Modelowanie trybów dynamicznych w silniku prądu stałego do pojazdów elektrycznych

W artykule zbadano modele matematyczne silnika elektrycznego prądu stałego z niezależnym wzbudzeniem dla pojazdów elektrycznych oraz PWM jako metodę regulacji prędkości. Równania różniczkowe stanu elektromechanicznego zapisano w postaci normalnej Cauchy'ego. Takie przedstawienie upraszcza proces obliczeniowy, ponieważ całkowanie przeprowadza się za pomocą jawnej metody numerycznej Runge-Kutta czwartego rzędu, która jest prostsza od metod niejawnych i dokładniejsza od metod jawnych jednoetapowych. Do modelowania wykorzystano symboliczny język programowania Force 2.0, który jest odmianą języka Fortran. W porównaniu z pakietami matematycznymi do modelowania symulacyjnego jest on wygodny pod względem niskich kosztów czasowych kompilacji samego programu, ponieważ program zawiera równania modelu wraz z warunkami początkowymi, metodą numeryczną i procedurą integracji. Opracowane modele uwzględniają sprzężenia elektromagnetyczne obwodów elektrycznych silnika i umożliwiają symulację dynamicznych trybów pracy. Modele takie mogą być wykorzystywane do analizy pracy silników zarówno autonomicznie, jak i jako element układu elektromechanicznego, w tym przetworników zaworowych. Symulowano pracę i tryby przejściowe silnika prądu stałego, podano wyniki symulacji i przedstawiono ich analizę. Wyniki potwierdziły poprawność wybranego podejścia do modelowania i metod numerycznych, a także zgodność z klasyczną teorią maszyn elektrycznych.