Разработка алгоритма настройки регуляторов координат частотно-регулируемых эп насосной установки

МИНГУЛОВ Б.М., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент КОЗЕЛКОВ О.В.

В процессе функционирования на частотные регуляторы ЭП насосной установки оказывают влияние различные возможные факторы, такие как: неверно заданные параметры ЭД, неверно заданные параметры регуляторов фазовых координат, изменение параметров ЭП под влиянием окружающей среды. Эти факторы могут вызывать: рывки при пуске, разгоне и торможении, вибрации в процессе работы, нежелательные колебания момента.

В работе предлагается алгоритм настройки регуляторов фазовых координат, включающий в себя:

1) идентификацию параметров асинхронного двигателя (АД);

2) расчет параметров регулировок системы управления (СУ);

3) пробный пуск и корректировку настроек (рисунок).

Предположительно, алгоритм позволяет обеспечить функционирование ЭП в режиме, близком к оптимальному, т.е. гарантирует малую чувствительность ЭП насосной установки к перечисленным выше возможным факторам.

УДК 621.313.333.2

Исследование наблюдаемости асинхронного двигателя в динамическом режиме

МОРОЗОВ А.В., ЧУКАВИН А.А., ИжГТУ им. М.Т. Калашникова, г. Ижевск

Науч. рук. канд. техн. наук, профессор БАРСУКОВ В.К.

При управлении асинхронным двигателем используется информация о мгновенных значениях вектора потока ротора, электромагнитного момента, скорости скольжения. Получить эти данные можно за счет установки датчиков потока в воздушном зазоре машины либо путем косвенного вычисления требуемых величин по текущим значениям токов, напряжений статора и скорости вращения ротора. Во втором случае необходима обработка выходных показаний датчиков, устанавливаемых в силовой цепи системы управления. Эту функцию осуществляет отдельный элемент системы управления, называемый наблюдателем.

Уравнение, составленное по второму закону Киргхофа для Т-образной схемы замещения двигателя, позволяет найти потокосцепление статора, если реализовать его в виде функции, исполняемой ЭВМ. На вход функции поступают мгновенные значения напряжений и токов фаз статора, приведенные к неподвижной декартовой системе отсчета преобразованием Кларка:

(1)

где U₁ – пространственный вектор напряжения статора; i₁ – пространст-венный вектор тока статора; ₁ – пространственный вектор потокосцепления статора.

Потокосцепление ротора ₂ рассчитывается по потокосцеплению статора ₁ с использованием коэффициентов, позволяющих учесть индуктивности рассеяния статора и ротора. По проекциям _2 и _2 вектора ₂ находится его модуль ₂.

Электромагнитный момент равен векторному произведению:

(2)

где L_m – взаимоиндуктивность статора и ротора; L₂ – индуктивность ротора.

Рис. 1. Виртуальная модель для исследования наблюдателя

В среде Simulink был смоделирован наблюдатель потока ротора и электромагнитного момента (рис. 1). Проведен эксперимент с использо-ванием виртуальной модели асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, в ходе которого осуществлялся прямой пуск на холостом ходу от сети с номинальными параметрами, а затем установление нагрузки на валу в виде номинального тормозящего момента в момент t = 1 c.

Рис. 2. Результаты моделирования: а – электромагнитный момент;

б – потокосцепление ротора

С выходов наблюдателя получены временные диаграммы момента и потока ротора двигателя, совпадающие с таковыми на измерительном выходе модели асинхронного двигателя (рис. 2). В течение первых 0,2 с моделирования двигатель разгоняется до установившейся скорости, а динамический момент уменьшается до нуля. При t = 1 c происходит увеличение момента с одновременным ослаблением потока ротора за счет падения напряжения на сопротивлении статора. Работа наблюдателя зависит от точности параметров схемы замещения двигателя.

УДК 62-03(075.8)