Минимизация потерь энергии при пуске частотно-регулируемого привода на основе генетического алгоритма оптимизации
- 1 — д-р техн. наук профессор Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
- 2 — аспирант Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Аннотация
В условиях ограниченного ресурса и роста цен на энергоносители одним из приори-тетных направлений современных исследований является повышение энергетической эф-фективности электроприводов, которые широко используются на промышленных пред-приятиях. Существующие методы минимизации потерь разработаны в основном для ста-ционарных режимов. Разработке алгоритмов снижения потерь в переходных режимах уделено недостаточно внимания. В связи с высокой сложностью описания многофакторных динамических процессов определение оптимальных законов управления целесообразно про-водить с помощью стохастических методов оптимизации. Работа посвящена обоснованию оптимальных пусковых характеристик асинхронного привода на базе генетического алгоритма. Особенностью предложенной методики оптимизации является многократное моделирование исследуемого привода с целью поиска пусковой характеристики, при которой обеспечи-вается минимум потерь энергии. Автоматизация поиска выполнена с помощью разрабо-танной программы, которая содержит модуль генетического алгоритма и модуль сопря-жения с моделью электропривода в среде Matlab/Simulink. Программа позволяет выбирать параметры генетического алгоритма и контролировать процесс оптимизации. Применение предложенной методики позволило получить оптимальные пусковые характеристики «напряжение – частота» в табличной форме с последующей линейной ап-проксимацией полученных данных. Повышение эффективности в результате применения закона пуска подтверждено сравнением результатов моделирования привода при пуске по линейной и оптимальной характеристикам. Дана оценка снижения потерь для нагрузки различного характера при широком диапазоне ее изменения.
Литература
- Браславский И.Я. Оптимизация пусковых процессов в системе «реальная сеть – ПЧ – АД» / И.Я.Браславский, А.В.Костылев, Д.В.Цибанов // Электроприводы переменного тока: Труды Международной пятнадцатой научно-технической конференции / Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н.Ельцина. Екатеринбург, 2012. C.175-178.
- Браславский И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод / И.Я.Браславский, З.Ш.Ишматов, В.Н.Поляков. М.: ACADEMA. 2004. 202 с.
- Гашимов А.М. Исследование влияния пуска мощных асинхронных двигателей газокомпрессорных установок на режим питающей электрической сети / А.М.Гашимов, Р.Н.Рахманов // Энергетика. 2012. №1. С.17-22.
- Минаков И.А. Сравнительный анализ некоторых методов случайного поиска и оптимизации // Известия Самарского научного центра РАН. 1999. №2. С.286-293.
- Тягушев С.Ю. Экспериментальное определение режимных параметров двухдвигательного привода и технологических показателей вибрационной щековой дробилки / С.Ю.Тягушев, О.Б.Шонин // Записки Горного института. 2010. Т.186. С.161-164.
- Усовершенствование алгоритма частотного управления асинхронным двигателем / В.Н.Мелешкин, К.А.Никифоров, К.И.Скотников, И.С.Хромов // Электротехника. 2013. №1. C.36-42.
- Shonin O.B. Increasing energy efficiency of mine ventilation systems via multipurpose control of a main fan adjustable speed electric drive / O.B.Shonin, V.S.Pronko // Annual of the University of Mining and Geology «St. Ivan Rilski». 2013. Vol.56. Part ІІІ. P.163-169.
- Herrera F. Hybrid Crossover Operators for Real-Coded Genetic Algorithms: An Experimental Study / F.Herrera, M.Lozano, A.M.Sanchez // Soft Comput. 2005. N 9(4). P.280-298.
- Thanga Raj C. Energy Efficient Control of Three-Phase Induction Motor – A Review / Raj C.Thanga, S.P.Srivastava, Pramod Agarwal // International Journal of Computer and Electrical Engineering. 2009. Vol.1. N 1. P.61-70.
- Krishnan R. Electric motor drives modelling, analysis and control. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 2001. 626 p.