Статические предельные характеристики асинхронного электропривода при частотном векторном управлении

Статические предельные характеристики асинхронного электропривода при частотном векторном управлении

Автор: Однокопылов Иван Георгиевич, Дементьев Юрий Николаевич, Крохта Юрий Владимирович, Ари Абдулла Р. рахим , Удут Леонид Степанович, Умурзакова Анара Даукеновна

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power

Рубрика: Электромеханические системы

Статья в выпуске: 4 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

Актуальность исследований обусловлена широким применением частотно-управляемого асинхронного электропривода на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (АД) в наиболее востребованных в промышленности системах регулируемого электропривода общепромышленных механизмов. Целью исследований является анализ расчетных предельных статических характеристик, соответствующих либо номинальному значению напряжения АД, либо максимальному значению выходного напряжения инвертора преобразователя частоты (ПЧ) при заданном значении напряжения питающей сети для различных систем управления трехфазным инвертором, позволяющих оценить возможность получения требуемых скоростей при заданном моменте статической нагрузки в частотно-регулируемом асинхронном электроприводе с векторным управлением. Новизна исследований состоит в использовании предельной статической характеристики, формируемой функциональным преобразователем задания потокосцепления ротора разомкнутой по скорости системы ПЧ - АД при максимальном напряжении инвертора для выбора скорости начала ослабления потока АД в зависимости от его электромагнитного момента для достижения рабочего режима электропривода. Методы исследования, описанные в статье, основаны на использовании теории электропривода, электрических машин, методов математического и имитационного моделирования с помощью современных программных пакетов и компьютерных средств. В результате исследований установлено, что при недостаточном выходном напряжении инвертора ПЧ в асинхронном электроприводе с частотным векторным управлением формирование требуемых значений потока АД и его момента обеспечивается уменьшением его угловой скорости за счет уменьшения выходной частоты ПЧ. Причем начальную скорость ослабления потока АД следует выбирать в зависимости от фактического значения электромагнитного момента АД, используя для этого предельную статическую характеристику разомкнутой по скорости системы ПЧ - АД. Доказано, что в системах векторного частотного управления асинхронным электроприводом с выбором скорости начала ослабления потока АД в зависимости от электромагнитного момента АД имеется возможность поддержания оптимального значения потокосцепления АД в установившихся режимах его работы, позволяющая обеспечить больший момент при номинальном токе АД в установившемся режиме. Для уменьшения тока, потребляемого АД, и исключения его теплового перегрева при больших нагрузках следует задавать номинальное значение потокосцепления, а при малых нагрузках уменьшать значение задания потокосцепления.

Еще

Асинхронный двигатель, частотное управление, векторное управление, трехфазный инвертор, предельные характеристики

Короткий адрес: https://sciup.org/147232701

IDR: 147232701   |   DOI: 10.14529/power180412

Список литературы Статические предельные характеристики асинхронного электропривода при частотном векторном управлении

  • Булгаков, А.А. Частотное управление асинхронными двигателями / А.А. Булгаков. - М.: Энергоиздат, 1982. - 216 с.
  • Garces, L.J. Parameter adaptation for the speed-controlled static ac drive with a squirrel-cage induction motor / L.J. Garces // IEEE Trans. Ind. Appl. - 1980. - Vol. IA-16. - P. 173-178. DOI: 10.1109/TIA.1980.4503768
  • Сандлер, А.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями / А.С. Сандлер, Р.С. Сарбатов. - М.: Энергия, 1974. - 328 с.
  • Виноградов, А.Б. Адаптивная система векторного управления асинхронным электроприводом / А.Б. Виноградов, В.Л. Чистосердов, А.Н. Сибирцев // Электротехника. - 2003. - № 7. - С. 7-17.
  • Blaschke, F. Das Prinzip der feldorientierung die Grundlage fur die Transvektor - Regelung von Drehfeldmaschinen / F. Blaschke // Siemens Zeitschrift. - 1971. - Bd. 45, H. 10. - S. 757-760.
  • Рудаков, В.В Асинхронные электроприводы с векторным управлением / В.В. Рудаков, И.И. Столяров, В.А. Дартау. - Л.: Энергоатомиздат, Ленинград. отд-ние, 1987. - 136 с.
  • Novotny, D.W. Vector control and dynamics of AC drives / D.W. Novotny, T.A. Lipo. - Oxford: Clarendon Press, 1996. - 440 p.
  • Система управления с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией трехфазного инвертора при частотном скалярном управлении асинхронным двигателем. / Ю.Н. Дементьев, К.Н. Негодин, Н.В. Кояин, Л.С. Удут. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2016. - № 4. - С. 49-54.
  • Копырин, В. С. Математическое моделирование асинхронного частотно-регулируемого электропривода в режиме рекуперации энергии торможения в питающую сеть / В.С. Копырин, А.А. Ткачук // Электротехника. - 2006. - № 1. - C. 37-44.
  • DOI: 10.17213/0136-3360-2016-4-49-54
  • Шрейнер, Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты / Р.Т. Шрейнер. - Екатеринбург: УРО РАН, 2000. - 654 с.
  • Электропривод с устройством косвенного контроля выходных координат асинхронного двигателя / Ю.Н. Дементьев, В.И. Гончаров, К.Н. Негодин, А.Д. Умурзакова. // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». - 2017. - Т. 17, № 4. - С. 99-106.
  • DOI: 10.14529/power170411
  • Virtual-flux-based direct power control of three-phase PWM rectifiers / M. Malinowski, M.P. Kazmierkowski, S. Hansen et al. // IEEE Trans. on Industry Applications. - 2001. - Vol. 37, no. 4. - P. 1019-1026.
  • DOI: 10.1109/28.936392
  • Overview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systems / F. Blaabjerg, R. Teodorescu, M. Liserre, A.V. Timbus // IEEE Trans. on Ind. Electronics. - 2006. - Vol. 53, no. 5. - P. 1398-1409.
  • DOI: 10.1109/TIE.2006.881997
  • Veszprémi, K. Direct controls in voltage-source converters - generalizations and deep study / K. Veszprémi, I. Schmidt // Conference on Power Electronics and Motion Control, EPE-PEMC'2008. Proceedings on CD-ROM. - 2008. - P. 1826-1833.
  • DOI: 10.1109/EPEPEMC.2008.4635527
  • Saeidi, S. A novel algorithm for model predictive control of AC electrical drives / S. Saeidi, R. Kennel // Proc. EDPC. -2012. - P. 78-84.
  • DOI: 10.1109/EDPC.2012.6425099
  • Direct power control of PWM converters without power source - voltage sensors / Tishihiko Noguchi, Hiroaki Tomiki, Seiji Kondo and Isao Takahashi // IEEE Trans. on Industry Applications. - 1998. - Vol. 34, no. 3. - P. 473-479.
  • DOI: 10.1109/28.673716
  • Veszprémi, K. Optimizing the Dynamic Behavior of Direct Controls of Voltage-source Converters / K. Veszprémi // Electric Power Components and Systems. - 2009. - Vol. 37 (9). - P. 1014-103.
  • DOI: 10.1080/15325000902918883
  • Limiting static and dynamic characteristics of an induction motor under frequency vector control / I. Vajda, Yu.N. Dementyev, K.N. Negodin et al. // Acta Polytechnica Hungarica. - 2017. - Vol. 14, no. 6. - P. 7-27.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp