Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313.333.018

В.Д. Волков, А.В. Полуказаков

ЧАСТОТНЫЕ СВОЙСТВА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ

ЧАСТОТНО-КАСКАДНОМ УПРАВЛЕНИИ

Синтезирован алгоритм управления асинхронным двигателем с фазным ротором, получены амплитудно-частотные (АЧХ) и фазо-частотные (ФЧХ) характеристики системы управления, выявлена зависимость характеристик от параметров частотного управления асинхронного двигателя с фазным ротором (АДФ) и осуществлена коррекция алгоритма для стабилизации частотных свойств электропровода.

Частотно-каскадное управление с индивидуальным и общим регулированием АДФ используется в многодвигательных системах. Формирование необходимых регулировочных и механических характеристик локальных систем привода, осуществляется по выделенным каналам регулирования скольжения роторов электродвигателей.

Осуществлен анализ частотных свойств замкнутой системы электропривода (ЭП) при разомкнутом частотном управлении с целью определения возможности ее использования в приводах следящих системах.

Установлено, что в силу существенных нелинейностей присущих рассматриваемой системе привода, происходит значительное уменьшение частоты среза системы, при изменении задающих воздействий частотного управления.

Выявлена взаимосвязь между изменением частоты среза системы и параметрами частотного управления, а также определена область целесообразного применения разработанного алгоритма индивидуального управления скольжением АДФ.

Для расширения области применения частотно-каскадного ЭП в следящих системах с разными законами частотного управления, осуществлена коррекция алгоритмов методом размещения корней характеристического уравнения. Показано, что при этом обеспечивается существенное (в 1.5-2 раза по частоте среза) расширение полосы пропускания системы, а также практическое постоянство его частотных свойств при работе привода на линейных участках регулировочных характеристик. Характерной особенностью разработанных алгоритмов является то, что наряду со стабилизацией частотных свойств ЭП в значительном диапазоне частотного регулирования они позволяют обеспечить абсолютную инвариантность системы относительно возмущающих воздействий при возможности формирования свободных движений на уровне заданных.

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

УДК 621.313

В. Е. Букатова , д. В. Петренко

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЕ УПРАВЛЕНИЕ В СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЕ

С БЕСКОНТАКТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА.

Сегодня в мире ежегодно выпускается порядка 7 млрд. электродвигателей. Электродвигатели потребляют порядка 70% общего количества произведенной электроэнергии, поэтому в настоящее время достаточно остро стоит задача оптимального управления электродвигателями и с технологической точки зрения, и с точки зрения экономии электроэнергии. Приблизтельные подсчеты говорят о том, что если эффективность управления мощными электродвигателями повысить всего лишь на 1%, то отпадет необходимость в электроэнергии мощностью порядка 100 МВт. Если осуществить оптимальное (или почти оптимальное) управление всеми электродвигателями, то это позволит сохранить мощности порядка 36000 МВт. Повышение эффективности управления электроприводом -это только одна из возможностей экономии электроэнергии. В настоящее время существует много асинхронных электроприводов с микропроцессорным управлением, значительно меньше синхронных и почти нет электроприводов, использующих цифровое управление одновременно с новыми видами электродвигателей. А ведь другой путь развития энергосберегающих технологий – это применение оптимального управления к новым системам электродвигателей. Достижения электронной и полупроводниковой техники позволили создать и успешно использовать бесконтактные двигатели постоянного тока (БДПТ), которые обладают достоинствами двигателей постоянного тока с коллекторно-щеточным узлом и синхронного двигателя с датчиком положения ротора. Огромным преимуществом является возможность управления частотой вращения путем изменения закона коммутации рабочего тока в секциях обмотки якоря. Такое управление возможно реализовать в следящей системе с бесконтактным двигателем постоянного тока. Это открывает большие горизонты в использовании микропроцессорного управления и применения энергосберегающих технологий. Сложность заключается в математическом описании и обеспечении микропроцессора из-за наличия в модели БДПТ значительной нелинейности.

Проведенные исследования математической модели показали некоторые из возможных вариантов увеличения коэффициента полезного действия электропривода на 0,5-1,5 %. Таким образом, повсеместное внедрение бесконтактных электроприводов и их оптимальное управление позволит значительно снизить расход электроэнергии.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313