Результаты математического моделирования
Стартерный режим
Моделирование стартерного режима производилось пуском ВИСГ на холостом ходу с применением DC/DC преобразователя, обеспечивающего задание напряжения в зависимости от скорости (рис. 8). Повышение напряжение питания ВИСГ (напряжение бортовой сети автомобиля 36В) применяется для расширения диапазона рабочих скоростей вращения в стартерном режиме с целью обеспечения бустерного режима. Получение данного диапазона рабочих скоростей возможно также с помощью уменьшения числа витков обмотки на этапе проектирования, но одновременно с этим произойдет уменьшение пускового момента, вследствие чего ВИСГ не будет соответствовать техническим требованиям.
В пусковом режиме ток ВИСГ ограничен только активным сопротивлением, что может привести к выходу из строя аккумуляторной батареи, от которой осуществляется питание ВИСГ, и силовой электроники. Для предотвращения аварийных ситуаций ток, потребляемый ВИСГ, ограничивается (рис.9) путем коммутации напряжения питания в соответствии с показаниями датчиков тока. В иностранной литературе [2] данный режим называется - Current Control Chopping. Таким образом, электронные ключи должны выбираться из расчета, что рабочая частота коммутации может в сотни раз превосходить частоту коммутации фаз на данной скорости. Для ВИМ конфигурации 18/12 на скорости 500 об/мин частота коммутации фазы без токоограничения составляет 100Гц, а с учетом токоограничения, в зависимости от точности регулировки, от 2 до 20 кГц.
Момент, развиваемый ВИСГ при пуске, также ограничивается (рис. 10). Это вызывает необходимость в увеличении числа витков обмотки, для создания требуемого момента при заданном ограничении тока, и повышении напряжения питания на высоких скоростях вращения.
На рис.9 представлена механическая характеристика, полученная при математическом моделировании стартерного режима ВИСГ (Мср), а также требуемая механическая характеристика (Мт.з). Как видно из зависимости мгновенного значения момента (Ммгн рис. 10), ВИСГ обладает значительными пульсациями момента, что является недостатком всех ВИМ с одинарной симметричной коммутацией. Вследствие большого момента инерции ДВС, данный фактор не оказывает отрицательного влияния на работу стартера.
Рис. 8 Зависимость регулирования напряжения питания от скорости.
Рис. 9 Зависимость мгновенного (Iмгн) и среднего(Iср) значения потребляемого тока фазы от скорости
Рис.10 Зависимость мгновенного (Ммнг), среднего (Мср) и заданного (Мт.з) момента двигателя от скорости
Генераторный режим
На низких скоростях вращения ротора, в генераторном режиме, ЭДС генератора оказывается ниже требуемого значения. При этом не происходит увеличение значения тока после прекращения возбуждения, как на рис.6. Для обеспечения работы генератора в подобных режимах, режим возбуждения многократно чередуется с режимом генерации в течение всего времени работы фазы (рис.11). Данный режим коммутации схож с режимом ограничения тока в стартерном режиме. Отличие состоит в том, что ток фазы не ограничивается, а поддерживается на определенном уровне. Среднее значение ЭДС при этом оказывается в требуемых пределах, что позволяет использовать ВИСГ на низких скоростях, и отличает его от индукторного генератора без вентильного управления, неспособного работать в данных скоростных режимах.
Немного больше о технологиях >>>
Судьба термоядерного синтеза
Идея
создания термоядерного реактора зародилась в 1950-х годах. Тогда от нее было
решено отказаться, поскольку ученые были не в состоянии решить множество
технических проблем. Прошло несколько десятилетий прежде, чем ученым удалось
«заставить» реактор произвести хоть сколько-ни ...
Причинность и взаимодействие в физике
Раскрытие
содержания и конкретизация понятий должны опираться на ту или иную конкретную
модель взаимной связи понятий. Модель, объективно отражая определенную сторону
связи, имеет границы применимости, за пределами которых ее использование ведет
к ложным выводам, но в границах ...
