Бестерекова А.Н., Сарваров А.С., Вечеркин М.В. Метод параметрического синтеза системы автоматического управления многодвигательным электроприводом по системе ТПН–АД - Журнал «Электротехнические системы и комплексы»

Аннотация

Проанализированы подходы к обеспечению согласованного вращения асинхронных электродвигателей в многодвигательных системах. Показана возможность применения замкнутых систем «тиристорный преобразователь напряжения – асинхронный двигатель» (ТПН–АД) с обратной связью по скорости и обоснована актуальность задач параметрического синтеза системы автоматического управления (САУ), обеспечивающих выполнение требований синхронизации вращения в многодвигательных системах. Рассмотрены функциональная и линеаризованная структурная схемы замкнутой по скорости системы ТПН–АД, на основе которой разработана структурная схема многодвигательного электропривода с тремя асинхронными двигателями с общим регулятором скорости в среде имитационного моделирования MATLAB/Simulink. Составлена система дифференциальных уравнений в форме, адаптированной для решения задачи параметрического синтеза системы управления, расчета скорости и момента в пусковом режиме трехдвигательного асинхронного электропривода. Для нахождения приемлемых параметров регуляторов САУ в работе реализован формализованный подход к определению их расчетных значений. Для этого предложен подход на основе квадратичной функции Ляпунова. Параметры регуляторов, лежащие в диапазоне технически реализуемых значений, подбираются методом сканирования таким образом, чтобы обеспечить выполнение условий устойчивости по Ляпунову. Процедура реализована в специально разработанной подпрограмме на языке программирования среды MATLAB. Полученные значения параметров САУ были использованы в дифференциальных уравнениях при расчете динамики пускового процесса многодвигательной системы методом Рунге-Кутта. Результаты моделирования демонстрируют, что полученные параметры САУ обеспечивают устойчивость переходного пускового процесса без перерегулирования скорости. Это подтверждает работоспособность рассматриваемого метода для синтеза параметров системы управления многодвигательным асинхронным электроприводом с тиристорными преобразователями напряжения.

Ключевые слова

асинхронный двигатель, согласованное вращение, многодвигательный электропривод, тиристорный преобразователь напряжения, структурная схема, система автоматического управления, параметрический синтез регуляторов

Бестерекова Алтын Нурмолдаевна – старший преподаватель, кафедра электропривода и автоматизации промышленных установок, Алматинский университет энергетики и связи им. Гумарбека Даукеева, Алматы, Республика Казахстан, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Сарваров Анвар Сабулханович – д-р техн. наук, профессор, кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0002-0529-4488

Вечеркин Максим Викторович – канд. техн. наук, доцент, кафедра физики, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0002-8679-9831

1. Гаврилова С.В., Доманов А.В., Доманов В.И. Системы согласованного вращения асинхронных двигателей // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т. 17. № 2-4. С.732-735.

2. Гаврилова С.В. Улучшение динамических характеристик электротехнического многодвигательного судоподъемного комплекса: дис. ...канд. техн. наук. 05.09.03. / Гаврилова Светлана Владимировна. Ульяновск, 2020. 138 с.

3. Тергемес К.Т. Многодвигательные асинхронные электроприводы чесальных аппаратов с тиристорными преобразователями напряжения. Алма-Аты: Изд-во КБТУ, 2007. 108 с.

4. Сарваров А.С., Стригов А.Д. Моделирование пуска двухдвигательного асинхронного электропривода с последовательным соединением статорных обмоток // Электроприводы переменного тока: тр. XIV научно-технич. конф. (13-16 марта 2007 г.). Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. С. 197-200.

5. Стригов А.Д., Сарваров И.А., Сарваров А.С. Определение условий реализации электропривода машины центробежного литья валков по системе ТПН-АД // Известия вузов. Электромеханика. 2009. № 1. С. 88-93.

6. Терехов И.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. М.: Академия, 2005. 304 c.

7. Бутырин П.А., Гафиятуллин Р.Х., Шестаков А.Л. Электротехника. Книга III: Электроприводы. Электроснабжение: учеб. пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. 639 с.

8. Дементьев Ю.Н., Чернышев А.Ю., Чернышев И.А. Электрический привод: учеб. пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2010. 232 с.

9. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат, Ленингр. отделение, 1982. 392 с.

10. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. М.: Химия, 1975. 576 с.

11. Антоновская О.Г. Применение квадратичных функций Ляпунова при решении прикладных динамических задач // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 8-2 (62). С. 142-147.

12. Антоновская О.Г., Бесклубная А.В. Прямой метод Ляпунова и его изложение в современном учебном процессе // Образование и педагогика: актуальные вопросы: монография. Чебоксары: ИД «Среда», 2020. С. 7-19.

13. Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. MATLAB7. М.: НТ Пресс, 2006. 164 с.

14. Ануфриев И.Е., Смирнов А.Б. Смирнова Е.Н. MATLAB7. СПб.: БХВ. Петербург, 2005. 1104 с.

15. Метод функций Ляпунова. URL https://web.archive.org/web/20221025085413/http://mathhelpplanet.com/static.php?p=metod-funktsii-lyapunova (дата обращения 21.04.2026)

Бестерекова А.Н., Сарваров А.С., Вечеркин М.В. Метод параметрического синтеза системы автоматического управления многодвигательным электроприводом по системе ТПН–АД // Электротехнические системы и комплексы. 2026. № 3(72). С. 42-47. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2026-3(72)-42-47

JATS XML

Подробности: Опубликовано: 06 октября 2026 г.; Обновлено: 06 октября 2026 г.; Просмотров: 25