Вариант управляемой электрической машины с двумя преобразователями частоты позволяет реализовать ряд энергетически эффективных алгоритмов управления, которые обеспечивают повышение значений КПД и cosϕ базового двигателя в широком диапазоне изменения нагрузок на валу и угловой скорости ротора, т. е. более эффективное использование машины. При этом значения энергетических показателей существенно зависят от режима работы двигателя – диапазона частоты вращения ротора и уровня нагрузки на валу. Поэтому одной из задач исследования является оценка энергетической эффективности предложенных алгоритмов управления с целью выработки рекомендаций для разработчиков регулируемого электропривода (РЭП) по выбору того или иного алгоритма при проектировании новых и модернизации существующих систем.
Однако платой за повышение эффективности использования машины является сложная система управления и значительные первичные затраты, что может стать значительным препятствием на пути практического внедрения этого вида электропривода. Поэтому еще одной задачей, решаемой в данной работе, является анализ областей применения электропривода (ЭП) с асинхронизированным вентильным двигателем (АВД), в котором его внедрение будет наиболее целесообразно.
Существенной особенностью электродвигателя является характеристика режимов его работы целым рядом показателей, каждый из которых в свою очередь может выступать частным показателем при анализе энергетической эффективности. К ним можно отнести:
– активную, реактивную и полную мощности, потребляемые от преобразователей частоты и характеризующие двигатель как потребитель электроэнергии;
– механическую мощность с ее составляющими – электромагнитным моментом и угловой скоростью ротора, которые отражают результат электромеханического преобразования подводимой энергии;
– мощность потерь в двигателе, КПД и мощности, которые служат мерой эффективности преобразования энергии двигателем.
Проведенные в [1] исследования выявили экстремальный характер этих частных показателей при изменении свободно варьируемых управляющих воздействий. Причем для разных значений электромагнитного момента и угловой скорости экстремумы достигаются при несовпадающих по значению управляющих воздействиях.