Система импульсно-векторного управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором и косвенным определением углового положения ротора

• Автор: Козина, Татьяна Андреевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В МАССОВОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
1.1. Современные способы энергосбережения в области массовых асинхронных электроприводов
1.1.1. Преобразователи частоты для энергосберегающего электропривода вентиляторного типа
1.1.2. Системы ТПН-АД для энергосберегающего электропривода вентиляторного типа
1.1.3. Схемы импульсного регулирования скорости в системе ТПН-АД
1.1.4. Импульсно-векторный способ управления асинхронным двигателем_с фазным ротором
ВЫВОДЫ
2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ КОСВЕННОЙ ОЦЕНКИ ВЕКТОРА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ
2.1. Системы, вычисляющие вектор состояния системы по моделям двигателя на осиове информации о токах и напряжениях статора
2.1.1. Адаптивные системы с эталонной моделью
(Model Reference Adaptive System MRAS)
2.1.2. Адаптивные наблюдатели полного порядка
2.1.3. Наблюдатель пониженного порядка (Наблюдатель Люенбергера)
2.1.4. Наблюдатели, использующие скользящие режимы
2.1.5. Расширенный фильтр Калмана
2.1.6. Нейронные системы идентификации
2.2. Системы идентификации на основе статической функциональной зависимости
2.2.1. Функциональная зависимость полного сопротивления двигателя
m = /(Z)
2.2.2. Функциональная зависимость угла нагрузки со- f(cp)
2.2.3. ЭДС, наводимая в статоре полем ротора со- f{Ex)
23. Особенности косвенного определения положения ротора в системе импульсно-векторного управления
ВЫВОДЫ

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНО-ВЕКТОРНГО УПРАВЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЧАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА
ЗЛ. Магнитодвижущие силы, создаваемые в обмотках двигателя при питании от источника постоянного напряжения
3.1.1. Разрешение неоднозначности косвенного определения начального углового положения ротора по зависимостям МДС роторных и статорных
обмоток от угла поворота ротора
ЗЛ.2. Разрешение неоднозначности косвенного определения начального углового положения ротора по зависимостям МДС статорных обмоток при различных комбинациях включения обмоток статора
3.2. Косвенное определение начального положения ротора в схеме с последовательно соединенными обмотками статора и ротора при питании от источника синусоидального напряжения
3.2.1. Взаимодействие катушек индуктивности при переменном токе цепи
3.2.2. Описание математической модели схемы
с последовательно соединенными обмотками статора и ротора при питании от источника синусоидального напряжения
3.2.3. Экспериментальные исследования схемы
с последовательно соединенными обмотками статора и ротора при питании от источника синусоидального напряжения
3.2.4. Косвенное определение начального углового положения ротора
3.3. Косвенное определение начального положения ротора в импульсновекторной системе управления асинхронным двигателем с фазным ротором
ВЫВОДЫ
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕКУЩЕГО УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА В СИСТЕМЕ ИМПУЛЬСНО-ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИ РАБОТЕ В УСТАНОВИВШИХСЯ И ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ
4.1. Создание и исследование модели асинхронного двигателя
с фазным ротором
4.2. Синтез системы импульсно-векторного управления с механическим датчиком положения ротора в среде ANSYS и исследование работы системы электропривода

4.3. Разработка системы импульсно-векторного управления асинхронным двигателем с фазным ротором и косвенным определением углового положения ротора
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

V +Щ = Ь (М1 - п Ч X Vг = Т (1 - 0 А ч) аг кг
В качестве адаптивной модели используется модель ротора, на выходе
которой получают оценку вектора потокосцепления ротора у/], зависящую от
скорости вращения ротора. Уравнение роторной модели при нулевой скорости вращения поля статора согласно [169] имеет вид:
<1у/7 . т
*2--Г' + У/2=7®-2-2+-11» ат
где г2 - постоянная времени цепи ротора, равная т2
На вход модели ротора подается ток статора ( , а в качестве сигнала

обратной связи используется оценка скорости вращения ротора СО (рис. 2.2).
Скалярное значение сигнала ошибки е = у/хг ху/* 2=у/ -уг -вшр, где (р
угол между векторами оценок потокосцепления ротора. Ошибка е подается на вход пропорционально-интегрального регулятора [169] (ПИ-регулятор), на

выходе которого формируется оценка скорости вращения ротора (0. Считается,

что СО равна действительной скорости вращения ротора, когда ошибка е = 0.
Конечно, проблемы точности и накапливания ошибки при работе на низких скоростях вращения из-за наличия элемента чистого интегрирования в эталонной модели уменьшаются при замене интегратора на звено чистого запаздывания (рис. 2.2), но такая замена делает интегрирование неэффективным в диапазоне частот, близких или меньших 1/т1. Это требует ограничивать полосу пропускания входного сигнала адаптивной модели
частотах ниже частоты среза »1—3 Гц оценка скорости становится
неточной. З.Мег1апе, Н.Тоибэиб, Н.Вепа11а [207] считают, что некорректная работа наблюдателя на низких скоростях вращения в основном связана с ошибкой определения активного сопротивления статора при малой частоте сигналов тока и напряжения. Согласно [169] МКАБ по потокосцеплению