Аннотация
В статье рассматривается способ косвенного вычисления скорости вращения двигателя в электроприводах постоянного тока, где реверс и торможение осуществляется изменением магнитного потока. В данных электроприводах определение скорости через электрические переменные системы (ток якорной цепи, напряжение на якоре, ЭДС) является недостаточно точным, так как при осуществлении реверсов и торможений происходит снижение магнитного потока до нулевого значения. Это приводит к возникновению значительной ошибки вычисления скорости. Для устранения данного недостатка предлагается использовать наблюдатель с переключающейся структурой. Он содержит две модели вычисления скорости. Одна модель осуществляет расчет скорости по электрическим переменным двигателя. Другая, представляющая собой модель механической части электропривода, осуществляет расчет скорости на основе уравнения движения электропривода. Предложена структура наблюдателя, описан принцип его действия. Рассмотрены линеаризованные структурные схемы замкнутой системы управления электропривода «Регулируемый источник тока – двигатель» в различных режимах работы наблюдателя. Синтезирован регулятор скорости и даны рекомендации по расчету его параметров при работе наблюдателя по электрическим и магнитным переменным двигателя. Проверена устойчивость системы электропривода в других режимах. Разработана имитационная модель предложенной системы управления в системе MatLab Simulink. Приведены экспериментальные осциллограммы, подтверждающие теоретические положения и адекватность моделирования. Проверена работоспособность системы управления электроприводом с обратной связью от наблюдателя при изменении момента инерции механизма и статического момента нагрузки. В заключение сделан вывод о возможности применения предложенной бездатчиковой системы в электроприводах механизмов поворота и подъема карьерных экскаваторов.
Ключевые слова
Магнитный поток, скорость, переключающаяся структура, наблюдатель, реверс, момент инерции, обратная связь.
1. Остриров В.Н., Микитченко А.Я. Современное состояние и тенденции развития электроприводов горных машин открытых разработок // Электропривод экскаваторов: доклады научно-практического семинара, 3 февр. 2004 г., Москва. М.: Изд-во МЭИ, 2004. С. 10-33. ISBN 5-7046-1039-0
2. Thyristor Control of Electric Drives V. Subrahmanyam. Tata McGraw-Hill Education, 1987. 410 p. ISBN 0-0746-0341-8
3. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов: учеб. пособие. 2-е изд., испр. и доп. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. 328 с.
4. Schröder D (2009) Elektrische Antriebe-Regelung von Antriebssystemen. Springer, Berlin. ISBN 978-3-540-89612-8
5. A New Speed-Control System for DC Motors and its Application to Elevators. Inaba, H., Onoda, Y., Shima, S., (...), Sakai, Y., Maekawa, T. 1980 IEEE Transactions on Industry Applications IA-16(2). Р. 179-185.
6. Усманов А.М. Разработка и исследование электроприводов основных механизмов экскаваторов: автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: МЭИ, 1977. Микитченко А.Я. Разработка и исследование экскаваторного тиристорного электропривода с улучшенными энергетическими показателями: дис. … канд. техн. наук. М.: МЭИ, 1978.
8. Электропривод по системе РИТ-Д для бурового станка. Современное состояние и перспективы развития механизации и электрификации горного и нефтегазового производства / Микитченко А.Я., Сафошин В.В., Артемов А.А., Бирюков Ю.А. // Записки горного института; Санкт-Петербургский государственный институт (технический университет). СПб., 2004. С. 118-121. ISBN 5-94211-183-9
9. Сорокин В.А. Способ косвенного вычисления скорости в электроприводе постоянного тока с реверсом поля двигателя // Труды VIII Всероссийской научно-технической конференции: «Энергетика: состояние, проблемы, перспективы». Оренбург: ООО «Агенство «Пресса», 2016. С. 210-212. ISBN 978-5-91854-236-1
10. Сорокин В.А. Система управления электроприводом постоянного тока с реверсом поля двигателя // Труды Всероссийской научно-технической конференции: «Энергетика: состояние, проблемы, перспективы». Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2012. С. 318-321. ISBN 978-5-4417-0090-0
11. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. 6-е изд., испр. М.: Энергия, 1977.
12. Лебедев Е.Д. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. М.: Энергия, 1970.
- Подробности
- Просмотров: 1925