Виноград(Вектор_управ_АД)321стр

Алгоритм выбора одного из нулевых векторов состояния силовых ключей преобразователя включает в себя следующие операции:

1) определение двух вариантов нулевых векторов состояния S0+ и

S0− , включение которых возможно при текущем наборе проводящих фаз (выполняется в соответствии с табл. 16.1).

Таблица 16.1. Варианты нулевых векторов состояния преобразователя

2) определение типа нулевого вектора состояния из двух возможных для данного набора проводящих фаз (выполняется по критерию минимума переключений в преобразователе). Реализуется на основе срав-

нения состояний S0+ и S0− с предыдущим состоянием преобразова-

теля. Выбирается новое состояние, переход в которое сопровождается минимальным числом переключений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Монография имеет явно выраженную теоретическую направленность. За ее рамками остались многие практические вопросы построения современного электропривода переменного тока на основе преобразователей частоты. В частности, многочисленные интерфейсные возможности современных преобразователей частоты: разнообразные интерфейсные каналы связи с внешними устройствами; функции программирования, управления и диагностики от внешних микропроцессорных устройств; интерфейсы с различными типами датчиков скорости/положения: инкрементальных, синусно-косинусных, резольверов; функции встроенного программируемого контроллера; аналоговые и дискретные входы/выходы; вопросы электромагнитной совместимости частотно-регулируемого электропривода и многое другое.

Изучение большинства этих вопросов лучше всего выполнять, работая с техническими описаниями конкретных электроприводов, кото-

311

рые можно найти на интернет-сайтах фирм – производителей и разработчиков этих изделий. Таких фирм много как в России, так и за ее пределами. В частности, в работе автор наиболее часто ссылается на электроприводы и преобразователи частоты серии ЭПВ, разработанной под его руководством в научно-техническом центре электропривода «Вектор» Ивановского государственного энергетического университета и выпускаемой в ООО «ЭЛПРИ» Чебоксарского электроаппаратного завода.

Преобразователи и комплектные электроприводы серии ЭПВ представляют собой новое поколение многофункциональных, «интеллектуальных» устройств управления низковольтными электродвигателями переменного тока, асинхронными и синхронными, мощностью от 1 до 400 кВт. Они предназначены для построения регулируемого привода механизмов и технологических комплексов с самыми различными требованиями к параметрам регулирования и условиям эксплуатации: от насосов и вентиляторов до высокоточных станков и следящих систем.

Основные исполнения электроприводов серии ЭПВ включают

(http://vectorgroup.ru/files/doc):

1)асинхронный электропривод общепромышленного назначения с частотным управлением и векторной ориентацией переменных

( Dω >50; Fu =0…400 Гц) [4];

2)высококачественный асинхронный электропривод с адаптивновекторным управлением ( Dω >100000; Fω >100 Гц) [18];

3)высококачественный синхронный электропривод с адаптивновекторным управлением ( Dω >100000; Fω >100 Гц) [11];

4)бездатчиковый асинхронный электропривод с адаптивновекторным управлением и улучшенными динамическими характе-

ристиками ( Dω >50; Fω >30 Гц) [8];

5)преобразователи с адаптивно-векторным управлением синхронным

двигателем без датчика скорости/положения ( Dω >20; Fω >30 Гц) [10];

6)преобразователи для управления высокоскоростными асинхронными электродвигателями ( Dω >50; Fu =0..3000 Гц) [7];

7)блок рекуперативный с векторным управлением [27]. Реализует функцию двунаправленного обмена энергией между питающей сетью и нагрузкой с высокими энергетическими характеристиками и показателями электромагнитной совместимости. Характеризуется синусоидальным сетевым током и регулируемым коэффициентом мощности.

312

Dω – диапазон регулирования скорости; Fω – полоса пропускания контура скорости; Fu – диапазон изменения частоты выходного на-

пряжения.

Все исполнения преобразователей реализованы на единой аппаратной платформе как по силовой части, так и по управлению и отличаются друг от друга программным обеспечением, а также программ- но-аппаратным набором интерфейсных функций и режимов работы.

313

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Архангельский, Н.Л. Анализ систем векторного управления контуром тока в асинхронных электроприводах: метод. указания к лабораторным работам / Н.Л. Архангельский, А.Б. Виноградов; ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина». – Иваново, 1994. – 40 с.

2.Архангельский, Н.Л. Новые алгоритмы в управлении асинхронным электроприводом / Н.Л. Архангельский, Б.С. Курнышев, А.Б. Виноградов // Электротехника. – 1991. – №10. – С. 9–13.

3.Архангельский, Н.Л. Формирование алгоритмов управления в частотно-управляемом электроприводе / Н.Л. Архангельский, В.Л. Чистосердов // Электротехника. – 1994. – №3. – С. 48–52.

4.Асинхронный электропривод общепромышленного назначения с прямым цифровым управлением и развитыми интеллектуальными свойствами/ А.Б. Виноградов, В.Л. Чистосердов, А.Н. Сибирцев, Д.А. Монов// Известия вузов. Электромеханика. – 2001. – №3. – С. 60–67.

5.Бродовский, В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением / В.Н. Бродовский. – М.: Энергия, 1974. – 168 с.

6.Булгаков, А.А. Частотное управление асинхронными двигателями / А.А. Булгаков.– М.: Энергоиздат, 1982. – 216 с.

7.Виноградов, А.Б. Новые серии высокоэффективных электроприводов переменного тока / А.Б. Виноградов, В.Ф. Глазунов // Труды IV Международной (XI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП 2004, Часть 1. Магнитогорск, 14–17 сентября 2004 г. – С. 243–244.

8.Виноградов, А.Б. Адаптивно-векторная система управления бездатчикового асинхронного электропривода серии ЭПВ / А.Б. Виноградов, И.Ю. Колодин, А.Н. Сибирцев // Силовая электроника. – 2006. – №3. – С. 50–55.

9.Виноградов, А.Б. Динамическая модель частотно-управляемого асинхронного двигателя с учетом потерь в стали и насыщения / А.Б. Виноградов, А.Е. Круглов // Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. «Состояние и перспективы развития электротехнологии»,

том 1. – Иваново, 4–6 июня 2003. – С. 226.

10.Виноградов, А.Б. Бездатчиковый электропривод подъемнотранспортных механизмов / А.Б. Виноградов, А.Н. Сибирцев, С.В. Журавлев // Силовая электроника. – 2007. – №1. – С. 46–52.

11.Виноградов, А.Б. Новые серии преобразователей частоты и объ- ектно-ориентированный электропривод на их основе / А.Б. Виноградов, А.Н. Сибирцев, В.Л. Чистосердов // Электротехника. – 2005. – №5. – С.47–54.

12.Виноградов, А.Б. Синтез оптимальной системы управления вен- тильно-индукторным двигателем / А.Б. Виноградов // Тр. между-

314

нар. 14-й науч.-техн. конф. «Электроприводы переменного тока»

(ЭППТ 2007). Екатеринбург, 13–16 марта 2007 г. – С. 105–108.

13.Виноградов, А.Б. Учет потерь в стали, насыщения и повехностного эффекта при моделировании динамических процессов в частот- но-регулируемом асинхронном электроприводе / А.Б. Виноградов

// Электротехника. – 2005. – №5. – С. 57–61.

14.Виноградов, А.Б. Цифровая релейно-векторная система управления асинхронным электроприводом с улучшенными динамическими характеристиками /А.Б. Виноградов // Электричество.– 2003. – №6. – С. 43–51.

15.Виноградов, А.Б. Математические основы векторного управления электроприводами переменного тока: метод. указания для самост. работы студентов по курсу «Векторное управление электроприводами переменного тока» / А.Б. Виноградов, В.Л. Чистосердов; ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина». – Иваново, 2004. – 40 с.

16.Виноградов, А.Б. Системы векторного управления электроприводами переменного тока: метод. указания для самост. работы студентов по курсу «Векторное управление электроприводами переменного тока» / А.Б. Виноградов, В.Л. Чистосердов; ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина». – Иваново, 2004. – 40 с.

17.Виноградов, А.Б. Способы управления ШИМ преобразователями в электроприводе переменного тока: метод. указания для самост. работы студентов по курсу «Векторное управление электроприводами переменного тока» / А.Б. Виноградов, В.Л. Чистосердов; ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина». – Иваново, 2004. – 40 с.

18.Виноградов, А.Б. Адаптивная система векторного управления асинхронным электроприводом / А.Б. Виноградов, В.Л. Чистосердов, А.Н. Сибирцев // Электротехника. – 2003. – №7. – С. 7–17.

19.Динамика управляемого электромеханического привода с асинхронными двигателями /В.Л. Вейц [и др.]. – Киев: Наук. думка, 1988. – 272 с.

20.Домбровский, В.В. Асинхронные машины: Теория, расчет, элементы проектирования / В.В. Домбровский, В.М. Зайчик. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. – 368 с.

21.Ковач, К.П. Переходные процессы в машинах переменного тока / К.П. Ковач, И. Рац. – М.: Госэнергоиздат, 1963. – 744 с.

22.Концепция построения двухзвенных непосредственных преобра-

зователей частоты для электроприводов переменного тока / Р.Т. Шрейнер [и др.] // Электротехника. – 2002. – №12. – С. 30–39.

23.Копылов, И.П. Математическое моделирование электрических машин / И.П. Копылов. – М.: Высш. шк., 2001. – 327 с.

315

24.Кузнецов, В.А. Вентильно-индукторные двигатели / В.А. Кузнецов, В.А. Кузьмичев. – М.: Изд-во МЭИ, 2003. – 70 с.

25.Куцевалов, В.М. Асинхронные и синхронные машины с массивными роторами / В.М. Куцевалов. – М.: Энергия, 1979. – 160 с.

26.Микеров, А.Г. Управляемые вентильные двигатели малой мощности: учеб. пособие / А.Г. Микеров. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ

«ЛЭТИ», 1997. – 64 с.

27.Новые серии многофункциональных векторных электроприводов переменного тока с универсальным микроконтроллерным ядром / А.Б. Виноградов[идр.] // Приводиуправление. – 2002. – №3. – С. 5–10.

28.Новая серия цифровых асинхронных электроприводов на основе векторных принципов управления и формирования переменных / А.Б. Виноградов, В.Л. Чистосердов, А.Н. Сибирцев, Д.А. Монов //

Электротехника. – 2001. – №12. – С. 25–30.

29.Архангельский, Н.Л. Принципы формирования напряжения на статоре трехфазных машин для микропроцессорной реализации: метод. указания к лабораторным работам / Н.Л. Архангельский, В.Л. Чистосердов, Б.С. Курнышев; Иван. гос. энерг. ун-т. – Иваново, 1993. – 36 с.

30.Проектирование электрических машин. В 2 т. Т. 1 / И.П. Копылов [и др.]. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 464 с.

31.Рудаков, В.В. Асинхронные электроприводы с векторным управлением / В.В. Рудаков, И.М. Столяров, В.А. Дартау. – Л.: Энерго-

атомиздат, 1987. – 134 с.

32.Сабинин, Ю.А. Частотно-регулируемыеасинхронныеэлектроприводы / Ю.А. Сабинин, В.Л. Грузов. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 126 с.

33.Система векторного управления асинхронным электроприводом с идентификатором состояния / Н.Л. Архангельский, Б.С. Курнышев, А.Б. Виноградов, С.К. Лебедев // Электричество. – 1991. –

№11. – С. 47–51.

34.Соколовский, Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учеб. для студ. высш. учеб. заведений / Г.Г. Соколовский. – М.: Издательскийцентр«Академия», 2006. – 272 с.

35.Фильц, Р.В. Дифференциальные уравнения напряжений насыщенных неявнополюсных машин переменного тока / Р.В. Фильц. – Известия вузов. Электромеханика.– №11. – 1966. – С.1195–1203.

36.Чехет, Э.М. Непосредственные преобразователи частоты для электропривода / Э.М. Чехет, В.П. Мордач, В.Н. Соболев. – Киев:

Наук. думка, 1988. – 224 с.

37.Шрейнер, Р.Т. Координатная стратегия управления непосредственными преобразователями частоты с ШИМ для электроприводов переменного тока / Р.Т. Шрейнер, В.К. Кривовяз, А.И. Калы-

гин // Электротехника. – 2003. – №6. – С. 39–47.

316

38.Шрейнер, Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты / Р.Т. Шрейнер. – Екатеринбург: УРО РАН, 2000. – 654 с.

39.Электрические машины (специальный курс): учеб. для вузов по спец. «Электрические машины» / Г.А. Сипайлов [и др.]. – М.:

Высш. шк., 1987. – 287 с.

40.Эпштейн, И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока / И.И. Эпштейн. – М.: Энергоиздат. – 1982. – 192 с.

41.Cittadini, R. Matrix converter switching controller for low losses operation without snubbers / R. Cittadini, J-J- Huselstein, C. Glaize. – EPE 97. – P. 4.199–4.203.

42.Huber, L. Analysis, Design and Implementation of the Space Vector Modulator for Forced Commutated Cycloconverter / L. Huber, D. Borojevic, N. Burany // IEEE Proceedings-B. – 1992. – Vol. 139.

43.Izosimov, D.B. Novel technique of optimal digital state observer con-

struction for microprocessor-based electrical drive control / D.B. Izosimov, S.V. Shevtsov, J.O. Kim // Proceedings of the IECON'

95. – Orlando, Florida. – Nov. 6–10.

44.New control strategy for matrix converter / J. Oyama, T. Higuchi, E. Yamadea, T. Koga // CH2721–9/89/0000–0360 IEEE. – 1989.

45.Ryvkin, S. Identification Of The Moment Of Inertia In the Digital Control Drive / S. Ryvkin, D. Izosimov, A. Vinogradov // Proceeding of the 12th International Power Electronics & Motion Control Conference. – Portoroz, Slovenia, 2006, August 30 – September 1. – P. 438–443.

46.Simon, O. A Matrix Converter with Space Vector Control Enabling Overmodulation / O. Simon, M. Braun // EPE 99. – Lausanne, Switzerland. – 1999.

47.Simon, O. Control and Protection Strategies for Matrix Converters / O. Simon, M. Bruckmann // SPS/IPC/DRIVES. – Nurnberg, Germany.

– 2000.

48.Konrad, S. Тепловые параметры силовых модулей в широтноимпульсных преобразователях / S. Konrad // Силовые IGBTмо- дули. Материалы по применению. – М.: 1997. – C.28–37.

49.Schroder, P. Elektrische Antriebe – Regelung von Antriebssystemen / P. Schroder– Berlin: Springer, 2001. – S. 1172.

50.Новое поколение преобразователей частоты серии ЭПВ / А.Б. Виноградов, А.Н. Сибирцев, В.А. Матисон, В.Б. Степанов // Силовая электроника. – 2006. – №2. – С. 64–66.

51.Виноградов, А.Б. Реализация защиты преобразователя частоты на основе динамической тепловой модели IGBTмодуля / А.Б. Виноградов, А.Н. Сибирцев, И.Ю. Колодин // Силовая электроника. – 2006. – №2. – С. 12–19.

317

52.Виноградов, А.Б. Бездатчиковый асинхронный электропривод с адаптивно-векторной системой управления / А.Б. Виноградов, И.Ю. Колодин // Электричество. – 2007. – №2. – С. 44–50.

53.Виноградов, А.Б. Минимизация пульсаций электромагнитного момента вентильно-индукторного электропривода / А.Б. Виногра-

дов // Электричество. – 2008. – №2. – С. 39–49.

54.Виноградов, А.Б. Новые алгоритмы пространственно-векторного управления матричным преобразователем частоты / А.Б. Виногра-

дов // Электричество. – 2008. – №3. – С. 41–51.

318

8.Алгоритмы пространственно-векторного управления 126

матричным преобразователем частоты