Параметрическая идентификация асинхронного электропривода в режиме реального времени

• Автор: Андреев, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Вологда
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ПАРАМЕТРЫ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
1.1. Системы координат и векторные модели асинхронной машины
1.2. Математическая модель асинхронного двигателя в переменных тока статора и потокосцепления ротора в неподвижной системе координат
1.3. Математическая модель асинхронной машины во вращающейся координатной системе, ориентированной по вектору
потокосцепления ротора
1.4. Системы прямого управления моментом
1.5. Математическая модель асинхронной машины, приведенная к нормальной форме Коши
1.6. Математическое описание вращающегося магнитного поля в трехфазной системе
1.7. Выводы и задачи исследования
2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
2.1. Резидентные средства идентификации электроприводов с векторным управлением
2.1.1. Сопоставительный анализ идентификационных показателей
2.1.2. Система параметров и средств идентификации электроприводов на основе преобразователей частоты Omron
2.1.3. Система параметров и средств идентификации электроприводов на основе преобразователей частоты Mitsubishi
2.2. Автономные системы идентификации асинхронных электроприводов
2.3. Выводы

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА ИНТЕРВАЛАХ КОММУТАЦИИ
СИЛОВЫХ КЛЮЧЕЙ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА
3.1. Методика идентификации параметров асинхронного двигателя в режиме реального времени на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора
3.2. Определение постоянной времени и коэффициента передачи системы электропривода на основе экспериментальных данных
3.3. Вычисление сопротивлений статора Д. и ротора Яг
3.4. Разработка алгоритма идентификации параметров
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЛГОРИТМА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
4.1. Комплекс технических средств для экспериментальных исследований
4.1.1. Измерительная система
4.1.2. Система имитации пассивных нагрузок
4.2. Эксперименты и обработка данных
4.2.1. Программа экспериментальных исследований
4.2.2. Предварительная идентификация
4.2.3. Определение параметров асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 5АИ80В2У4 на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

Современный асинхронный электропривод является интеллектуальной электромеханической системой (ЭМС), обеспечивающей движение механического объекта по заданным траекториям в реальных условиях. Реализация эффективных законов управления в нем успешно реализуется микропроцессорной системой на основании текущих значений внешних и внутренних координат электромеханической системы и системы параметров, определяющих актуальное состояние асинхронного двигателя [1,2,3]. Текущие состояния переменных электропривода фиксируются набором датчиков, а параметры асинхронной машины обычно определяются на основании каталожных данных и набора процедур идентификации, реализуемых микропроцессорной системой управления электропривода в процессе ввода его в эксплуатацию. Набор параметров, используемых при реализации различных законов управления разными производителями электроприводов, существенно различается, но, как правило, в процессе работы задачи повторной параметрической идентификации параметров производители не ставят, и коррекция законов управления проводится на основе косвенных данных о нагрузке и температуре асинхронной машины [4, 5].
Вместе с тем проблема идентификации параметров в рабочих режимах актуальна для прецизионных систем асинхронного электропривода, в которых достижение предельных показателей качества регулирования возможно при максимальном уровне точности и достоверности определения переменных и параметров системы. Уточнение параметров и самонастройка системы позволяет снизить влияние возмущающих факторов и перейти к созданию принципиально новых алгоритмов управления на основе методологии пространства состояний. В современном электроприводе это сводится к изменению амплитуды и частоты питающего напряжения при пусках, торможениях, реверсах, поддержании на заданном уровне или регулировании
1.5. Математическая модель асинхронной машины, приведенная к нормальной форме Коши
Дифференциальные уравнения в нормальной форме Коши (уравнения первого порядка, разрешенные относительно первых производных) представляют собой классический способ представления моделей. Для перехода к системе дифференциальных уравнений в нормальной форме Коши из системы (1.25) исключены векторы тока ротора ц и полного потокосцепления статора :
— 1 т * - К ц
и5 =гз 4 -тг-гг —+ гг
юь <й Ц Ц Ьг

0 = гг- — |/г-гг--=-!,+
1_/г С0ь аг
1 сЦ/г
(1.46)
В обоих уравнениях системы в правую часть перенесены слагаемые, содержащие производные тока статора и потокосцепления ротора

о-ь„ -
соь Л
1 ад/г

1 _ Ц т . '
— гг — [/г + гг —— 15 + ] ю |/г.
юь Л Ьг Ьг
После промежуточных преобразований и подстановки выражений для постоянных времени канала тока статора (1.26) и канала потокосцепления ротора (1.27) система приобретает вид: