Энергосберегающие алгоритмы частотного управления асинхронным приводом с уточнением области минимума потерь на основе методов нечеткой логики
- 1 — Санкт-Петербургский горный университет
- 2 — Санкт-Петербургский горный университет
Аннотация
В настоящее время асинхронный частотно-регулируемый электропривод на базе полупроводниковых преобразователей частоты получил широкое распространение благодаря относительной простоте и надежности конструкции, использования цифровых систем управления, обеспечивающих точность и гибкость управления технологическим процессом, что позволяет добиться значительного повышения качества продукции и рентабельности производства, снижения расхода электроэнергии. Обеспечение энергетической эффектив-ности привода в широком диапазоне режимных параметров остается нерешенной в полной мере задачей и требует дальнейших исследований. Статья посвящена снижению потерь в асинхронном электроприводе на основе энергосберегающих алгоритмов управления, позволяющих обеспечивать требуемый режим приводного механизма при одновременной минимизации потерь в меди и стали двигателя. На основе модели двигателя с учетом магнитных потерь получены зависимости потерь в меди и стали, а также полных потерь от абсолютного скольжения для различных рабочих точек привода. Установлены зависимости экстремальных значений абсолютного скольжения от частоты вращения ротора для использования в контролерах систем управления по критерию максимального КПД, максимума коэффициента мощности и минимума тока статора. Для минимизации потерь в условиях изменяющихся параметров двигателя предложен энергосбе-регающий алгоритм, основанный на комбинации метода модели потерь и итерационного метода уточнения минимума потребляемой мощности. Эффективность предложенной системы управления, использующей регулятор на базе нечеткой логики, подтверждена сопос-тавлением диаграмм мощности потерь и КПД, полученных при использовании традиционно-го закона скалярного частотного управления и оптимального закона управления.
Литература
- Браславский И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод / И.Я.Браславский, З.Ш.Ишматов, В.Н.Поляков. М.: ACADEMA, 2004. 202 с.
- Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергоиздат, 1982. 216 с.
- Виноградов А.Б. Оптимизация КПД системы векторного управления асинхронным тяговым электроприводом с идентификатором параметров / А.Б.Виноградов, Д.Б.Изосимов, С.Н.Флоренцев // Электротехника. 2010. № 12. С.12-19.
- Колпаков А. Перспективы развития электропривода // Силовая электроника. 2004. № 1. С.46-48.
- Лазарев Г. Высоковольтные преобразователи для частотно-регулируемого электропривода. Построение раз-личных систем // Новости электротехники. 2005. № 2(32). С.15-20.
- Поляков В.Н. Экстремальное управление электрическими двигателями / В.Н.Поляков, Р.Т.Шрейнер. Екатерин-бург: УГТУ-УПИ. 2006. 420 с.
- Чернецкая И.В. Нечеткие регуляторы в системах автоматического регулирования / И.В.Чернецкая, В.О.Чернецкий // Вестник ЮУрГУ. 2006. № 14. С.156-159.
- Шонин О.Б. Минимизация потерь в частотно-регулируемом приводе вентиляторов главного проветривания шахт / О.Б.Шонин, В.С.Пронько // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2014. № 2(195). С.70-77.
- Шонин О.Б. Повышение энергетической эффективности главных вентиляторных установок шахт на основе многоцелевой системы управления частотно-регулируемым приводом / О.Б.Шонин, В.С.Пронько // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2014. № 2(195). С.49-57.
- Шрейнер Т.Р. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами / Т.Р.Шрейнер, Ю.А.Дмитренко. Кишинев: Штиинца, 1982. 224 с.
- Branko Blanusa. New Trends in Efficiency Optimization of Induction Motor Drives // New Trends in Technologies: Devices, Computer, Communication and Industrial Systems. 2010. Р.341-358.
- David G Dorrell. A Review of the Methods for Improving the Efficiency of Drive Motors to Meet IE4 Efficiency Standards // Journal of Power Electronics. Vol.14. N 5. 2014. Р.842-851.