Алгоритмы векторного управления электромеханического дебалансного вибромодуля без предварительного намагничивания асинхронного двигателя

Автор: Симаков Геннадий Михайлович, Топовский Валерий Валерьевич, Ильенков Игорь Александрович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника @vestnik-susu-ctcr

Рубрика: Управление в технических системах

Статья в выпуске: 1 т.21, 2021 года.

Бесплатный доступ

С развитием электронных систем управление различными электродвигателями асинхронного типа становится все более эффективным и точным. Такие двигатели используются в мире повсеместно, разнообразие задач, выполняемых такими механизмами, с каждым днем растет, и потребность в них не уменьшается. В настоящее время всё большее распространение получают системы электропривода переменного тока на базе асинхронного двигателя. Это обусловлено высокой надежностью, простотой конструкции и относительно малой стоимостью асинхронных двигателей, а также стремительным развитием силовой преобразовательной техники, позволяющей создавать различные виды полупроводниковых преобразователей и надежных источников питания. В большинстве случаев система векторного управления строится для предварительно намагниченного электропривода. В данной статье рассмотрен синтез системы векторного управления асинхронным двигателем без предварительного намагничивания, а также рассмотрены алгоритмы векторного управления электромеханического дебалансного вибромодуля без предварительного намагничивания АДКЗР. Цель исследования. Разработать структуру управления асинхронным двигателем дебалансного вибромодуля. Ввести звено деления в структуру управления. Синтезировать регулятор скорости, потокосцепления ротора и двух составляющих тока статора. Скомпенсировать действие ЭДС в каналах поперечной и продольной оси. Обеспечить в системе управления возможность реверса электрической машины. Реализовать моделирование полученной системы и провести исследование полученных результатов, получив динамические характеристики. Методы. Система векторного управления строится в виде канала стабилизации модуля потокосцепления ротора и канала управления скоростью вращения ротора. Для достижения необходимого результата введем нелинейный регулятор типа звена деления в структуру управления. Это позволит преобразовать нелинейную структуру в линейную. Скомпенсируем действие ЭДС в каналах поперечной и продольной оси. Реализовав моделирование полученной системы, проведем исследование полученных результатов, получив динамические характеристики. Результаты. Структурное моделирование будет проведено в программном пакете MATLAB/Simulink. В целях сравнительной оценки результатов синтеза системы управления с регулятором момента в виде звена деления будет также синтезирована система подчиненного регулирования, обладающая аналогичными параметрами силовой части. Заключение. Выбор в качестве выходной координаты момента двигателя позволяет существенно упростить математическую модель асинхронного двигателя. Кроме особенностей математической модели асинхронного электродвигателя в настоящей работе требуется учитывать особенности вибромодуля как нагрузки. В данном случае можно выделить две главные особенности - большой момент инерции маховых масс электропривода, а также синусоидальную зависимость момента сопротивления от угла поворота ротора.

Еще

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АДКЗР), намагничивание, система подчиненного регулирования (СПР), система регулирования момента (СРМ), пакет программного обеспечения MATLAB, динамические характеристики, электродвижущая сила (ЭДС)

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/147233798

IDR: 147233798   |   DOI: 10.14529/ctcr210104

Список литературы Алгоритмы векторного управления электромеханического дебалансного вибромодуля без предварительного намагничивания асинхронного двигателя

  • Симаков, Г.М. Автоматизированный электропривод: учеб. /Г.М. Симаков - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. - 135 с.
  • Асинхронный электропривод общепромышленного назначения с прямым цифровым управлением и развитыми интеллектуальными свойствами / А.Б. Виноградов, В.Л. Чистосердов, А.Н. Сибирцев, Д.А. Монов //Известия вузов. Серия «Электротехника». - 2001. -№ 3. - С. 60-67.
  • Куцевалов, В. М. Асинхронные и синхронные машины с массивными роторами / В.М. Куце-валов. - М. : Энергия, 1979. - 160 с.
  • Шрейнер, Р.Т. Ресурсы энергосбережения в повторно-кратковременных режимах работы асинхронного привода /Р.Т. Шрейнер, А.А. Емельянов, А.В. Медведев //Промышленная энергетика. - 2011. - № 11. - С. 22-27.
  • Новая серия цифровых асинхронных электроприводов на основе векторных принципов управления и формирования переменных / А.Б. Виноградов, В.Л. Чистосердов, А.Н. Сибирцев, Д.А. Монов // Электротехника. - 2001. - № 12. - С. 25-30.
  • Востриков, А.С. Теория автоматического регулирования: учеб. пособие для вузов / A.С. Востриков, Г.А. Французова. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. - 364 с.
  • Новое поколение преобразователей частоты серии ЭПВ / А.Б. Виноградов, А.Н. Сибирцев, B.А. Матисон, В.Б. Степанов // Силовая электроника. - 2006. - № 2. - С. 64-66.
  • Соколовский, Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учеб. для студентов высш. учеб. заведений /Г. Г. Соколовский - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 272 с.
  • Симаков, Г.М. Метод последовательного синтеза энергетически эффективного управления быстродействующим электроприводом переменного тока / Г.М. Симаков, Ю.П. Филюшов // XVI Международная научно-техническая конференция «Электроприводы переменного тока». -Екатеринбург, 2015. - С. 111-114.
  • Булгаков, А.А. Частотное управление асинхронными двигателями / А.А. Булгаков. - М.: Энергоиздат, 1982. - 216 с.
  • Черных, И.В. Моделирование электротехнических устройств в Matlab, SimPowerSystem и Simulink /И.В. Черных. - М.: ДМКПресс; СПб: Питер, 2008. - 288 с.
  • Копылов, И.П. Математическое моделирование электрических машин /И. П. Копылов. -М.: Высш. шк., 2001. - 327 с.
  • Симаков, Г. М., Асинхронный регулируемый электропривод тягодутьевых машин / Г.М. Симаков, М.А. Марченко. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2017. - 175 с.
  • Виноградов, А.Б. Бездатчиковый асинхронный электропривод с адаптивно-векторной системой управления / А.Б. Виноградов // Электричество. - 2008. - № 2. - С. 44-50.
  • Симаков, Г.М. Энергоэффективное управление электроприводом переменного тока / Г.М. Симаков, Ю.П. Филюшов. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2016. - 241 с.
Еще
Статья научная