Энергооптимальные алгоритмы векторного управления асинхронными электроприводами с улучшенными динамическими характеристиками

• Автор: Зима, Елена Алексеевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 208 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

1.1. Математическое описание процессов в индукционных электрических машинах и машинах двойного питания

1.1.1. Уравнения электрического равновесия обмоток машины и их преобразования

1.1.2. Баланс мощностей и электромагнитный момент АД

1.1.3.Уравнения магнитных связей машины

1.1.4. Структурные схемы и уравнения МДП как динамического объекта.

1.2. Принцип векторного управления АД
1.3. Некоторые способы аппроксимации кривой намагничивания АД
1.4. Обобщенная математическая модель системы "преобразователь частоты - асинхронный двигатель"
1.5. Выводы
2. ОПТИМИЗАЦИЯ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПО ТЕХНИКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ КРИТЕРИЯМ
2.1. Критерии технико-энергетической оптимизации
2.2. Координаты двигателя при управлении по минимуму тока статора
2.2.1. Кусочно-линейная аппроксимация кривой намагничивания
2.2.2. Аппроксимация кривой намагничивания зависимостью вида
Уг=А^
2.2.3. Аппроксимация кривой намагничивания степенным рядом
2.2.4. Сравнительный анализ способов аппроксимации

2.3. Координаты АД при управлении по минимуму суммарных потерь в двигателе
2.3.1. Оптимальные зависимости для кусочно-линейной аппроксимации кривой намагничивания
2.3.2. Оптимальные зависимости для случая аппроксимации кривой намагничивания степенным рядом
2.3.3. Сравнение оптимальных зависимостей, полученных при различных
способах аппроксимации кривой намагничивания
2.4. Выводы
3. СИНТЕЗ И ДИНАМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СИСТЕМ ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ АД
3.1. Структура экстремальной системы векторного управления АД
3.2. Экстремальная система векторного управления АД с подчиненным контуром регулирования потокосцепления ротора
3.2.1. Структура экстремальной СВУ АД с подчиненным КРП
3.2.2. Методика синтеза контура регулирования потокосцепления ротора
АД "в малом" методом больших коэффициентов
3.2.3. Методика синтеза контура регулирования скорости АД "в малом"
3.3. Синтез астатического КРС методом локализации
3.3.1. Синтез астатических многосвязных систем методом локализации: основные положения
3.3.2. Методика синтеза И-регулятора скорости "в малом"
3.4. Оптимизация переходных процессов "в большом"
3.4.1. Метод непрерывной иерархии: основные положения
3.4.2. Синтез оптимального алгоритма управления "в большом" методом непрерывной иерархии
3.5. О возможности регулирования скорости АД выше основной с сохранением экстремальности СВУ
3.6. Выводы

4. ИДЕНТИФИКАЦИЯ КООРДИНАТ СОСТОЯНИЯ И ПЕРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
4.1. Предварительная идентификация
4.2. Текущая идентификация ориентирующего вектора потокосцеплений ротора и активных сопротивлений с использованием информации о скорости АД
4.2.1. Структурный и параметрический синтез алгоритма текущей идентификации
4.2.2. Синтез алгоритма адаптации наблюдателя к изменениям активных сопротивлений АД
4.3. Об алгоритмах идентификации для систем без датчиков координат механического движения
4.4. Об идентификации индуктивных параметров при изменениях магнитного состояния АД
4.5. Выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГООПТИМАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ
5.1. Описание экспериментальной установки
5.2. Исследование динамических показателей оптимизированных систем регулирования скорости
5.2.1. Переходные процессы в электроприводе с постоянством магнитного потокосцепления ротора АД
5.2.2. Переходные процессы в ЭП с экстремальной системой векторного управления токами АД
5.2.3. Переходные процессы в экстремальных системах векторного управления с подчиненным контуром регулирования потокосцепления ротора
Отсюда, в частности, видно, что полные индуктивности рассеяния машины для токов статора и ротора по осям 1,2 определяются как
Ах* = Ахїі Аи2» І'аг = ^агі ^стг2’ а индуктивности статора и ротора по отношению к токам нулевой последовательности равны Ь0$] и £сг1 соответственно.
1.1.4. Структурные схемы и уравнения МДП как динамического объекта
Математическую модель асинхронного двигателя с фазным ротором как динамического объекта составим на основе уравнений (1.3), (1.6), (1.7), (1.9), (1.16), (1.18).
Уравнения модели цепи статора (МЦС) получаются на основании (1.3) и (1.6) в результате дифференцирования (1.18)
(АміЕ + Т-д^Ад^))^ =—— (Д^Е + Т.д^АдСОЭХо^О^ — ^
Аналогично, используя уравнения (1.3), (1.7), (1.18), можно записать уравнения модели цепи ротора (МЦР)
(АядЕ + І.аг2А0(0))Іг = -ЯГ1Г - (Д^дЕ + 1а^2А0(0)Хсо^ - сое)Б1г - (1 20)
-(а>*-а>в)ОЧ'0-^+иг.
Здесь векторы и, и иг получаются в результате преобразования векторов фазных напряжений статора и ротора
= А(у*)р[и,*], и, = А(у* -уе)Р[игкУ, полные векторы потокосцеплений статора и ротора определены (1.18), и [іл] = РГАг(у*)І,, [ігк] = РТАт(ук -уе)г:
Дополняя (1.19), (1.20) моделями электромагнитного момента (МЭМ) (1.9) и главного магнитного потокосцепления (1.16), а также моделью механического движения (ММД), записанной при допущении об абсолютной жесткости механической связи "двигатель - механизм",