Однією з важливих характеристик якісної системи автоматичного керування (САК) є п точність в усталених режимах. Забезпечення астатизму САК за навантаженням сприяє підвищенню продуктивності роботи механізму. В той же час організація регулювання будь-якої координати за принципом негативного зворотного зв'язку (ЗЗ) вважає за необхідне вимірювання або оцінку відповіднoi величини з достатньою точністю. В теперішній час теорія синтезу спостері-гачів стану (СС) лінійних стаціонарних систем розроблена достатньо широко, проте невирішеними залишаються окремі питання застосування принципів теоpii" СС до електроприводу (ЕП) змінного струму.
       

Метою даної роботи є синтез і дослідження системи асинхронного ЕП зі скалярним частотним управлінням і за оцінкою динамічного моменту, аналіз характеристик синтезованої САК методом математичного моделювання.
       

Відомі рівняння рівноваги напруг статора та ротора короткозамкненого асинхронного двигуна (АД) в ортогональній системі координат x,y яка обер- тається відносно нерухомої із кутовою частотою напруги статора і орієнтована за вектором напруги статора [1], за умови прийняття додаткових припущень про малий вплив активного опору статора можуть бути представленi у вигляді:

(1)

       

Якщо перетворювач частоти (ПЧ) в колі статора спрощено представити аперіодичною ланкою з коефіцієнтом передачі kµ і сталою часу Tµ, то на основi отриманої лінійної структурної схеми можуть бути синтезовані СС повного порядку (рис.1), які відрізняються один від одного перш за все порядком обратного об'єкту спостереження.
       

Оцінка точності встановлення величини динамічного моменту за допомогою синтезованих СС показала, що в режимі прямого пуску АД точність оцінювання середнього значення динамічного моменту є достатньою. При цьому найбільшу точність в обраному режимі забезпечує СС першого порядку (похибка оцінювання середнього значення динамічного моменту не перевищує 5%).
       

Запропонована узагальнена функціональна схема САК зі ЗЗ за оцінкою динамічного моменту наведена на рис.2.

Дослідження, що були проведені методом математичного моделювання, показали, що системи асинхронного ЕП зі ЗЗ за оцінкою динамічного моменту практично забезпечують абсолютно жорсткі статичні механічні характеристики. Відносно динамічних характеристик розробленої системи встановлено, що найменш сприятливим режимом є режим першого пуску при незбудженому двигуні. Робота в цьому режимі без вживання спеціальних заходів характеризується амплітудними коливаннями потокозчеплення, і внаслідок цього, струму i моменту АД. В загальному випадку поліпшенню динаміки перехідного процесу під час пуску сприяють такі фактори:
       

• зменшення статичного навантаження під час пуску;
       

• підвищення інерційності внутрішнього контуру динамічного моменту;
       

• застосування спеціального закону зміни вихідного сигналу задатчика інтенсивності (ЗІ), який відрізняється від лінійного.

На рис.3 наведені графіки перехідних процесів при роботі ЕП за тахограмою для деякого компромісного варіанту налагодження САК. Робота ЕП відбувається при постійно діючому реактивному навантаженні, яке складає 0.75MH.
       

Під час першого розгону застосований параболічний закон зміни вихідного сигналу ЗІ, а інерційність контуру моменту підвищено в 2 рази у пор1внянт i3 настроюванням "за модульним оптимумом".

Аналіз графіків (рис.3) показав, що значення всіх величин не перевищують припустимих значень.
       

Таким чином, в даній роботі показано, що лише СС, які синтезуються на основі лінеаризованої моделі об'єкту "ПЧ - АД", можуть бути застосовані для достатньо точного встановлення параметрів реально нелінійного об'єкту. Синтезовані СС першого, другого та третього порядків, які достатньо точно встановлюють значення динамічного моменту як в усталених, так і в перехідних режимах, і можуть бути рекомендовані до застосування у замкнених системах.
       

Розроблена система асинхронного ЕП з частотним управлінням зі ЗЗ за оцінкою динамічного моменту є астатичною за навантаженням і може бути рекомендована до застосування у широкому колі промислових механізмів. Переваги таких систем перед іншими відомими астатичними системами скалярного частотного управління [1] полягають перш за все у більшій простоті реалізації: замість одного або декількох внутрішніх контурів регулювання струму або напруги достатньо організувати регулювання величини динамічного моменту за умови оцінювання його величини за допомогою СС.

1. Плахтина О.Г. та ін. Частотно-керовані асинхронні та синхронні електропри-води: Навч. посібник. - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2002. - 228 с.