Авторы:
Герасенко М.Н., Маслов М.О., ЭМФ
Руководитель д.т.н. проф. Панкратов
В.В.
Наиболее
перспективной электрической машиной для промышленного использования является
асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АД). Он компактен, имеет малую
массу на единицу мощности, прост и надежен в эксплуатации. Этим и обусловлено
то, что АД всегда был и продолжает оставаться самым массовым из двигателей,
применяемых в промышленности. Однако раньше он применялся в основном для
нерегулируемых электроприводов насосов, вентиляторов и т.д., а для регулирования
производительности таких механизмов применялись различные механические средства
(например, заслонки в трубопроводах), что приводило к дополнительным потерям
энергии. Регулируемый же привод переменного тока традиционно проигрывал по своим
характеристикам приводу постоянного тока.
В начале 70-х гг. 20 века в работах
Ф. Блашке был сформулирован принцип построения систем автоматического
регулирования АД, ориентированных по вектору потокосцепления ротора . При этом
вращающий момент двигателя определяется только "поперечной" составляющей , а
магнитный поток - только "продольной" составляющей вектора токов статора. Такое
управление позволяет динамические характеристики частотно-регулируемого АД в
системе отсчета, строго ориентированной по вектору , сделать подобными
динамическим характеристикам компенсированного двигателя постоянного тока с
независимым возбуждением.
Системы электропривода, построенные по принципу
векторного управления, позволяют максимально реализовать в общепромышленном
электроприводе потребительские свойства АД и обеспечить низкую чувствительность
динамических и статических характеристик системы к изменениям параметров и
внешним воздействиям. В них легко реализовать различные законы оптимального (по
энергетическим показателям) управления, также удаётся обойтись без датчиков
скорости и положения.
Важно, что законы векторного управления включают в себя
алгоритмы текущей идентификации неконтролируемых координат и переменных
параметров двигателя по "полной" модели электромагнитных процессов АД,
позволяющие получать достоверную информацию об опорном векторе потокосцепления
ротора и осуществлять адаптацию всей системы электропривода к изменениям
параметров, например, активных сопротивлений обмоток двигателя. Однако для
корректного функционирования этих алгоритмов и обеспечения астатизма системы
управления по нагрузке необходима информация об условно постоянных параметрах
АД, а также о начальных приближениях оценок существенно переменных параметров,
что требует предварительной идентификации указанных величин. Данной проблеме и
посвящена настоящая работа.
В докладе представлены исходные положения и
постановка задачи синтеза алгоритма предварительной идентификации параметров АД
в системе векторного управления, приведены полученные расчетные соотношения,
обсуждается блок-схема алгоритма реализации процедуры идентификации в
контроллере электропривода.