Аннотация
Системы регулируемого асинхронного электропривода, работающие в циклических режимах, например на металлургических механизмах транспортировки обрабатываемого металла, должны при пуске обеспечивать стабилизацию ускорения на требуемом уровне как при максимальной, так и при частичной загрузке транспортного механизма. Системы частотного асинхронного электропривода (ЧАЭ) с автономным инвертором тока (АИТ) могут быть выполнены с нерегулируемым выпрямителем и дополнительным транзисторным коммутатором в звене постоянного тока, при этом функция регулирования входного тока инвертора возложена на транзисторный коммутатор. В этом случае вследствие использования диодного выпрямителя снижается потребление реактивной мощности из сети по сравнению со стандартной системой АИТ, содержащей регулируемый выпрямитель. Управление транзисторным коммутатором может выполняться на основе различных принципов, в том числе путем построения замкнутого контура стабилизации ускорения, что позволяет адаптивно регулировать пусковой момент и поддерживать постоянство ускорения асинхронного электропривода. Идентификацию сигнала ускорения можно выполнить на основании преобразования сигнала, поступающего с цифрового датчика скорости – энкодера. Дополнительный транзисторный коммутатор с последовательно включенным дросселем также можно включить в звено постоянного тока преобразователя частоты на базе автономного инвертора напряжения (АИН). Это позволяет на начальном этапе пуска асинхронного электропривода и при работе на регулировочных механических характеристиках, когда требуются пониженные значения частоты и амплитуды напряжения, питающего двигатель, за счет работы транзисторного коммутатора снижать напряжение на входе инвертора, что приводит к уменьшению количества коммутаций ключевых элементов инвертора. Несмотря на имеющиеся публикации, работа преобразователя частоты с инвертором напряжения и дополнительным коммутатором в звене постоянного тока исследована в настоящее время недостаточно подробно. Целью исследования является получение и анализ экспериментальных временных характеристик – мгновенных значений напряжений на входе АИН и токов на выходе АИН – с помощью созданной опытной установки с регулируемым асинхронным электроприводом на базе АИН с релейно-управляемым транзисторным коммутатором в звене постоянного тока. В результате выполненных исследований уточнены требования, предъявляемые к коммутатору и компонентам, реализующим систему управления электроприводом.
Ключевые слова
асинхронный электропривод, векторное управление, релейный регулятор, коррекция, транзисторный коммутатор, ускорение, экспериментальные характеристики
1. Анучин А.С. Системы управления электроприводов: учебник для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2015. 373 с.
2. Зюзев А.М., Метельков В.П., Степанюк Д.П. Управление пусковыми режимами асинхронного тиристорного электропривода с учётом ограничений по нагреву и влияния на сеть // Электротехника. 2012. № 9. С. 40-43.
3. Данилов В.В. Повышение эффективности систем частотно-регулируемого электропривода транспортных механизмов: дис. … канд. тех. наук. 05.09.03. / Данилов Владимир Владимирович. Липецк, 2019.
4. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. М.: Academia, 2006. 259 c.
5. Пат. 2207700 Российская Федерация, МПК Н 02Р 6/00. Способ управления вентильным электродвигателем / Алекперов В.Ю., Маганов Р.У., Лесничий В.Ф., Грайфер В.И., Беззубов А.В., Хохлов Н.П., Гинзбург М.Я., Павленко В.И., Сагаловский В.И., Сагаловский А.В., Волков В.М., Агапова Г.Л.; заявитель ОАО «Нефтяная компания "ЛУКОЙЛ"», ОАО «Российская инновационная топливно-энергетическая компания». № 2000108696/09, заявл. 27.02.2002, опубл. 27.06.2003.
6. Воронин П.А. Системы управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода: методические указания по курсу «Системы управления электроприводов». Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2011. 51 с.
7. Пат. №225004 Российская Федерация, МПК Н02 27/06. Устройство для управления электроприводом переменного тока / Мещеряков В.Н., Пикалов А.В, Марков А.С., Терновских Г.А.; заявитель ФГБОУ ВО «Липецкий государственный технический университет». №2023126515, заявл. 16.10.2023, опубл. 11.04.2024.
8. Мещеряков В.Н., Марков А.С., Беленов Д.А. Разработка энергоэффективной векторной системы управления двигателя переменного тока // Электротехнические комплексы и системы. 2024. №2(63). С. 45-49. doi: 10.18503/2311-8318-2024-2(63)-45-49
9. Мартынов А.А. Проектирование импульсных полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения в постоянное напряжение. Санкт-Петербург: ГУАП, 2011. 215 с.
10. Исследование частотно-регулируемых асинхронных электроприводов в лабораторных условиях / Т.Р. Храмшин, Г.П. Корнилов, В.В. Ровнейко, А.А. Мурзиков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2010. № 3(3). С. 196-202.
Экспериментальные исследования частотного асинхронного электропривода с релейным управлением фазными токами статора и дополнительным коммутатором в звене постоянного тока преобразователя частоты / В.Н. Мещеряков, А.С. Марков, Д.А. Беленов, В.В. Пикалов // Электротехнические системы и комплексы. 2025. № 1(66). С. 20-24. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2025-1(66)-20-24