Разработка и исследование вариантов управления состоянием электроприводов на базе асинхронных электродвигателей

• Автор: Григорьев, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
1.1. Введение
1.2. Методы скалярного управления
1.3. Методы управления с ориентацией по векторам потоков
1.4. Методы прямого управления электромагнитным моментом и магнитными потоками АД
1.5. Методы оптимального управления состоянием АД
1.6. Выводы по главе
2. МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
2.1. Введение
2.2. Математические модели асинхронного электродвигателя
2.3. Диапазон регулирования электромагнитного момента АД
2.4. Идентификация потоков АД
2.5. Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТОВ УПРАВЛЕНИЯ КООРДИНАТАМИ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
3.1. Введение
3.2. Оптимальное управление состоянием асинхронных электродвигателей, описываемых уравнениями в ортогональных системах координат
3.3. Управление координатами асинхронных электродвигателей, описываемых уравнениями в трехфазных системах координат
3.4. Режимы работы управляемого электропривода на основе АД..
3.5. Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ВАРИАНТОВ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ
4.1. Введение
4.2. Обзор технических решений в области управления асинхронными электродвигателями
4.3. Испытательный стенд
4.4. Программное обеспечение
4.5. Экспериментальные данные
4.6. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ П
ПРИЛОЖЕНИЕ П2
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы
Одним из путей дальнейшего повышения технико-экономических показателей электроприводов на базе асинхронных электродвигателей (АД) является совершенствование способов управления их состоянием. При этом АД рассматривается как источник силовых управляющих воздействий на механическое передаточное устройство (МПУ) электропривода, определяющий успех выполнения технологических операций и формирование необходимого внутреннего состояния элементов всей электромеханической системы.
Вопросами управления АД занимаются уже более 80 лет. Первым вариантом управления, сформулированным еще в 1925 г. академиком М.П. Костенко, является одноименный закон управления [1]. Этот вариант управления широко применяется для систем разомкнутого управления, где не требуется высокая точность управления частотой вращения.
Дальнейшее развитие теории управления АД можно разделить на два направления: варианты скалярного управления и варианты управления с ориентацией по вектору потока ротора (Field Oriented Control - FOC). Представителями первого направления являются A.A. Булгаков, A.C. Сандлер, P.C. Сарбатов, Ю.А. Сабинин, B.JI. Грузов и др. [2-10]. Второе направление получило усиленное развитие в работах зарубежных авторов, таких как, К. Хасс (K. Hasse), Ф. Блашке (F. Blaschke) и других [11-16]. Неоспоримым достоинством второго направления является высокое качество управления, как в переходных, так и в установившихся режимах. После выхода работы Ф. Блашке многие авторы обратили свое внимание на усовершенствование методов управления с ориентацией по вектору потока ротора.
В 1985 г. М. Депенброк (М. Depenbrock) предлагает совершенно другой подход к задаче управления АД [11, 17, 18]. Подход заключался в непосредственном управлении траекторией движения вектора потока статора воздействи-

быть получен электромагнитный момент, близкий к номинальному (рис. 2.1 и рис. 2.2).
Рис. 2.7. Амплитуда тока статора Рис. 2.8. Амплитуда тока статора АД ВРП160М4 АД ДКВ250КМ
Другой важный вывод заключается в том, что для достижения максимального электромагнитного момента, амплитуда тока статора должна превышать номинальное значение в 2-5 раз. Т.е. работа АД при таком значении электромагнитного момента не может быть продолжительной.
Рис. 2.9. Введение ограничения на заданное значение электромагнитного момента АД и формирование заданного значения амплитуды потока статора
Полученные зависимости можно использовать в качестве предельных задаваемых значений для системы управления электромагнитным моментом и