Патент на изобретение №2349790

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОРОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЭТОГО СПОСОБА

(57) Реферат:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления стартер-генераторными устройствами транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Предложены способ и устройство управления стартер-генератором на основе синхронной машины с электромагнитным возбуждением, обеспечивающие работу машины как в стартерном, так и в генераторном режиме, с минимально возможными потерями в меди и обеспечивающие минимизацию дополнительных (коммутационных) потерь в машине и силовом преобразователе. Техническим результатом является упрощение устройства и, как следствие, повышение его надежности и снижения стоимости при сохранении всех его функциональных свойствах и основных преимуществ, а именно оптимального использования электрической машины и минимизации дополнительных (коммутационных) потерь в машине и силовом преобразователе. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления стартер-генераторными устройствами транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания.

Известно устройство (см. [1], стр.194), в котором для поддержания в заряженном состоянии бортовой аккумуляторной батареи автомобиля используется синхронная машина с электромагнитным возбуждением.

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности запуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с помощью этой синхронной машины.

Известно также устройство (европейский патент №0406182 В1, кл. F02N 11/04, 1992 г.), в котором синхронная машина с постоянными магнитами используется и для запуска ДВС, и для заряда бортовой аккумуляторной батареи, т.е. она выполняет функции стартера и генератора.

Недостатком этого устройства является отсутствие электромагнитного возбуждения и блока оптимизации режимов работы синхронной машины в условиях ограничения по току и напряжению питания для оптимального использования габаритной мощности синхронной машины и установленной мощности силового преобразователя.

Кроме того, известен способ (патент России №2188964, кл. F02N 11/04, опублик. 10.09.2002) и устройство (патент России №2200871, кл. F02N 11/04, опублик. 20.03.2003), в котором синхронная машина с электромагнитным возбуждением работает в частотно-токовой системе автоматического регулирования с коэффициентом мощности равным или близким к единице во всем диапазоне изменения нагрузок и регулирования скорости с обеспечением выполнения критерия минимума статических потерь в машине.

Недостатком этого устройства является отсутствие минимизации дополнительных (коммутационных) потерь в машине и силовом преобразователе и нецелесообразное усложнение схемы устройства из-за поддержания коэффициента мощности равным или близким к единице, т.к. в данном случае отсутствует электрическая цепь значительной протяженности и работа в генераторном режиме всегда осуществляется не на индуктивную нагрузку, а на аккумуляторную батарею.

Наиболее близким техническим решением являются способ и устройство (патент России №2249123, кл. F02N 11/04, опублик. 27.03.2005), в котором работа синхронной машины с электромагнитным возбуждением основана на функционировании векторного токового следящего контура во вращающейся ортогональной системе координат (d, q), ось d которой направлена по продольной оси машины. При этом за счет установки неодинаковых значений величин гистерезисов релейных элементов по продольной и поперечной осям, обеспечивается работа машины с минимальными дополнительными потерями как в стартерном, так и в генераторном режимах.

Недостатком этого устройства также является нецелесообразное усложнение схемы устройства из-за поддержания коэффициента мощности равным или близким к единице, т.к. в данном случае отсутствует электрическая цепь значительной протяженности и работа в генераторном режиме всегда осуществляется не на индуктивную нагрузку, а на аккумуляторную батарею. Кроме того, с практической точки зрения для правильной эксплуатации аккумуляторной батареи совершенно необязательно контролировать мощность, потребляемую от нее в стартерном режиме. Вполне достаточно следить за тем, чтобы напряжение на ее клеммах во время разряда не снижалось бы ниже некоторого значения, определяемого «Техническими условиями» на используемый тип аккумуляторной батареи. Следующее замечание связано с тем, что мощность, которую должна развивать электрическая машина в «старт-стопном» режиме, т.е. когда запуск ДВС происходит за сотые доли секунды, в несколько раз превышает мощность, необходимую для питания бортовой сети автомобиля в генераторном режиме. Таким образом, электрическая машина, удовлетворяющая требованиям «старт-стопного» режима, заведомо удовлетворит все требования по мощности для генераторного режима без выхода на ограничения по току и напряжению, поэтому отсутствует необходимость изменения коэффициента связи в генераторном режиме, то есть он всегда должен быть равным К_опт.

Решение технической задачи направлено на упрощение устройства и, как следствие, повышение его надежности и снижения стоимости при сохранении всех его функциональных свойств и основных преимуществ, а именно оптимального использования электрической машины и минимизации дополнительных (коммутационных) потерь в машине и силовом преобразователе.

Для решения поставленной технической задачи измеряют текущие значения напряжения бортовой аккумуляторной батареи, фазных токов синхронной машины, а также скорости и углового положения ротора и с учетом сигнала датчика нажатого состояния педали акселератора автомобиля, формируют заданные значения составляющих вектора тока статора по продольной и поперечной осям во вращающейся ортогональной системе координат (d, q), ось d которой направлена по продольной оси машины, а также заданное значение тока возбуждения, которое затем формируют в обмотке возбуждения машины с помощью регулятора тока возбуждения, измеренные фазные токи переводят во вращающуюся ортогональную систему координат (d, q), сравнивают их с заданными, определяют знаки отклонений текущих значений токов от заданных и по этим знакам определяют требуемые мгновенные знаки фазных напряжений, при этом, если в данный момент времени ось d находится в секторе -30÷+30 электрических градусов относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по продольной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, если в данный момент времени ось d находится в секторе +30÷+90 электрических градусов относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по продольной оси, если в данный момент времени ось d находится в секторе +90÷+150 электрических градусов относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по продольной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, если в данный момент времени ось d находится в секторе +150÷+210 электрических градусов относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по продольной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, если в данный момент времени ось d находится в секторе +210÷+270 электрических градусов относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по продольной оси, если в данный момент времени ось d находится в секторе +270÷+330 электрических градусов относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по продольной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, при этом заданное значение составляющей вектора тока статора по продольной оси устанавливают равным нулю, заданное значение тока возбуждения формируют в виде произведения заданного значения составляющей вектора тока статора по поперечной оси на корень квадратный из частного от деления величины активного сопротивления обмоток статора на величину активного сопротивления обмотки возбуждения, а заданное значение составляющей вектора тока статора по поперечной оси формируют в зависимости от угловой частоты вращения ротора и датчика положения педали акселератора, причем, если угловая частота вращения ротора ниже угловой частоты вращения ДВС на холостом ходу, то при ненажатой педали акселератора заданное значение составляющей вектора тока статора по поперечной оси устанавливают равным нулю, если же педаль акселератора нажата, то заданное значение составляющей вектора тока статора по поперечной оси устанавливают равным максимально допустимому значению, а при угловой частоте вращения ротора выше угловой частоты вращения ДВС на холостом ходу, независимо от состояния датчика положения педали акселератора, заданное значение составляющей вектора тока статора по поперечной оси устанавливают в функции поддержания напряжения бортовой аккумуляторной батареи на заданном уровне.

Устройство управления стартер-генератором на базе синхронной машины с электромагнитным возбуждением, реализующее данный способ, является оригинальным техническим решением, т.к. содержит датчик положения, механически связанный с ротором синхронной машины, регулятор тока возбуждения, вход которого подключен к выходу блока ограничения минимального значения, а выход подключен к обмотке возбуждения, датчик нажатого состояния педали акселератора, подключенный через задатчик интенсивности к первому входу блока коммутации, первый блок сравнения, подключенный инвертирующим входом к установке напряжения бортовой аккумуляторной батареи, а неинвертирующим входом – к датчику напряжения бортовой аккумуляторной батареи, подключенной к соответствующим выводам питания регулятора тока возбуждения и силового преобразователя, который через датчики тока подключен к фазным обмоткам синхронной машины, при этом выходы датчиков тока подключены ко входам блока преобразования координат, второй и третий блоки сравнения, инвертирующие входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам блока преобразования координат, при этом выходы второго и третьего блоков сравнения через первый и второй релейные элементы с гистерезисной характеристикой подключены соответственно к первому и второму входам управляемого логического коммутатора, выходы которого подключены непосредственно к входам управления ключевыми элементами силового преобразователя, а третий вход управляемого логического коммутатора подключен непосредственно к выходу датчика положения, который выполнен имеющим на выходе цифровой сигнал в параллельном коде, при этом цифровой вход блока преобразования координат через формирователь гармонических функций подключен к выходу датчика положения и ко входу измерителя скорости, выход которого подключен ко входу третьего релейного элемента с гистерезисной характеристикой, при этом на неинвертирующий вход второго блока сравнения постоянно подается нулевой сигнал задания тока по продольной оси, а неинвертирующий вход третьего блока сравнения подключен к выходу блока коммутации, второй вход которого через пропорциональный регулятор подключен к выходу первого блока сравнения, при этом неинвертирующий вход третьего блока сравнения через блок масштабирования с коэффициентом, равным корню квадратному из частного от деления величины активного сопротивления обмоток статора на величину активного сопротивления обмотки возбуждения, подключен ко входу блока ограничения минимального значения, а выход третьего релейного элемента с гистерезисной характеристикой подключен к управляющему входу блока коммутации.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства управления стартер-генератором на базе синхронной машины с электромагнитным возбуждением, а на фиг.2 – векторная диаграмма, поясняющая принцип работы.

Структурная схема устройства управления стартер-генератором на базе синхронной машины 1 с электромагнитным возбуждением содержит: датчик 2 положения, механически связанный с ротором синхронной машины 1, регулятор 3 тока возбуждения, вход которого подключен к выходу блока 4 ограничения минимального значения, а выход подключен к обмотке возбуждения, датчик 5 нажатого состояния педали акселератора, подключенный через задатчик 6 интенсивности к первому входу блока 7 коммутации, первый блок 8 сравнения, подключенный инвертирующим входом к установке 9 напряжения бортовой аккумуляторной батареи 10, а неинвертирующим входом – к датчику 11 напряжения бортовой аккумуляторной батареи 10, подключенной к соответствующим выводам питания регулятора 3 тока возбуждения и силового преобразователя 12, который через датчики 13 тока подключен к фазным обмоткам синхронной машины 1, при этом выходы датчиков 13 тока подключены ко входам блока 14 преобразования координат, второй 15 и третий 16 блоки сравнения, инвертирующие входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам блока 14 преобразования координат, при этом выходы второго 15 и третьего 16 блоков сравнения через первый 17 и второй 18 релейные элементы с гистерезисной характеристикой подключены соответственно к первому и второму входам управляемого логического коммутатора 19, выходы которого подключены непосредственно к входам управления ключевыми элементами силового преобразователя 12, а третий вход управляемого логического коммутатора 19 подключен непосредственно к выходу датчика 2 положения, который выполнен имеющим на выходе цифровой сигнал в параллельном коде, при этом цифровой вход блока 14 преобразования координат через формирователь 20 гармонических функций подключен к выходу датчика 2 положения и ко входу измерителя 21 скорости, выход которого подключен ко входу третьего релейного элемента 22 с гистерезисной характеристикой, при этом на неинвертирующий вход второго блока 15 сравнения постоянно подается нулевой сигнал задания тока по продольной оси, а неинвертирующий вход третьего блока 16 сравнения подключен к выходу блока 7 коммутации, второй вход которого через пропорциональный регулятор 23 подключен к выходу первого блока 8 сравнения, при этом неинвертирующий вход третьего 16 блока сравнения через блок 24 масштабирования с коэффициентом, равным корню квадратному из частного от деления величины активного сопротивления обмоток статора на величину активного сопротивления обмотки возбуждения, подключен ко входу блока 4 ограничения минимального значения, а выход третьего релейного элемента 22 с гистерезисной характеристикой подключен к управляющему входу блока 7 коммутации.

Работа устройства, реализующего предлагаемый способ управления, осуществляется следующим образом.

При нулевом значении угловой частоты вращения ротора и нажатии водителем на педаль акселератора датчик 5 выдает сигнал максимально допустимого задания тока, который поступает на вход задатчика 6 интенсивности. Напряжение на выходе задатчика 6 интенсивности начинает монотонно возрастать, поступая через блок 7 коммутации на неинвертирующий вход третьего блока 16 сравнения, а на инвертирующий вход этого блока поступает текущее значение составляющей вектора тока статора по поперечной оси i_q. Аналогичный процесс происходит и на входах второго блока 15 сравнения. Результаты сравнения i_d, i_q с выходов этих блоков через первый 17 и второй 18 релейные элементы с гистерезисной характеристикой поступают на первый и второй входы управляемого логического коммутатора 19, формируя логические сигналы sign(i_d), sign(i_q) соответственно.

Кроме того, заданное значение составляющей вектора тока статора по поперечной оси i_zq через последовательно включенные блок масштабирования и блок 4 ограничения минимального значения поступает на вход регулятора 3, формируя тем самым заданное значение тока возбуждения i_zf, которое затем с помощью этого регулятора формируется в обмотке возбуждения синхронной машины.

Необходимость формирования заданного значения тока возбуждения в виде произведения составляющей вектора тока статора по поперечной оси на корень квадратный из частного от деления величины активного сопротивления обмоток статора на величину активного сопротивления обмотки возбуждения поясняется с помощью следующих известных соотношений (см. [2], стр.864)

где L_sd, L_sq – полная индуктивность статора, соответственно по продольной и поперечной осям;

L_md – взаимная индуктивность обмоток статора и обмотки возбуждения по продольной оси;

L_f – полная индуктивность обмотки возбуждения;

i_d, i_q – составляющие вектора |I_s| тока статора по продольной и поперечной осям соответственно;

_d, _q – составляющие вектора потокосцепления статора по продольной и поперечной осям соответственно;

i_f, _f – ток и потокосцепление обмотки возбуждения.

При i_d=0 эти уравнения принимают вид

В соответствии с известным способом управления (патент России №2188964, кл. F02N 11/04, опублик. 10.09.2002) вводим новую переменную , называемую в дальнейшем коэффициентом связи, тогда с учетом (2) и условием равенства нулю продольной составляющей вектора тока статора получаем

Развиваемый машиной момент М равен

Потери P_м в меди машины при фиксированном значении момента имеют вид

где R_s и R_f – активные сопротивления обмоток статора и обмотки возбуждения соответственно.

Из уравнения (5) видно, что существует такое значение коэффициента связи (будем называть его К_опт), при котором потери в меди минимальны. Это значение коэффициента связи можно получить из условия dP_M/dK=0

Следовательно, для того чтобы синхронная машина развивала требуемый момент при минимально возможных потерях в меди, ток возбуждения должен быть равен

или, что то же самое,

Формирование требуемых токов в обмотках статора синхронной машины основано на функционировании векторного токового следящего контура в системе координат (d, q), ось d которой направлена по продольной оси машины. Этот контур образован блоками 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, и 19 (фиг.1). Питание фазных обмоток осуществляется от силового преобразователя 12 с полностью управляемыми ключевыми элементами, которые в зависимости от знака команд управления (signU_j, j=А, В, С) подключают фазные обмотки синхронной машины 1 к плюсовому или минусовому выводам бортовой аккумуляторной батареи 10, поэтому фазные напряжения силового преобразователя 12, измеренные относительно средней точки, можно записать в виде

где U_d – напряжение бортовой аккумуляторной батареи.

При этом обобщенный вектор U=(u, u) выходного напряжения такого преобразователя будет описываться уравнением

,

где (e_A, e_A), (e_B, e_B), (e_C, e_C) проекции направляющих орт-фаз А, В и С синхронной машины 1 на оси неподвижной ортогональной системы координат (, ), ось которой совпадает с направлением фазы А. На фиг.2 изображены шесть ненулевых векторов U^m, (m=1,…,6) выходного напряжения силового преобразователя 12, соответствующие различным комбинациям команд управления.

Отсюда видно, что плоскость , можно разбить на шесть секторов, в каждом из которых для раздельного регулирования i_dг, i_q достаточно использовать лишь четыре из шести ненулевых векторов U^m (m=1,…,6) выходного напряжения силового преобразователя 12. Например, если ротор находится во втором секторе (фиг.2), то переключения ключевых элементов силового преобразователя 12 в состояния, соответствующие U¹ и U³, будут вызывать уменьшение текущего значения i_d, а переключения в состояния, соответствующие U⁴ и U⁶, будут вызывать увеличение текущего значения i_q. Аналогично, переключения в состояния, соответствующие U³ и U⁴, будут вызывать уменьшение текущего значения i_q, а переключения в состояния U¹ и U⁶ будут вызывать увеличение текущего значения i_q. Это обстоятельство и положено в основу алгоритма функционирования векторного токового следящего контура в системе координат (d, q), который фактически сводится к составлению таблицы соответствия знаков фазных напряжений (signU_j, j=А, В, С) знакам ошибок регулирования sign(i_d), sign(i_q) в зависимости от текущего положения (номер сектора) вращающейся системы координат (d, q) на плоскости , :

Сектор		signUA	signUB	signUC
1.	-30÷+30	+sign(id)	+sign(iq)	-sign(iq)
2.	+30÷+90	-sign(iq)	+sign(iq)	-sign(id)
3.	+90÷+150	-sign(iq)	+sign(id)	+sign(iq)
4.	+150÷+210	-sign(id)	-sign(iq)	+sign(iq
5.	+210÷+270	+sign(iq)	-sign(iq)	+sign(id)
6.	+270÷+330	+sign(iq)	-sign(iq)	-sign(iq)

Например, если выходной сигнал релейного элемента 17 положительный, sign(i_d)=+1, выходной сигнал релейного элемента 18 отрицательный, sign(i_q)=-1, то, как видно из таблицы, выходное напряжение силового преобразователя 12 будет соответствовать U¹.

Подключение выходов релейных элементов 17 и 18 непосредственно к входам управления ключевых элементов силового преобразователя 12 в соответствии с таблицей осуществляет управляемый логический коммутатор 19. Определение номера сектора производится по цифровому коду, снимаемому с выхода датчика положения 2.

Протекание максимально допустимых токов по обмоткам статора и обмотке возбуждения синхронной машины обуславливает наличие соответствующего момента на ее валу, под действием которого ротор начинает разгоняться с максимально возможным ускорением. При достижении угловой частоты вращения, равной частоте вращения ДВС на холостом ходу на выходе третьего релейного элемента 22, устанавливается «единица», что приводит к переключению блока 7 коммутации в нижнее положение. Теперь, независимо от датчика 5 нажатого состояния педали акселератора, формирование заданного значения составляющей вектора тока статора по поперечной оси будет осуществляться в функции поддержания напряжения бортовой аккумуляторной батареи на заданном уровне.

Таким образом, несмотря на существенное упрощение устройства, и, как следствие, повышение его надежности и снижение стоимости, сохранились все его функциональные свойства и основные преимущества, т.к. в любом режиме, стартерном или генераторном, требуемый момент развивается электрической машиной при минимально возможных потерях в меди, кроме того, обеспечивается минимизация дополнительных потерь в машине и силовом преобразователе за счет того, что при той же или даже меньшей частоте коммутаций ключевых элементов силового преобразователя 12 величина гистерезиса релейного элемента 17 может быть установлена в 2-3 раза меньшей, чем у релейного элемента 18, что приводит к соответствующему уменьшению пульсаций i_d, а следовательно, и потока, при этом, как видно из таблицы, в каждом из секторов частота коммутаций в одной из фаз силового преобразователя 12 будет также в 2-3 раза меньшей.

Источники информации

1. Вершигора В.А., Игнатов А.П. и др. «Автомобиль ВАЗ-2108». – М.: ДОСААФ, 1986. – 286 с.

2. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: Учебник для вузов. – М.: Энергия, 1980. – 928 с., ил.

Формула изобретения

1. Способ управления стартер-генератором на основе синхронной машины с электромагнитным возбуждением, заключающийся в том, что измеряют текущие значения напряжения бортовой аккумуляторной батареи, фазных токов синхронной машины, а также скорости и углового положения ротора и с учетом сигнала датчика нажатого состояния педали акселератора автомобиля, формируют заданные значения составляющих вектора тока статора по продольной и поперечной осям во вращающейся ортогональной системе координат (d, q), ось d которой направлена по продольной оси машины, а также заданное значение тока возбуждения, которое затем формируют в обмотке возбуждения машины с помощью регулятора тока возбуждения, измеренные фазные токи переводят во вращающуюся ортогональную систему координат (d, q), сравнивают их с заданными, определяют знаки отклонений текущих значений токов от заданных и по этим знакам определяют требуемые мгновенные знаки фазных напряжений, при этом, если в данный момент времени ось d находится в секторе -30÷+30 эл. град. относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по продольной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, если в данный момент времени ось d находится в секторе +30÷+90 эл. град. относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по продольной оси, если в данный момент времени ось d находится в секторе +90÷+150 эл. град. относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по продольной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, если в данный момент времени ось d находится в секторе +150÷+210 эл. град. относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по продольной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, если в данный момент времени ось d находится в секторе +210÷+270 эл. град. относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по продольной оси, если в данный момент времени ось d находится в секторе +270÷+330 эл. град. относительно оси фазы “А”, то знак напряжения фазы “А” устанавливают совпадающим со знаком отклонения тока по поперечной оси, знак напряжения фазы “В” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по продольной оси, а знак напряжения фазы “С” устанавливают противоположным знаку отклонения тока по поперечной оси, отличающийся тем, что заданное значение составляющей вектора тока статора по продольной оси устанавливают равным нулю, заданное значение тока возбуждения формируют в виде произведения заданного значения составляющей вектора тока статора по поперечной оси на корень квадратный из частного от деления величины активного сопротивления обмоток статора на величину активного сопротивления обмотки возбуждения, а заданное значение составляющей вектора тока статора по поперечной оси формируют в зависимости от угловой частоты вращения ротора и датчика положения педали акселератора, причем если угловая частота вращения ротора ниже угловой частоты вращения ДВС на холостом ходу, то при ненажатой педали акселератора заданное значение составляющей вектора тока статора по поперечной оси устанавливают равным нулю, если же педаль акселератора нажата, то заданное значение составляющей вектора тока статора по поперечной оси устанавливают равным максимально допустимому значению, а при угловой частоте вращения ротора выше угловой частоты вращения ДВС на холостом ходу, независимо от состояния датчика положения педали акселератора, заданное значение составляющей вектора тока статора по поперечной оси устанавливают в функции поддержания напряжения бортовой аккумуляторной батареи на заданном уровне.

2. Устройство управления стартер-генератором на базе синхронной машины с электромагнитным возбуждением, содержащее датчик положения, механически связанный с ротором синхронной машины, регулятор тока возбуждения, вход которого подключен к выходу блока ограничения минимального значения, а выход подключен к обмотке возбуждения, датчик нажатого состояния педали акселератора, подключенный через задатчик интенсивности к первому входу блока коммутации, первый блок сравнения, подключенный инвертирующим входом к уставке напряжения бортовой аккумуляторной батареи, а неинвертирующим входом к датчику напряжения бортовой аккумуляторной батареи, подключенной к соответствующим выводам питания регулятора тока возбуждения и силового преобразователя, который через датчики тока подключен к фазным обмоткам синхронной машины, при этом выходы датчиков тока подключены ко входам блока преобразования координат, второй и третий блоки сравнения, инвертирующие входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам блока преобразования координат, при этом выходы второго и третьего блоков сравнения через первый и второй релейные элементы с гистерезисной характеристикой подключены соответственно к первому и второму входам управляемого логического коммутатора, выходы которого подключены непосредственно к входам управления ключевыми элементами силового преобразователя, а третий вход управляемого логического коммутатора подключен непосредственно к выходу датчика положения, который выполнен имеющим на выходе цифровой сигнал в параллельном коде, при этом цифровой вход блока преобразования координат через формирователь гармонических функций подключен к выходу датчика положения и ко входу измерителя скорости, выход которого подключен ко входу третьего релейного элемента с гистерезисной характеристикой, отличающийся тем, что на неинвертирующий вход второго блока сравнения постоянно подается нулевой сигнал задания тока по продольной оси, а неинвертирующий вход третьего блока сравнения подключен к выходу блока коммутации, второй вход которого через пропорциональный регулятор подключен к выходу первого блока сравнения, при этом неинвертирующий вход третьего блока сравнения через блок масштабирования с коэффициентом, равным корню квадратному из частного от деления величины активного сопротивления обмоток статора на величину активного сопротивления обмотки возбуждения, подключен ко входу блока ограничения минимального значения, а выход третьего релейного элемента с гистерезисной характеристикой подключен к управляющему входу блока коммутации.

РИСУНКИ