Выпуск №7 (Июль)
V Международная научная конференция "Science and Global Studies", 30 декабря 2020 (Прага, Чехия)

V Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Прага, Чехия), «28» декабря 2020 года

IV Международная научная конференция "Science and Global Studies", 30 ноября 2020 (Прага, Чехия)

IV Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Прага, Чехия), «27» ноября 2020 года

ІІІ Международная научная конференция "Science and Global Studies", 30 октября 2020 (г. Прага, Чехия)

ІIІ Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Братислава - Вена), «26» мая 2020 года

ІІ Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Братислава - Вена), «27» апреля 2020 года

Science and Global Studies, 31 марта 2020 (г. Братислава, Словакия)

Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Братислава - Вена), «25» марта 2020 года

Science and Global Studies, 30 декабря 2019 (г. Братислава, Словакия)

XLV Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.11.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIV Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.10.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 29.08.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.07.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.06.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.05.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XL Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.03.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

МНПК "Цифровая трансформация и инновации в экономике, праве, государственном управлении, науке и образовательных процессах", 18-21.03.2019

XXXIX Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.02.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XIII Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 31.01.2019 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXVIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.01.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XXXVІI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.10.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXIV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.08.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 31.07.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХІ Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXIХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.04.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.03.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІІІ МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 19-22.03.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 28.02.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХVІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XІІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.12.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.09.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

X Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

"Тенденции развития национальных экономик: экономическое и правовое измерение" 18-19.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом и ККИБиП)

ХIX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.04.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.03.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 20–23.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.02.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.01.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 28.12.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.10.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.10.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конф. «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 30.09.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.09.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.08.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 29.07.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.06.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІX Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VI Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.05.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

V Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 29.04.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.04.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 31.03.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІI Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 30.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 21-24.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 26.02.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

II Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 20.02.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.12.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IV Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.12.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 29.10.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 28.10.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

III Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.09.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

III Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.08.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІІ Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 30.06.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

II Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.05.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы экономики и финансов, 29.04.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Научный диспут: вопросы экономики и финансов, 31.03.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы современной науки, 27.03.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

Глобальные проблемы экономики и финансов, 27.02.2015 (Совместная конференция с финансово-экономическим научным советом)



Аннотация: приведена методика синтеза системы разрывного полеориентированного управления асинхронным электроприводом c многомерными скользящими режимами.

Ключевые слова: синтез, математическая модель, алгоритм, регулятор, контур регулирования, векторное управление, ориентация, координатный базис, скользящий режим, «эквивалентное» управление.


Отрасль науки: Технические науки
Скачать статью (pdf)

Технические науки

УДК 62-83: 621.313.333

Клименко Юрий Михайлович

Кандидат технических наук,

доцент кафедры электротехники и электромеханики

Днепродзержинского государственного технического университета

Садовой Александр Валентинович

доктор технических наук, профессор,

проректор по научной работе

Днепродзержинского государственного технического университета

Klimenko Yuri Mikhailovich

candidate of technical Sciences, associate Professor the

Department of electrical engineering and electromechanics

Dneprodzerzhinsk state techcal University

Sadovoy Alexander Valentinovich

doctor of technical Sciences, Professor,

Vice-rector on scientific work

Dneprodzerzhinskstate technical University

СИНТЕЗ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С РАЗРЫВНЫМ ПОЛЕОРИЕНТИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

SYNTHESIS OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE WITH DISCONTINUOUSFIELD-ORIENTED MANAGEMENT

Аннотация: приведена методика синтеза системы разрывного полеориентированного управления асинхронным электроприводом c многомерными скользящими режимами.

Ключевые слова: синтез, математическая модель, алгоритм, регулятор, контур регулирования, векторное управление, ориентация, координатный базис, скользящий режим, «эквивалентное» управление.

Summary: the method of synthesis of a discontinuous field-oriented control of asynchronous electric c multidimensional sliding modes the method of synthesis of a discontinuous field oriented control of asynchronous electric drive.

Key words: synthesis, mathematical model, algorithm, controller, control circuit, vector control, orientation, coordinate the basis, sliding mode, "equivalent" management.

Основу объектов робототехники, металлообработки, антенных установок, электронных комплексов навигации, специализированых устройств военной техники составляют электромеханические системы (ЭМС) точного воспроизведения сложных движений (ТВСД). Актуальными задачами повышения надежности, качества работы и энергоэффективности таких ЭМС с глубокорегулируемыми электроприводами является переход от традиционно используемых электроприводов постоянного тока к бесконтактным транзисторным электроприводам (ЭП) с векторным полеориентированным управлением (ВПУ) короткозамкнутыми асинхронными двигателями (КАД). Задачи, решаемые системами управления (СУ) такими ЭП наряду с необходимостью достижения высокого качества отработки задающих воздействий при низкой чувствительности к действию дестабилизирующих факторов усложняется еще и нелинейностью, многосвязностью и параметрической нестационарностью КАД как объекта управления (ОУ). Изложенные особенности не позволяют использовать принципы линейной теории управления к СУ асинхронными электроприводами (АЭП) по причине резкого снижения качества управления при отклонениях параметров ОУ от расчетных.

Цель работы - синтез систем ВПУ КАД с оптимальными энергетическими показателями и высокой точностью воспроизведения задающих воздействий  при низкой чувствительности к параметрическим и координатным возмущениям. Достижение цели осуществляется синтезом СУ в классе нелинейных систем с разрывным управлением (РУ) и организацией многомерных скользящих режимов (МСР) в контурах регулирования (КР) и управлением ориентацией координатного базиса (ОКБ) системы ВПУ по выбранным векторам потокосцеплений, обеспечивающим оптимальные динамические характеристики (ДХ) и энергетические показатели АЭП.

При синтезе СУ использована специально созданная [1, с.518-527] математическая модель ЭП с ВПУ и структурой вычислений, унифицированной для выбранной ОКБ. При создании этой модели в качестве исходной использована математическая модель, описывающая  КАД  в виде обобщенной электрической машины известной [1, c.518] совокупностью дифференциальных  и алгебраических уравнений:

                 (1)

где Rs, Rr, Ls, Lr, Lm - активные  сопротивления  и индуктивности  статора, ротора и цепи намагничивания;

Lσs= Ls- Lm;  Lσr= Lr- Lm - индуктивности рассеяния статора и ротора;

km= m zp/2 - коэффициент, определяемый числом фаз m и пар полюсов zp;

kr = Lm / Lr  - коэффи­­циент связи ротора;

 - постоянная вещественная матрица.                 

Обобщенный для различных ОКБ вектор потокосцепления определим по уравнению [1, c.519]:                                                  

              (2)

где  а - постоянное действительное число.

Путем преобразования формул вычисления потокосцеплений в уравнениях (1) с учетом выражения (2) получены соотношения:

                               (3)

где С1, С2, С3- коэффициенты, вычисляемые в соответствии с выбранной ОКБ:

С1 = Ls - aLm ; C2 = (1-a)Lm ; С3 = Lr - Lm/a .

Задавая значения "а" в  виде действительных чисел, равных  Ls/Lm, Lm/Lr или 1, получим совмещение вектора с одним из векторов , или  и трансформацию уравнений (3) в выбранную ОКБ. В соответствии с принципом ВПУ и при выполнении условий ориентации системы координат UoV  по опорному вектору ,  справедливы соотношения:

                 (4)

где   mΨ - модуль ориентирующего вектора потокосцепления.

Путем аналитических преобразований на основе модели (1) с учетом выражений (2) ÷ (4) получена обобщенная математическая модель КАД при ВПУ, унифицированная для  ориентаций координатного базиса по векторам потокосцеплений ,или:

             (5)

Ориентация системы координат по одному из векторов , или осуществляется путем задания коэффициентов С4÷С8 в соответствии с таблицей 1, где обозначены: Ts, Тr - постоянные времени статорной и роторной

Таблица 1

Формулы определения коэффициентов С4 ÷ С8 в уравнениях (5) при различных вариантах ориентации

[ 3, с. 54] получено автором.

Коэф-ты в (5)

Ориентирующий вектор системы 

 

 

 

С4

0

σs∙σ-1

1

С5

Σ ∙Ls

Lm∙σr

0

С6

-Ls ∙Ts-1

Lm(Ts∙σs-Tr∙σr)(σ∙Ts∙Tr)-1

kr∙Lm∙Tr-1

С7

(Ts+Tr)∙(σ∙Ts∙Tr)-1

(Tr+ks∙Ts)∙(σ∙Ts∙Tr)-1

(Tr+ks∙kr∙Ts)(σ∙Ts∙Tr)-1

С8

m∙zp/2

m∙zp/2

m∙zkr/2

цепей;  σs, σr, σ – коэффициенты, определяемые уравнениями

σs = Lσs /Ls =1- ks;  σr = Lσr /Lr =1- kr;    σ =1-Lm2(LsLr)-1=1-kskr.

При структурно-алгоритмическом синтезе систем ВПУ с унифицированным для различных вариантов ОКБ алгоритмом РУ в качестве методологического ядра использован и получил дальнейшее развитие применительно к АЭП с ВПУ метод структурно-алгоритмического синтеза [2, c.56÷88] систем, устойчивых при неограниченном увеличении коэффициента  усиления, базирующийся на совместном применении теоремы А.М.Ляпунова об асимптотической устойчивости и задачи аналитического конструирования релейных регуляторов.

В процессе синтеза  модель КАД (5) подвергнута линеаризации, приняты допущения о компенсации перекрестных связей и возмущающих воздействий регуляторами, работающими в скользящем режиме (СР) автономно при организации в системе МСР. В соответствии с концепцией А.М.Ляпунова о возмущенном-невозмущенном движении динамика системы описана уравнениями возмущенного движения [3, c.98-99] каналов управления потокосцепления и реактивной составляющей тока статора скорости вращения ротора и активной составляющей тока статора

где Х1 ÷ Х4 - координаты возмущенного движения:

Δ(•)* и Δ(•) - значения приращений координат невозмущенного и истинного движений;

Usu,v = Δusu,v - Δu*su,v - стабилизирующее управление;

Δusu,v, Δu*su,v - приращения управляющих воздействий истинного и  программного движений;

a11 = - C4/Tr; a12 = C6; a21 =1/Tr L's; a21 =1/Tr L's;  a34=C8 (mΨ)ο/J;

а43 = (С5i- mΨ)/L's; b11 = C5/L's; b21= b42=(L's)-1.

Для каналов управления потокосцеплением (6) и скоростью (7) КАД решена задача аналитического конструирования регуляторов из условия минимизации интегральных функционалов качества вида:

где wik - положительные весовые коэффициенты.

В результате оптимальные управляющие воздействия на выходах регуляторов КР потокосцепления (UР1), скорости (UР3) реактивного(UР2) и активного тока (UР4) определены в виде:

коэффициенты, определяемые  для выбранной ОКБ в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

Формулы для определения значений коэффициентов в алгоритмах (8) для различных ОКБ –

[ 3, с. 104] получены автором

Коэффициенты в АУ

(8)

Выбранная ОКБ

ΨоА ≡ Ψs

ΨоА ≡ Ψm

ΨоА ≡ Ψr

 

1-σTs(Ts+Tr)-1+

+(Ts+Tr) Tr-1

1+σrTs(Ts·σs-Tr·σr)-1s+

+(Tr+ksTs)Ts-1-σTs(Tr+ks·Ts)-1]

Tr+ks·kr·Ts - σTs

 

L's[1-Tr(Ts+Tr)-1]

Lm(Ts·σs-Tr·σr)(Tr+ksTs)-1+Lm·σr

kr·Lm·σTs

 

(L'sTr)-1

L's-1σ

L's-1

 

Ts(LsTr)-1

σs·σ-1s+(Tr+ksTs)Ts-1)-Lm(Ts·σs-Tr·σr)(L'sTs)-1+Lmσr·σsL's-1

1+(Tr+ks·kr·Ts)

(σTs)-1-kr·Lm·L's-1

 

(Tr+Ts) (σTsTr)-1

(Tr+ks·Ts) (σTsTr)-1

(Tr+ks·kr·Ts) σTsTr)-1

 

0.5·m·zp·Ψ*·J-1

0.5·m·zp·Ψ*·J-1

0.5·m·zp·kr·Ψ*·J-1

На рис.1 представлена  структурная схема АЭП с ВПУ по алгоритмам (8) с преднамеренно организованными МСР и наблюдателем координат (НК) потока [3, с.139].

Организация МСР в системе управления осуществлена на основе применения метода «эквивалентного» управления [4], позволяющего разделить разнотемповые движения во внешних и внутренних контурах управления путем включения между ними выделителя «эквивалентного» управления. Он выполнен в виде 2х-канальной, замкнутой по сигналам на его выходах, модели контура тока (МКТ), содержащей релейные регуляторы активного (РРАТ) и реактивного (РРРТ) тока, модели  вычисления тока с параметрами управляемо-

Рис.1. Структурная схема АЭП с ВПУ и МСР

[3, с.108] разработка автора.

го КАД и ограничители напряжений ОН1,2. Внутренний контур формирования фазных токов (КФФТ) выполнен трехмерным, замкнутым по измеренным с помощью датчиков фазных токов (ДФТ) значениям isABC. Работа КФФТ осуществляется в СР. При исключении из структурной схемы (рис.1) элементов выделенных серым фоном получим структуру АЭП с прямыми РУ во всех КР.

На  рис. 2 представлены   осциллограммы    изменения координат   ω - скорости; М(t) - электромагнитного момента; mΨ≡ mΨr - модуля ориентирующего вектора потокосцепления ротора; isu(t) - реактивного тока; mis(t) - модуля вектора тока статора; isABC (t);  Ψrα,β (t) - компонент вектора потокосцепления ротора в системе координат αoβ;  - угла между векторами и . Осциллограммы, получены при моделирования  структур с прямыми РУ (рис.2,а) и с МСР (рис.2,б) при работе КАД  с Мс=0 (0 ÷ t7) и Мс = Мном. (t7 ÷ t).

Рис. 2.  Результаты исследования  АЭП с прямыми РУ (а) и МСР (б).

 [ 3, с.110] – результаты, полученные автором.

При этом в КР потокосцепления и скорости промоделированы режимы: отработки заданий =0, ω* =0 (0 ÷ t1); возбуждения машины до  при ω* =0  (t1 ÷ t2);   стабилизации = соnst (t2 ÷ t) при  ω* =0 (t2 ÷ ÷ t3); разгоне до ωном.  (t3 ÷ t4); стабилизации скорости на уровнях ωном. (t4 ÷ t5) и - ωном.  (t6 ÷ t); реверсе  с ωном. до - ωном (t5 ÷ t6).

Сравнительный анализ результатов моделирования обеих структур показал, что в отличие от системы с МСР, в системе с прямым РУ наблюдаются значительные пульсации М, isu,  mis(t), , а формируемые ККФС фазные токи isabc имеют высокий уровень высших гармоник.

Причиной этому являются следующие особенности взаимодействия контурных релейных регуляторов выходной и промежуточных координат АЭП при  совместной их работе в CP.  При вхождении  в  СР регуляторов внешних КР потокосцепления  и скорости они подчиняют себе работу РРАТ и РРРТ, размыкают эти контуры и фактически разрушают их режим скольжения. При этом эти  регуляторы переходят в  режим  переключений с низкой частотой,  представляющей собой сложную комбинацию частот  регуляторов потокосцепления  и скорости с изменяющейся в широких пределах скважностью сигналов на их выходах. Реальные частоты СР регуляторов потокосцепления  и скорости  значительно ниже частот СР РРАТ и РРРТ. В этом случае резко увеличиваются пульсации формируемых фазных токов и электромагнитного момента, нарушаются, достигаемые при работе в СР  линейность  свойств КР активной и реактивной составляющих токов статора, их инвариантность к возмущающим воздействиям, эффективность компенсации внутренних перекрестных связей между КР в системе ВПК. При организации МСР указанные особенности работы многоконтурных релейных систем учтены, что позволило повысить качество управления АЭП, снизить пульсации электромагнитного момент и дополнительные механические нагрузки на рабочий механизм.

Разработанная система с унифицированной СУ позволит получить в единой структуре три варианта ОКБ по векторам и выбрать вариант, обеспечивающий энергосберегающее управление и ДХ, соответствующие требованиям конкретного механизма к  ЭП.

Литература

  1. Клименко Ю.М. Математическая модель асинхронного двигателя и синтез алгоритмов полеориентированного управления на ее основе // Юбилейный сборник научно - технических трудов ДГТУ, Днепродзержинск, 1995. – с.518 ÷ 527.
  2. Садовой А.В., Сухинин Б.В., Сохина Ю.В.  Релейные системы  оптимального управления электроприводами // Под ред. А.В.Садового – Днепродзержинск,- 2011.- 337с.
  3. Клименко Ю.М. Разработка и исследованиение асинхронных  электроприводов с векторным  полеориентированным управлением, многомерными скользящими режимами и идентификацией координат. Дис.канд. техн. наук. Одесса, - 2007. -185 с.
  4. Клименко Ю.М. Многомерные скользящие режимы в системах управления с подчиненным регулированием координат/ Ю.М.Клименко, А.В.Садовой // Збірник наукових праць ДДТУ: (технічні науки). - Дніпродзержинськ: ДДТУ,  2008. - №11. - С.172÷180.