаз ВИСГ симметричная одиночная;

потери в стали и механические потери ВИМ не учитываются;

ключи блока коммутации считаются идеальными, т.е. осуществляют коммутацию без временных задержек и падения напряжения на них;

демпфирующая емкость принимается бесконечно большой;

нагрузка в генераторном режиме считается активной.

В основу математической модели положены нелинейные дифференциальные уравнения электрической цепи содержащей переменные индуктивности обмоток и уравнения движения.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат перспектива, реферат субъекты.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5 | Следующая страница реферата