Разработка системы векторного бездатчикового управления асинхронным двигателем

• Автор: Шеломкова, Любовь Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Системы векторного управления. Цель и задачи
1.2. Обзор наблюдателей
1.3. Выводы по главе
2. Обоснование структуры векторного бездатчикового управления
асинхронным двигателем
2.1. Математическое описание асинхронного двигателя в
относительных единицах
2.1.1. Обоснование применения относительного представления
переменных и параметров
2.1.2. Выбор системы базовых величин
2.1.3. Переход от математического описания в физических
единицах к математическому описанию в о.е
2.2.Выбор базовой структуры для бездатчиковой системы управления
2.2.1. Система векторного управления
2.2.2. Система прямого управления моментом
2.2.3. Обоснование базовой структуры
2.3. Обоснование структуры наблюдателя
2.3.1. Наблюдатель на основе адаптивной модели. Результаты
моделирования
2.3.2. Фильтр Калмана. Результаты моделирования
2.3.3. Наблюдатель на основе скользящего режима. Результаты
моделирования
2.4. Система векторного бездатчикового управления с переключающейся структурой
2.4.1. Структура СВБУ АД с КЗ ротором
2.4.2. Скалярная система управления. Математическое описание.
Структурная схема. Механические характеристики
2.4.3. Алгоритм переключения структур
2.4.4. Диапазон регулирования структуры: система векторного бездатчикового управления - скалярная система управления
2.5. Выводы по главе
3.Оценка чувствительности СВБУ к изменению параметров схемы
замещения двигателя
3.1. Общие положения теории проведения полнофакторного эксперимента
3.2. Оценка зоны нечувствительности СВБУ к изменению параметров АД
3.3. Выводы по главе
4. Алгоритмическое описание программного обеспечения (ПО)
4.1. Общее представление разработанного программного обеспечения (ПО) СВБУ для АД с КЗ ротором
4.2. Описание модуля наблюдателя на основе скользящего режима SMO
4.3. Описание модуля синусно-косинусного фильтра Калмана
4.4. Описание модуля частотно-токового управления
4.5. Описание модуля переключения структур
4.6. Выводы по главе
5. Экспериментальные результаты
5.1. Описание экспериментального стенда
5.2. Пусковые характеристики СВБУ
5.3. Статические характеристики СВБУ
5.4. Динамические характеристики СВБУ
5.5. Выводы по главе
Заключение
Список использованной литературы

В настоящее время существует тенденция массового перехода от использования приводов постоянного тока к частотно-управляемому приводу переменного тока. Это связано бурным развитием силовой электроники и микропроцессорной техники, резким снижением стоимости электронных компонент. Данное направление весьма перспективно, благодаря отработанной технологии изготовления машин переменного тока, их невысокой стоимости, меньшим массогабаритным показателям, по сравнению с двигателями постоянного тока (ДПТ), отсутствию щеточного узла, экономичности, возможности эксплуатации во взрывоопасных средах и пр.
Для большинства (более 80%) промышленных применений частотно-регулируемого асинхронного электропривода, в частности, для регулирования скорости насосов и вентиляторов в диапазоне до 10:1, вполне достаточным является применение классической системы скалярного управления. Для станочных и робототехнических применений (10% рынка), где требуемый диапазон регулирования скорости может достигать 10 000:1’ и выше, применяются исключительно системы векторного датчикового управления, в основном с ориентацией по потокосцеплению ротора. При этом, например, в сервоприводах станков, используются специальные конструкции асинхронных двигателей со встроенными датчиками положения высокого разрешения - инкрементальными, резольверами, абсолютными кодовыми и т.п. Относительно небольшой (менее 10%), но исключительно важный и постоянно расширяющийся сектор применения частотнорегулируемого привода, требует применения более сложных бездатчиковых систем векторного управления асинхронными двигателями. Прежде всего -это атомная энергетика, в частности, перегрузочные роботы, где необходим более высокий (до 50:1) диапазон регулирования скорости и по условиям технологии исключается возможность установки датчика положения на вал ротора двигателя. К подобным системам управления предъявляются также
Рис. 2.17 Работа системы при Ьг т, =0.51г