Порівняльний аналіз систем тиристорний перетворювач напруги — асинхронний двигун із послідовним та паралельним коригуванням

2021;
: сс. 62 - 73
1
Ряшівський технологічний університет
2
Національний університет «Львівська політехніка»

Здійснено порівняльний аналіз впливу координатних та параметричних збурень на динамічні характеристики систем підпорядкованого (послідовне коригування) та модального (паралельне коригування) регулювання стосовно електроприводу тиристорний перетворювач напруги — асинхронний двигун. Для цього забезпечено однаковість умов їх функціонування. Це насамперед синтез обох систем відповідно до однакових стандартних (біноміальних) форм, а також дія однакових параметричних та координатних збурень на системи.

Синтезовано двоконтурну систему підпорядкованого та модального регулю- вання для електроприводу тиристорний перетворювач напруги — асинхронний двигун на основі біноміальної стандартної форми розподілу коренів характеристичного полінома. Для реалізації стандартної біноміальної форми в системі підпорядкованого регулювання використано метод узагальненого характеристичного полінома синтезу відповідних регуляторів. Здійснено симуляційні дослідження за умови дії керуючих впливів, а також наявності координатних і параметричних збурень в обох системах. Як координатні збурення розглянуто дію моменту статичного навантаження, а як параметричні збурення — відхилення параметрів регуляторів та моменту інерції від розрахункових значень у межах ±20 %.

Електромеханічні системи з використанням асинхронних двигунів мають особливість, яка полягає у тому, що момент двигуна під час запуску не може перевищити значення критичного моменту. Оскільки синтез систем здійснено для лінеаризованої моделі, де не передбачено обмеження моменту, виконано перевірку динамічних процесів у реальній системі з обмеженням моменту за умови використання синтезованих регуляторів. Встановлено, що для швидкості двигуна стандартну біноміальну форму збережено для налаштувань на різну швидкодію. За результатами симуляційних досліджень синтезованих систем встановлено, що система модального регулювання має перевагу над системою підпорядкованого регулювання стосовно значення статичної похибки за умови дії параметричних збурень регуляторів. За всіма іншими динамічними показниками ці дві системи однакові.

  1. Setiawan, I. Investigation of symmetrical optimum PI controller based on plant and feedback linearization in gridtie inverter systems / Setiawan, I., Facta, M., Priyadi, A., Purnomo, M. // International Journal of Renewable Energy Research, 2017, 7 (3), 1228-1234. https://www.ijrer.org › download › 5984 › pdf.
  2. Barbosa, A. Symmetrical optimum based PI control redesign/ Barbosa, A., Junior, G., Barros, P.//Proc. of the IEEE Conference on Control Applications 2014. (CCA 2014), 1143-1149. 1569935441.pdf (swge.inf.br).
  3. Cirtoaje, V. Two controller design procedures using closed-loop pole placement technique/ Cirtoaje, V., Baiesu, A., Mihalache, S. // Control engineering and applied informatics, 2009-11 (1), 34-42. https://www.researchgate.net › ...
  4. Slobodan N. Digital Control of Electrical Drives / Slobodan N. Vukosavić: // Springer-Verlag, New York, 2007, 87-95.https://www.waterstones.com›...
  5. Jörg Kahlert. Crashkurs Regelungstechnik: Eine praxisorientierte Einführung mit Begleitsoftware / Jörg Kahlert.//. Auflage. VDE-Verlag, Berlin 2015, 150-153. modul.online.hswt.de/modulhandbuch/Module-WPT_83- Master.pdf.
  6. Thomas Beier, Regelungstechnik: Basiswissen, Grundlagen, Beispiele/ Thomas Beier, Petra Wurl // Auflage. Fachbuchverlag Leipzig, München 2015, 177-185. www.gbv.de/dms/tib-ub-hannover/81298949x.pdf.
    https://doi.org/10.3139/9783446443938
  7. Gert-Helge GeitnerEntwurf digitaler Regler für elektrische Antriebe / Gert-Helge // Geitner. VDE-Verlag, Berlin, Offenbach, 1996. 7-88. https://d-nb.info/94721108X/04.
  8. Мельник О. О. Загальні підходи щодо синтезу електромеханічних систем методом узагальненого характеристичного полінома / Мельник О. О., Шеремет О. І. // Науковий вісник Донбаської державної ма- шинобудівної академії. Краматорськ, 2017. № 2 (23Е). С. 106-111. www.dgma.donetsk.ua/science_public/ science_vesnik/...
  9. Попович М. Г. Особливості синтезу та дослідження електромеханічних систем з послідовною ко- рекцією та частотнорегульованими асинхронними двигунами / Попович М. Г., Теряєв В. І., Кіселичник О. І., Бур'ян С. О. // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. Кременчук: КДПУ, 2007. Вип. 3/2007 (44) частина 2. С. 12-16. www.kdu.edu.ua/statti/2007-3-2(44)/12.pdf.
  10. Марущак Я. Ю. Синтез регуляторів САР електроприводу ТПЧ-АД методом узагальненого характеристичного полінома / Я. Ю. Марущак, В. М. Кравцов // Вісник Запорізького технічного універси- тету. Радіоелектроніка, інформатика, управління. - Запоріжжя : ЗДТУ, 2000. № 2(4). С. 141-146. https://cyberleninka.ru/article/n/sintez-regulyatoriv-sar-elektroprivodu......
  11. Електромеханічні системи автоматичного керування та електроприводи: навчальний посібник / М. Г. Попович, О. Ю. Лозинський, В. Б. Клепіков та ін.; За ред. М. Г. Поповича, О. Ю. Лозинського. К.: Либідь, 2005. 680 с. https://www.twirpx.com/file/2069726.
  12. Шпіка М. І. Конспект лекцій з дисципліни "Системи керування електроприводами" (для студентів 3 і 4 курсів усіх форм навчання напряму підготовки 0922 (6.050702) - "Електромеханіка" спеціальності "Електромеханічні системи автоматизації та електропривод") / М. І. Шпіка; Харк. нац. акад. міськ. госп-ва. Х.: ХНАМГ, 2012. 71 с. eprints.kname.edu.ua/24769/1/2010 печ. 81Л...
  13. Козлова Л. Е. Исследование статики и динамики замкнутого бездатчикового асинхронного электропривода собственных нужд ТЭС по схеме ТРН - АД с нейросетевым наблюдателем угловой скорости / Козлова Л. Е., Боловин Е. В. // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3.; http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=13581.
  14. Марущак Я. Ю. Синтез електромеханічних систем з послідовним та паралельним коригуванням : навч. посіб. / Я. Ю. Марущак // Львів : Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2005. 208 с. https://3lib.net/book/3101542/4e1f33
  15. Попович М. Г. Теорія автоматичного керування: підручник. / Попович М. Г., Ковальчук О. В. // К.: Либідь, 2007. 656 с. https://elprivod.nmu.org.ua/files/tac/Попович_Теорія автом керув...
  16. Буряковський С. Г. Дослідження роботи модернізованого електровоза з системою модального регулювання та спостерігачем стану / Буряковський С. Г., Рій Д. Ю. // Електричний транспорт: зб. наукових праць УкрДАЗТ, 2012, вип. 128 с. 257-262. lib.kart.edu.ua/bitstream/123456789/7033/1/ZNP...
  17. Акимов А. В. Об астатизме по возмущению в электроприводах с модальными регуляторами / Акимов А. В., Клепиков В. Б. // Автоматизированные электромеханические системы с модальными регуляторами и наблюдателями состояния. Харьков: ХГПУ. 1997. С. 29-38. repository.kpi.kharkov.ua/ bitstream/KhPI-Press/...
  18. Григорьев В. В. Синтез систем автоматического управления методом модального управления / Григорьев В. В., Журавлёва Н. В., Лукьянова Г. В. // С-Пб: СПбГУ ИТМО, 2007. 108 с. window.edu.ru/catalog/ pdf2txt/420/54420/26549
  19. Кочнева Т. Н. Модальное управление электромеханическими системами в металлургии / Кочнева Т. Н., Кожевников А. В., Кочнев Н. В. // Вестник Череповецкого государственного университета: научный журнал. Череповец: ФБГОУ ВПО ЧГУ. № 1 (45). Т.1. 2013. С. 11-16. https://cyberleninka.ru/article/n/modalnoe...
  20. Кочнев Н. В. Модальное управление нежесткими электромеханическими системами в металлургии / Кочнев Н. В., Кочнева Т. Н. // Современная техника и технологии. 2015. № 4 https://technology.snauka.ru/2015/04/6296
  21. Толочко О. І. Синтез та аналіз системи модального керування крановим механізмом посту- пального руху з врахуванням роботи підіймального механізму / Толочко О. І., Рижков О. М. / ПСЕ Технічна електродинаміка, 2018, № 4. С. 131-134. 
    https://doi.org/10.15407/techned2018.04.131