10.14489/td.2022.04.pp.034-039

2022, 04 апрель (April)

DOI: 10.14489/td.2022.04.pp.034-039

Мещеряков В. Н., Крюков О. В.
СИСТЕМА ЧАСТОТНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С НАБЛЮДАТЕЛЕМ УГЛА МЕЖДУ ВЕКТОРАМИ ТОКА СТАТОРА И ТОКА НАМАГНИЧИВАНИЯ
(с. 34-39)

Аннотация. В промышленности, особенно металлургии, используется большое количество ранее установленных электроприводов на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с неэкономичными системами параметрического управления, достоинством которых является возможность выведения части энергии скольжения из цепи ротора и способность получения повышенной кратности пускового тока. Использование частотных преобразователей в таком электроприводе позволяет регулировать скорость вращения поля статора и поддерживать на минимальном уровне скольжение и потери в цепи ротора. Однако при замыкании обмоток ротора накоротко снижается кратность пускового момента. Дополнительные возможности поддержания повышенного пускового момента асинхронного двигателя с фазным ротором при частотном управлении дает включение в цепь ротора частотно-зависимого активно-индуктивного сопротивления (ИС). В этом случае электропривод будет частотно-параметрическим. Использование наблюдателя взаимного положения векторов тока статора и ротора, работающего на основе обработки измеренных сигналов мгновенных значений токов статора и ротора, позволяет построить систему скалярного управления с коррекцией тока статора, приближающей работу электропривода к режиму с минимальными потерями в обмотках двигателя.

Ключевые слова: частотно-параметрическое управление, асинхронный электропривод, бездатчиковая система, индукционное сопротивление, корректирующий наблюдатель вычисления угла.

Meshcheryakov V. N., Kryukov O. V.
FREQUENCY-PARAMETRIC CONTROL SYSTEM OF AN ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE WITH AN OBSERVER OF THE ANGLE BETWEEN THE VECTORS OF THE STATOR CURRENT AND THE MAGNETIZATION CURRENT
(pp. 34-39)

Abstract. In industry, especially metallurgy, a large number of previously installed electric drives based on an asynchronous motor with a phase rotor with uneconomical parametric control systems are used, the advantage of which is the possibility of removing part of the sliding energy from the rotor circuit, and the ability to obtain an increased inrush current multiplicity. The use of frequency converters in such an electric drive allows you to adjust the speed of rotation of the stator field and maintain sliding and losses in the rotor circuit at a minimum level. However, when the rotor windings are shorted, the multiplicity of the starting torque decreases. Additional possibilities for maintaining an increased starting torque of an asynchronous motor with a phase rotor with frequency control are provided by the inclusion of a frequency-dependent active-inductive resistance (IR) in the rotor circuit. In this case, the electric drive will be frequency-parametric. Using an observer of the mutual position of the stator and rotor current vectors, working on the basis of processing the measured signals of instantaneous values of the stator and rotor currents, allows you to build a scalar control system with stator current correction, bringing the operation of the electric drive to the mode with minimal losses in the motor windings.

Keywords: frequency-parametric control, asynchronous electric drive, sensorless system, induction resistance, correcting observer of angle calculation.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. Н. Мещеряков (Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ), Липецк, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
О. В. Крюков (ООО «ТСН-электро», Н. Новгород, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. N. Meshcheryakov (Lipetsk State Technical University (LSTU), Lipetsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
O. V. Kryukov (TSN-electro LLC, Nizhny Novgorod, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Мещеряков В. Н., Бойков А. И., Муравьев А. А. и др. The electric drive on the basis of the induction machine with an induction resistance in the rotor circuit connected through valve elements // Известия СПБГЭТУ ЛЭТИ. 2019. № 2. С. 60 – 66.
2. Плеханов М. С. Модель асинхронного электродвигателя с массивным ферромагнитным ротором в режиме минимального скольжения // Тр. IV Всерос. молодеж. форума с междунар. участием: Инженерия для освоения космоса. Томск: Нац. исслед. томск. политехн. ун-т, 2016. С. 66 – 70.
3. Макаров В. Г. Идентификация параметров трехфазного асинхронного двигателя // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2010. № 3-4. С. 88 – 101.
4. Калачев Ю. Н. Наблюдатели состояния в векторном электроприводе. М.: ООО «Гамем», 2015. 80 с.
5. Боченков Б. М., Филюшов Ю. П. Алгоритм управления, обеспечивающий желаемое сочетание энергетических и динамических свойств электропривода переменного тока // Электротехника. 2011. № 6. С. 53 – 58.
6. Емельянов А. П., Чуркин Б. А. Скалярное управление асинхронным короткозамкнутым двигателем по активной составляющей тока статора // Вестник ЮУрГУ. Сер. Энергетика. 2014. Т. 14, № 3. С. 85 – 90.
7. Афанасьев К. С., Глазырин А. С. Идентификация скорости асинхронного электродвигателя лабораторного стенда с помощью фильтра Калмана и наблюдателя Люенбергера // Электротехнические комплексы и системы управления. 2012. № 4. С. 66 – 69.
8. Крюков О. В. Алгоритмы быстрого преобразования Уолша в микропроцессорных системах управления электроприводом // Известия вузов. Электромеханика. 2005. № 4. С. 39 – 44.
9. Мищенко В. А. Перспективы развития векторного управления электроприводами / V Междунар. (XVI Всерос.) конф. по автоматизированным электроприводам. АЭП-2007. СПб., 2007. С. 60 – 63.
10. Крюков О. В., Мещеряков В. Н., Сычев М. Н. и др. Системы интеллектуального электропривода переменного тока с релейными регуляторами и адаптивными корректирующими устройствами / под ред. О. В. Крюкова и В. Н. Мещерякова. М.–Вологда: Инфра-Инженерия, 2022. 140 с.
11. Симаков Г. М., Филюшов Ю. П. Сравнительная оценка работы асинхронной машины в условиях минимизации реактивной мощности // Электротехника. 2017. № 2. С. 8 – 15.
12. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. М.: АСТ: Астрель, 2006. 991 с.

Eng

1. Meshcheryakov V. N., Boykov A. I., Murav'ev A. A. et al. (2019). The electric drive on the basis of the induction machine with an induction resistance in the rotor circuit connected through valve elements. Izvestiya SPBGETU LETI, (2), pp. 60 – 66. [in Russian language]
2. Plekhanov M. S. (2016). Model of an asynchronous electric motor with a massive ferromagnetic rotor in the minimum slip mode. Proceedings of the IV All-Russian Youth Forum with international participation: Engineering for space exploration, pp. 66 – 70. Tomsk: Natsional'niy Issledovatel'skiy Tomskiy Politekhnicheskiy universitet. [in Russian language]
3. Makarov V. G. (2010). Parameter identification of three-phase asynchronous motor. Izvestiya vuzov. Problemy energetiki, (3-4), pp. 88 – 101. [in Russian language]
4. Kalachev Yu. N. (2015). Status observers in a vector drive. Moscow: OOO «Gamem». [in Russian language]
5. Bochenkov B. M., Filyushov Yu. P. (2011). Control algorithm that provides the desired combination of energy and dynamic properties of the AC drive. Elektrotekhnika, (6), pp. 53 – 58. [in Russian language]
6. Emel'yanov A. P., Churkin B. A. (2014). Scalar control of an asynchronous squirrelcage motor by the active component of the stator current. Vestnik YuUrGU. Seriya: Energetika, Vol. 14, (3), pp. 85 – 90. [in Russian language]
7. Afanas'ev K. S., Glazyrin A. S. (2012). Identification of the speed of an asynchronous electric motor of a laboratory bench using the Kalman filter and the Luenberger observer. Elektrotekhnicheskie kompleksy i sistemy upravleniya, (4), pp. 66 – 69. [in Russian language]
8. Kryukov O. V. (2005). Fast walsh transformation algorithms in microprocessor drive control systems. Izvestiya vuzov. Elektromekhanika, (4), pp. 39 – 44. [in Russian language]
9. Mishchenko V. A. (2007). Prospects for the development of vector control of electric drives. V International (XVI All-Russian) conference on automated electric drives. AEP-2007, pp. 60 – 63. Saint Petersburg. [in Russian language]
10. Kryukov O. V., Meshcheryakov V. N. (Eds.), Sychev M. N. et al. (2022). AC smart drive systems with relay controllers and adaptive corrective devices. Moscow– Vologda: Infra-Inzheneriya. [in Russian language]
11. Simakov G. M., Filyushov Yu. P. (2017). Comparative evaluation of the operation of an asynchronous machine under conditions of minimizing reactive power. Elektro-tekhnika, (2), pp. 8 – 15. [in Russian language]
12. Vygodskiy M. Ya. (2006). Handbook of higher mathematics. Moscow: AST: Astrel'. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2022.04.pp.034-039

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2022.04.pp.034-039

and fill out the form