книги2 / 269

В IDEF0 стрелки используются для представления потоков данных или управления между функциональными блоками, показывая связи и взаимодействия между ними. Это позволяет четко определить взаимодействие между разными частями процесса.

Методология IDEF0 предлагает стандартизированный язык и нотацию, что способствует пониманию и взаимодействию между специалистами в области моделирования бизнес - процессов.

Таким образом, методология IDEF0 является мощным инструментом для моделирования процессов, который позволяет как визуализировать функциональные аспекты системы, так и проводить их детальный анализ.

Аттестации эталонов — это процесс проверки и подтверждения соответствия эталонов (стандартов) его метрологических характеристик.

Аттестация эталонов единиц величин является важной и необходимой процедурой. Проведение этой процедуры законодательно закреплено Федеральным законом от 26.06.2008 г. № 102 - ФЗ, где в свою очередь определяется обязательный характер процедуры прохождения первичной или периодической аттестации для каждого эталона единицы величины, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений. Также процедура аттестации эталонов является необходимым этапом для прохождения процедуры аккредитации лабораторий, согласно критериям аккредитации Приказа Министерства экономического развития от 30 мая 2014 г. № 326 [2].

Процесс аттестации эталонов обычно включает в себя следующие этапы:

-подготовка, где определяются требования и спецификации, которым должны соответствовать эталоны;

-тестирование, с проведением проверки соответствия эталонов установленным требованиям;

-оценка результатов с целью определения, соответствуют ли эталоны установленным метрологическим требованиям

-оформление документации (отчеты о результатах испытаний и другие документы, подтверждающие соответствие эталонов установленным требованиям);

-на последнем этапе проводится независимая проверка и подтверждение соответствия эталонов установленным требованиям и спецификациям. Обычно это выполняется аккредитованными организациями или специализированными аттестационными центрами.

Процесс аттестации эталонов важен для обеспечения качества, надежности и нормативного уровня эталонов, а также для обеспечения их применимости. Аттестация позволяет организациям и индивидуальным разработчикам быть уверенными в том, что их продукты или услуги соответствуют установленным стандартам и требованиям.

Процесс аттестации эталонов — это процедура, при которой проводится проверка соответствия эталонов, с целью определения его действительных значений метрологических характеристик. На основе работы Рошка Д.С., Тудоровская О.В., Неклюдова А.А. «О порядке аттестации эталонов» на рисунках 1 и 2 ниже разработана графическая блок - схема процесса аттестации эталона (Рисунок1, 2) [3].

21

Рисунок1. Началопроцессааттестацииэталонов, формализованныйспомощьюметодологииIDEF0

Рисунок2. Завершениепроцессааттестацииэталонов, формализованныйспомощьюметодологииIDEF0

Разработка IDEF0 - диаграммы процесса аттестации эталонов с использованием IDEF0 - нотаций, включающего все функции и подфункции, входные и выходные данные, а также связимеждуними.

Разработка модели процесса аттестации эталонов на основе методологии IDEF0 предполагает улучшить процедуру путем четкого определения и визуализации всех этапов и взаимосвязей, а также разработка модели позволяет создать единое понимание процесса аттестациикаксредиучастниковпроцессаизаинтересованныхсторон.

В целом, разработка модели процесса аттестации на основе методологии IDEF0 направлена на улучшение процесса, оптимизацию ресурсов и повышение прозрачности даннойдеятельности.

Списокиспользованнойлитературы

1. Петрова И.Р., Фахртдинов Р.Х., Сулейманова А.А. Методология функционального моделированияIDEF0 / И.Р.Петрова,Р.Х.Фахртдинов,А.А.Сулейманова. – Казань:Казан.

ун- т,2018. – 68 с.

22

2.Клешнина, О., Голубева, К. «Нововведения в области аттестации эталонов единиц величин»/ Издательскийдом«Ажур».– 2020. - С.343 - 348.

3.Рошка Д.С., Тудоровская О.В., Неклюдова А.А. «О порядке аттестации эталонов» / ИздательскийДом«ПремиумПресс».– 2022. – С.163 - 166.

©ГоржельскаяЕ.М.,ТимчукЕ.Г.2024

УДК– 21474

Do Chi Thanh

Ph.D, Faculty of Electrical and Electronics Engineering, East Asia University of Technology (EAUT), Bac Ninh,Viet Nam.

Tran Xuan Phuong

Master’s,Faculty of Electrical and Electronics Engineering, East Asia University of Technology (EAUT), Viet Nam, Bac Ninh

FIELD - ORIENTED CONTROL (FOC) OF PMSM MOTORS

IN MATLAB & SIMULINK

АBSTRАCT

Permanent magnet synchronous motors have high efficiency and are therefore widely used in industry. This paper presents field - oriented control (FOC) or vector control as a control technique used to obtain good control over the entire torque and speed range for various types of motors. motors, including induction machines, permanent magnet synchronous machines (PMSM) and brushless DC (BLDC) motors. For speeds above the rated speed, field direction control with field weakening control is used for PMSM motor based on simulation modeling using Matlab & Simulink. The content of the article presents the SVPWM control algorithm, the vector control method is built and applied, followed by the construction of a simulation model to test the correctness of the control algorithm. Finally, simulation results and discussion are presented.

Key words: Motor control, Field - oriented control, PMSM motor, Control PMSM motor

ТханьД.Ч.

канд.техн,Факультетэлектротехникииэлектроники, Восточноазиатскийтехнологическийуниверситет(EAUT), БакНинь,Вьетнам

ФуонгЧ.С

Факультетэлектротехникииэлектроники, Восточноазиатскийтехнологическийуниверситет(EAUT), БакНинь,Вьетнам

ПОЛЕОРИЕНТИРОВАННОЕУПРАВЛЕНИЕ(FOC) ДВИГАТЕЛЕМ СПОСТОЯННЫМИМАГНИТАМИ(PMSM) ВMATLAB ИSIMULINK

АННOТАЦИЯ

Синхронные двигатели с постоянными магнитами обладают высоким КПД и поэтому широкоиспользуютсявпромышленности.Вэтойстатьепредставленоориентированноена поле управление (FOC) или векторное управление как метод управления, используемый

23

для полученияхорошегоуправления во всем диапазонекрутящего моментаи скорости для различных типов двигателей. двигатели, включая асинхронные машины, синхронные машины с постоянными магнитами (PMSM) и бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC). Для скоростей выше номинальной скорости для двигателя PMSM используется управление направлением поля с контролем ослабления поля на основе имитационного моделирования с использованием Matlab и Simulink. В содержании статьи представлен алгоритм управления СВШИМ, построен и применен векторный метод управления с последующим построением имитационной модели для проверки корректности алгоритма управления.Наконец,представленырезультатымоделированияиобсуждение.

Ключевые слoва: Управление двигателем, ориентированное на поле управление, двигательPMSM, управлениедвигателемPMSM

1.INTRODUCTION

Simulation technology is increasingly widely used in all fields of human activity. Chapter simulator helps save time, money, and resources materials, avoiding risky and dangerous situations in real terms, it is even possible to do nothing can be done under real conditions. Use the tissue program Simulation in conditions of inadequate physical facilities effectively exploit training and research work. Synchronous motor excited by permanent magnets Often used in systems that require precision high precision such as robotics, mechanical processing,... therefore the thing engine speed control plays a very important role. This article applies vector control and modulation methods Space vector based control simulation language for PMSM. Currently, many control methods have been researched such as adaptive control, intelligent control, etc... In this article, the author mentions the FOC control method which is the root of the problem of other intelligent control methods.

The idea of designing a vector controller is moment and other the magnetization component of the stator flux is independently controlled create. The three - phase stator current is converted into a vector current supplied to the controller (Figure 1). Once the controller parameters are chosen well for the current controller, helps control the motor PMSM is similar to controlling a DC motor. The motor's torque is controlled via current electricity on the q axis (iq).

Figure 1. Block diagram of the entire control system

2.CONTROLLER DESIGN

2.1.Electric current controller and conversion steps

PMSM engine mathematical model:

These model equations describe the dynamics of the PMSM in the rotor flux reference frame:

24

d Ld id pm (3)q Lqiq (4)

Te 32 p( pmiq (Ld Lq )id iq ) (5)

Te TL J ddtm B m (6) where:

vd is the d - axis voltage (volts).

vq is the q - axis voltage (volts).

id is the d - axis current (amperes).

iq is the q - axis current (amperes).

Rs is the stator phase winding resistance (ohms).

λpm is the permanent magnet flux linkage (weber).

λd is the d - axis flux linkage (weber).

λq is the q - axis flux linkage (weber).

ωe is the electrical speed corresponding to frequency of stator voltages (radians / sec).

ωm is the rotor mechanical speed (radians / sec).

Ld is the d - axis winding inductance (henry).

Lq is the q - axis winding inductance (henry).

Te is the electromechanical torque produced by the PMSM (Nm).

TL is the load torque (Nm).

p is the number of motor pole pairs.

J is the inertia coefficient (kg - m2).

B is the friction coefficient (kg - m2 / sec).

The current controller and conversion stages (Figure 1) include PI, Clark transformation, inverse Clark, Park, inverse Park.

- Reverse Clank transformation

25

- Prak transformation

2.2 Space vector modulator

Each switching configuration results in a specific voltage being applied to the motor terminals. Voltages are essentially space vectors and represent their magnitude and direction in a space vector hexagon. SVPWM is a control technique widely used in power electronic device control. The switching state of 6 power electronic locks (S1~S6) based on the SVPWM algorithm creates eight voltage vectors supplied to the motor. In which vectors V0 and V7 give zero output voltage. Therefore, the voltage vector Uout on the motor is calculated based on the remaining 6 vectors [2 - 3].

Figure 1. Voltage vector

SVM activities: The space vector modulation technique operates on the reference voltage vector to generate appropriate gate signals for the inverter during each PWM cycle, with the goal of achieving a continuously rotating space vector.

2.3 PI controller

To improve the performance and more stable speed regulation of the BLDC motor, it is necessary to use a PID controller Figure 3. For this purpose, a variety of control circuits and algorithms are used.

Figure 3. Schematic of PID controller

26

3.Model and simulation results in Matlab & Simulink

Figure 4. Field - Oriented Controller (FOC) for Interior Permanent Magnet Synchronous Motor

Figure 5. FOC controlled PMSM motor simulation model in Matlab & Simulink

Figure 6. Responsive speed

27

0.81 seconds, the engine speed increased to 2400 rpm and the load torque decreased to 150 N.m. The speed regulator works well for both speed settings. At a speed of 1.0 s, the load torque reverses from +150 to - 150 N.m so that the machine now operates as a generator.

Through simulation, the vector control method was demonstrated and the results demonstrated that the system was designed accurately and operated effectively. Simulation solutions can be fully responsive required by the PMSM engine control system using the FOC method.

References

[1].Y. S. Kung, N. V. Quynh, C. C. Huang, and L. C. Huang, "Simulink / ModelSim co - simulation of sensorless PMSMspeed controller," in Industrial Electronics and Applications (ISIEA), 2011 IEEE Symposium on, pp. 24 - 29, 2011.

[2].R. K. Pongiannan and N. Yadaiah,“FPGA based Space Vector PWM Control IC for Three Phase Induction Motor Drive”, IEEE International Conference on Industrial Technology, pp. 2061

-2066, 2006.

[3].A. O. Rait and P. Bhosale – FPGA,“Implementation of space vector PWM for speed control of 3 - phase induction motor”, International Conference on RecentAdvancements in Electrical, Electronics and Control Engineering, pp. 221 - 225, 2011.

[4].Y. Li, J. Huo, X. Li, J. Wen, Y. Wang, & B. Shan, “An open - loop Sin microstepping driver based on FPGA and the co - simulation of Modelsim and Simulink”, International Conference on Computer, Mechatronics, Control and Electronic Engineering (CMCE), Vol.6,pp.223 - 227, 2010.

[5].Tremblay, Olivier. Development Report: Parameters estimation and vector control of internal permanent magnet synchronous machine, ETS December 2010.

[6].Jaszczolt, Christopher. Understanding permanent magnet motors. Control Engineering. January 2017.

[7].Cirrincione, M., M. Pucci, G. Vitale. Power Converters and AC Electrical Drives with Linear Neural Networks. CRC Press, 2012.

©ТханьД.Ч.,ФуонгЧ.С.,2024

УДК:629.33

А.Ф.Зубков, преподаватель ВУНЦВВС«ВВАим.профессораН.Е.ЖуковскогоиЮ.А.Гагарина» г.Воронеж,Россия И.А.Маливанов, преподаватель

ВУНЦВВС«ВВАим.профессораН.Е.ЖуковскогоиЮ.А.Гагарина» г.Воронеж,Россия

УПЛОТНЕНИЯКОРПУСАДВИГАТЕЛЯВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ

Аннотация

Встатьеуказаныместа,подлежащиеуплотнению,ипутирешенияэтоговопроса.

Ключевыеслова

Газовые стыки, разъемы между блок - картером, головкой блока цилиндров и различныминавеснымидеталямиикрышками,прокладки,сальники.

29

Уплотнение корпуса двигателя необходимо для исключения прорыва газов из рабочей полости цилиндра, а также для предотвращения утечек охлаждающей жидкости и моторного масла.

Уплотнению подлежат:

–газовые стыки между головкой блока цилиндров, торцом цилиндра и впускным трубопроводом;

–стыки между блоком цилиндра и головкой блока цилиндров в местах сопряжения отверстий для охлаждающей жидкости и масла;

–стыки между «мокрой» гильзой и блок - картером;

–разъемы между блок - картером, головкой блока цилиндров и различными навесными деталями и крышками;

–выходящие из двигателя вращающиеся детали: носок и хвостовик коленчатого вала, валы приводов различных узлов.

Наиболее ответственным является уплотнение газового стыка, так как при нарушении герметичности ухудшается работа двигателя, возможно поступление масла в систему охлаждения или охлаждающей жидкости в полость цилиндра.

Для уплотнения газового стыка применяются прокладки, которые зажимаются между блок - картером и головкой блока цилиндров.

Требования, предъявляемые к прокладкам:

–должны выдерживать значительное давление газов и высокие температуры;

–должны иметь достаточную пластичность для заполнения неровностей на опорных поверхностях головки блока цилиндров и блок - картера;

–должны иметь необходимую упругость и достаточную прочность.

Прокладки головки блока цилиндров могут быть цельнометаллическими, составными или комбинированными.

Вдвигателях с высокой степенью сжатия применяются цельнометаллические прокладки из листовой стали, алюминия или меди либо составные прокладки, набранные из нескольких тонких листов (рис. 1).

Стальные цельнометаллические прокладки имеют вокруг отверстий выштамповочные канавки (см. рис. 1, в), которые при сборке деформируются и обеспечивают уплотнение вследствие своей упругости.

Вдвигателях со средней степенью сжатия используются комбинированные прокладки, выполненные из графитизированного асбестового полотна, армированного снаружи листовой сталью (см. рис. 1, г). Контур камеры сгорания окантовывается металлом.

Надежность уплотнения газового стыка зависит от того, насколько сила сжатия прокладки в зазоре больше силы воздействия газов в цилиндре. Поэтому в месте расположения прокладок выполняют следующее:

–делают утолщение прокладки по контуру цилиндра;

–предусматривают выступ торца цилиндра на 0,05 - 0,15 мм над привалочной плоскостью блока цилиндров (рис. 1, а, б);

30