Системы частного асинхронного электропривода с корректирующими элементами и прямым управлением моментом

• Автор: Синюкова, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 166 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СИСТЕМ ЧАСТОТНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ УПРАВЛЕНИЕ МОМЕНТОМ ДВИГАТЕЛЯ
1.1 Анализ разомкнутых и замкнутых систем частотного управления, обеспечивающих формирование момента асинхронного двигателя

1.2 Скалярное, векторное и прямое управление моментом асинхронного двигателя

1.3 Системы управления асинхронным электроприводом с аппаратами нечеткой логики

1.4 Характеристики конвейеров и механизмов передвижения и предъявляемые к ним требования
Выводы
2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, ФОРМИРУЮЩИХ МОМЕНТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

2.1 Математическое описание асинхронного двигателя при скалярном управлении

2.2 Формирование сигналов коррекции напряжения в системах скалярного управления асинхронным двигателем
2.3 Математическое описание систем асинхронного электропривода с векторным управлением
2.4 Математическое описание систем асинхронного электропривода с
прямым управлением моментом
Выводы

3 ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ МОМЕНТОМ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В СИСТЕМАХ С НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКОЙ
3.1 Моделирование систем управления асинхронным двигателем
3.2 Однокритериальная и двухкритериальная оптимизация частотного асинхронного электропривода на безе нечеткой логики
3.3 Моделирование системы ПУМ асинхронного двигателя с однокритериальной оптимизацией
3.4 Моделирование системы ПУМ асинхронного двигателя с двухкритериальной оптимизацией
Выводы
4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
4.1 Построение системы ПУМ асинхронного двигателя с фаззи-регулятором
4.2 Обучение поискового алгоритма на базе нечеткой логики..
4.3 Моделирование систем ПУМ асинхронного двигателя с фаззи-регулятором и с измененным алгоритмом переключения силовых ключей
4.4 Разработка модели гибридной сети
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Актуальность темы исследования определяется растущим спросом на экономичные, простые в изготовлении, дешевые в обслуживании системы электропривода, предназначенные для использования на объектах общепромышленного назначения, таких как конвейеры, механизмы перемещения грузов. Перспективными являются системы электропривода на базе асинхронного двигателя, обеспечивающие реализацию энергосберегающего режима.
Достижение энергосбережения в асинхронном электроприводе является важным направлением исследования. Существует несколько способов реализации энергосберегающего режима в асинхронном электроприводе [1, 2, 3]:
- поддержанием постоянства соэф,;
- поддержанием постоянного скольжения;
- управлением с использованием модели двигателя;
- с помощью поисковых алгоритмов.
Системы управления электроприводом постоянно совершенствуются за счет применения новых алгоритмов и современной элементной базы, что ведет к повышению работоспособности электропривода. Так, в скалярной системе с блоком коррекции напряжения минимизируется ток статора при заданном моменте двигателя, при этом для определения корректирующего сигнала используются значения легко измеряемых параметров.
Использование в устройствах управления электроприводами с прямым управлением моментом (ПУМ) надежных и независящих от особенностей определенного объекта управления поисковых алгоритмов ведет к обеспечению энергосберегающих режимов и достижению большого быстродействия по моменту.
Степень разработанности
Первооткрывателями прямого управления моментом являются японские исследователи Ногучи и Такахаши. Чуть позже под другим названием, но с той же

Система управления асинхронным электроприводом работает следующим образом.
Инвертор напряжения питает статорные обмотки асинхронного двигателя широтно-модулируемыми пульсациями силового напряжения. Длительность импульсов напряжения определяется управляющими пульсациями, поступающими с выхода блока ШИМ-регулирования, осуществляющего ШИМ-модуляцию и регулирование напряжения. Формирование синусоидальных фазных сигналов задания на блоке 5 производится блоком 6 формирования гармонических сигналов мгновенных значений задания напряжения, вырабатывающим сигналы и|А, и^в, и|с.
Блок задания сигналов управления 7 вырабатывает сигнал задания на частоту со[, поступающий на частотный вход блока 6, и сигнал задания на амплитуду напряжения БГр поступающий через сумматор 8 на амплитудный вход блока 6.
При пуске двигателя и регулировании его частоты вращения блок задания сигналов управления 7 реализует изменение сигналов задания в соответствии с запрограммированным в этом блоке законом частотного управления и^=Г (со|).
Сигналы задания формируются в соответствии с уравнениями (2.15)
и’А = и* • 8ш((о| • 1),
< и^в = 1 - 2тс / 3), (2.15)
ц’с = и* • 8т(ю| Л + 2п/3),
где и* - модуль обобщенного вектора напряжения .
Если происходит изменение нагрузки на валу двигателя или осуществляется регулирование частоты вращения, то для обеспечения минимального значения тока статора при заданном значении статического момента на валу двигателя необходимо изменять амплитуду напряжения и* так, чтобы угол между векторами то-
ка статора и тока намагничивания ср0 (рисунок 2.4) был близок к 45°, при данном условии угол 0* между векторами тока статора и эдс статора также будет стре-