Частотный асинхронный электропривод с поддержанием взаимного положения векторов тока статора и потокосцепления ротора

• Автор: Левин, Павел Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 183 с. : ил.

А ВВЕДЕНИЕ

1. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С ТРАНЗИСТОРНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ЧАСТОТЫ

1.1. Обзор современных систем асинхронного электропривода с частотным управлением

1.2. Принципы построения замкнутых систем управления частотными электроприводами

Ь 1.3. Сравнительный анализ существующих математических моделей

1.4. Критерии оптимального регулирования асинхронным электроприводом

Выводы

2. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТНЫМ

4 ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С НАСТРОЙКОЙ НА МИНИМУМ ТОКА И

ПОТЕРЬ
2.1. Принцип векторного управления АД. Описание системы
2.2. Построение экстремальных систем
2.3. Построение системы косвенного управления по потокосцеплению ротора
Г 2.4. Сравнение результатов моделирования переходных процессов
Выводы
3. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ С ЧАСТОТНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
3.1. Регулятор скорости на основе нечеткой логики для одномассовых сисм тем с переменным моментом инерции
3.2. Нечеткий регулятор в двухмассовой системе с зазором на примере автоматической линии для производства профнастила

3.3. Выбор наблюдателя магнитного потока
3.4. Критерии выбора управляющего процессора

Выводы
4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ПРИ ПИТАНИИ ОТ ЧАСТОТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С КОСВЕННО ВЕКТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
4.1. Электропривод насосной станции питьевой воды
4.2. Критерии оптимизации энергетических параметров системы векторного управления
4.3. Энергопотребление насосной станции
4.4. Учет расхода электроэнергии с помощью программы “Наблюдатель”
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Постоянные времени и передаточные функции модели
! АД в системе координат А,В,С
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Механические и рабочие характеристики разработанного
векторного ЭП
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Описание и определения нечеткой логики
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Паспортные данные исполнительной и нагрузочной машины экспериментальной установки
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Акты внедрения результатов диссертационной работы

В условиях современного производства на первый план выходят мероприятия по решению вопросов улучшения динамики и экономичности действующих электроприводов (ЭП) механизмов различного класса. Улучшение энергетических показателей путем внедрения новых алгоритмов управления является одной из приоритетных задач электропривода.
Актуальность темы исследования. Из всех видов двигателей асинхронные двигатели (АД) с короткозамкнутым (КЗ) ротором получили наиболее широкое распространение в промышленности благодаря таким качествам как дешевизна, простота конструкции, высокий КПД. В настоящее время ими оснащены практически все неуправляемые механизмы, например, вентиляторы, насосы. В связи с увеличивающимися технологическими и экономическими требованиями все большая часть данного вида приводов переводится в разряд регулируемых. Внедрение частотного преобразователя позволяет повысить экономичность установленного АД с КЗ ротором, а также повышает срок службы механической составляющей привода, благодаря плавности операций пуска-торможения. Развитие промышленной электроники позволило создать системы на базе АД, которые по своим характеристикам не уступают системам с двигателями постоянного тока (ДПТ). Тем не менее, структуры систем управления асинхронного ЭП, сложившиеся в настоящее время, требуют дальнейшего совершенствования.
Вопросам минимизации переменных потерь и токов статора в асинхронном электроприводе посвящено множество работ. При этом оптимальные алгоритмы управления, полученные для скалярного и векторного управления, имеют существенные отличия. Это объясняется тем, что оба принципа управления оперируют различными переменными сложным образом связанными между собой. Для упрощения алгоритмов векторного управления целесообразно использовать модифицированные математические модели асинхронного двигателя, позволяющие упростить алгоритм расчета параметров сигналов управления.
Системы частотного асинхронного ЭП находят все большее применение

Переменные потери двигателя на активных сопротивлениях элементов цепи приведенные к статору:
ДР = 3-(1?Я, + 1'2Я')
(2.31)
Подставив выражения (2.6) в уравнение (2.13), получим:

З-Рп-ь„
соя2 (б) • Я| + зт2(<р0)-Я'2 ^ бш(^0 ) • соб(8) • соб(8 + (ро)
(2.32)
На основании этого выражения определим производную:
6ДД 2М
3-рп-Ьп
-Я, -со5(8)-соб(<р0) -Я, •соз(8)-5т(5 +

бш2 (<р0) • соб(8 + (р0) эт(<р0 ) • соб2 (8 + ср0)
Я '2 соб(<р0) Я2 зт(<р0) • бш(8 + <р0)

соб (8) соб(8 + ср0) соб(8) соб2 (8 + <Р0)
(2.33)
Приравняв полученную производную к нулю и выполнив некоторые преобразования, получим уравнение
Я, • соб2(8) • (б1п(8 + срй )• Бт(<р0) - соб(<р0) • соб2 (8 + <р0 ))=
= -Я'2 ■ бш 2 {(р0) • (соб(^0 ) • соб(8 + <р0) + б!п(^?0 ) • Бт(з + <р0))
(2.34)
Точное решение данного тригонометрического уравнения имеет вид:
Бт2(^о) = ^г^(29?0 +6)-соб2(8)
(2.35)
Решить данное уравнение аналитически сложно, поэтому на рис.2.6 ре-