ИДЕНТИФИКАТОР СКОРОСТИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА ОСНОВЕ ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Ищенко И.В., магистрант; Чекавский Г.С., доц.
Донецкий национальный технический университет
Источник: Автоматизація технологічних об’єктів та процесів. Пошук молодих. /
Збірник наукових праць 9 Міжнародної науково-технічної конференції аспірантів і студентів
в м. Донецьку 24 – 27.05.2009 р. Донецьк: ДонНТУ, 2009.
В настоящее время одним из актуальных направлений совершенствования промышленных электроприводов
переменного тока является разработка способов регулирования их скорости без использования механических
датчиков на валу двигателя, что позволяет повысить эксплуатационную надежность электроприводов,
в том числе при их эксплуатации в агрессивных и взрывоопасных средах.
Данный вопрос особенно интересен при использовании в качестве приводных вентильных двигателей (ВД),
коммутация фаз статора которых осуществляется в функции углового положения ротора. Наибольшее распространение
среди указанных двигателей нашли ВД на основе синхронной
машины с возбуждением от постоянных магнитов.
Современные принципы идентификации скорости двигателей переменного тока используют
математическое описание двигателя в неподвижной ортогональной системе координат [1]. При этом идентификаторам
присущи недостатки, которые заключаются в необходимости реализации операций интегрирования, что приводит к накоплению
ошибки, особенно на низких частотах вращения двигателей.
Целью работы является разработка идентификатора скорости ВД и исследование процессов
в системе электропривода
на основе ВД, замкнутого по идентифицируемой скорости.
Математическое описание электромагнитных процессов в ВД на основе синхронного двигателя
с возбуждением от постоянных магнитов имеет вид:
(1)
где 
-проекции напряжения ,тока и потокосцепления статора на
оси стационарной системы координат, соответственно;
&nbs- поток от постоянных магнитов ротора;
&nbs- угловое положение ротора;
&nbs- активное сопротивление и
индуктивность рассеяния статора соответственно.
Анализ (1), в частности, отображает возможность определения проекций 
,
двумя способами – во-первых, используя информацию об измеряемых напряжении и токе статора, и
применении операции интегрирования; во-вторых,
используя информацию о номинальном значении потокосцепления постоянных магнитов и измеряемом токе статора.
При известных значениях проекций ,
и их производных скорость ВД может быть вычислена по формуле:
(2)
что совместно с выполненным анализом (1) позволяет предположить, что при построении алгоритма идентификации
скорости можно избежать операции интегрирования.
Структурная схема соответствующего идентификатора скорости ВД приведена на рис.1.
Рисунок 1 - Структурная схема идентификатора скорости ВД
Для проверки этого алгоритма идентификации скорости было выполнено математическое моделирование процессов в системе
электропривода на основе ВД. Рассматривался режим отработки приводом заданной тахограммы, когда в начале работы
выполняется непродолжительный идентификационный пробег на небольшой скорости, составляющей 1% номинальной,
с последующим разгоном до номинальной скорости.
Рисунок 2 – Графики переходных процессов в электроприводе с
вентильным двигателем при работе по тахограме
В результате исследований были сделаны следующие выводы:
1) Идентификатор позволяет Погрешность вычисления скорости особенно проявляется
в динамических режимах, связанных с изменением режима работы электропривода.
2) Замыкание системы по идентифицируемой скорости приводит к увеличению колебательности
переходных процессов в электроприводе. Это явление связано с тем, что идентификация выполняется на основании
практически безинерционного объекта. Улучшения динамических свойств системы можно достичь путем использования
соответствующей настройки контура регулирования скорости.
Литература
- Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием / Учебник. – М.: ИЦ "Академия", 2006. – 265 с.