Морозов Дмитро Іванович. Синтез релейних систем векторного керування асинхронним електроприводом молоткової дробарки

Краткое описание

Морозов Дмитро Іванович. Синтез релейних систем векторного керування асинхронним електроприводом молоткової дробарки : Дис... канд. наук: 05.09.03 2006

Морозов Д.І. Синтез релейних систем векторного керування асинхронним електроприводом молоткової дробарки”. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 електротехнічні комплекси та системи. Національний технічний університет Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2006.
Дисертація присвячена поліпшенню енергетичних показників роботи молоткової дробарки. Проаналізована робота дробарки і розроблена модель асинхронної машини, придатна для дослідження при керуванні машиною за ротором. Розглянуто релейні системи векторного керування асинхронним електроприводом за ротором. Зроблено синтез релейних модальних керувань у системах, орієнтованих за узагальненими векторами потокозчеплень статора, ротора і головного потокозчеплення. У роботі запропонований спосіб побудови релейної системи, що забезпечує поліпшення властивостей фільтрації струмів при наявності випадкової складової в моменті опору. Цей спосіб полягає в застосуванні додаткового зв’язку, що компенсує центровану складову сигналу активного струму ротора, і у відповідному виборі сердньогеометричного кореня в каналі регулювання активної потужності. Запропоновано систему релейного векторного керування, орієнтовану за узагальненим вектором напруги статора, з каналом регулювання реактивної потужності, побудованим як контур стабілізації реактивної складової струму намагнічування. Показано, що дана система дозволяє регулювати реактивну потужність статора і має кращі властивості фільтрації струмів статора і ротора. Проведено експериментальне дослідження запропонованої системи й алгоритмів релейного керування. Доведено здатність системи до стабілізації як енергетичних так і статистичних показників роботи привода. Зроблено висновки за результатами досліджень.

Дисертація присвячена вирішенню науково-практичної задачі побудови релейних систем векторного керування асинхронними машинами за ротором для механізмів, з випадковим характером навантаження на прикладі молоткової дробарки. Основні наукові та практичні результати роботи полягають в наступному:
1. На підставі аналізу роботи молоткової дробарки показано, що поліпшення енергетичних показників можливо за рахунок погіршення статичних властивостей привода і збільшення амплітуди пульсацій швидкості ротора дробарки, що за технологічними вимогами цілком припустимо.
2. Розроблено методику визначення параметрів формуючого фільтра процесів, що мають випадкову складову, з використанням якої на підставі статистичних показників процесу змінення струму статора, знайдено параметри моделі формування сигналу моменту опору розглянутої дробарки. Процес моменту опору містить детерміновану і випадкову складові.
3. Запропоновано спосіб побудови системи релейного керування каналом активної енергії систем векторного керування, що полягає в застосуванні зв’язку, що компенсує, по струму й оптимізації системи в цілому таким чином, щоб розподілення коренів замкненої системи було біноміальним. Підтверджено, що такі системи мають кращі статистичні показники.
4. Визначено, що вибір опорного вектора при побудові полеорієнтованих систем векторного керування не дає системам переваг у плані поліпшення фільтрації низькочастотних пульсацій струмів при дії змінного навантаження.
5. Запропонована система векторного керування, орієнтована за вектором напруги статора, регулювання реактивних складових струмів у якій відбувається зміною реактивної складової струму намагнічування. Показано, що застосування відповідних релейних керувань у даній системі дозволяє знизити середньоквадратичне відхилення активного струму статора в 2,56 рази в порівнянні з відхиленням струму у СВУ, орієнтованих за векторами потокозчеплень і в 3,66 рази в порівнянні з показниками роботи дробарки без системи регульованого привода.
6. Показано, що силову частину роторного перетворювача в електроприводах, що працюють на швидкостях близьких до синхронної, має сенс будувати як інвертор напруги. При роботі з незначним ковзанням (до 5%) потужність роторного перетворювача може бути істотно знижена. У розглянутому випадку, рекомендована потужність роторного перетворювача, що дозволяє забезпечити роботу системи з одиничним «косинусом фі» у статорних ланцюгах складає 54,8 кВт (при потужності двигуна 630 кВт) з величиною напруги проміжного контуру, рівної 76 В.
7. Шляхом співставлення результатів математичного моделювання та експерименту підтверджена правильність методик розрахунку релейних керувань, доведена можливість побудови запропонованої системи, орієнтованої за вектором напруги статора і її здатність регулювати споживану реактивну потужність.
8. Результати дисертаційної роботи використовуються на ВАТ «Алчевськкокс» (м. Алчевськ), а також у навчальному процесі Донбаського державного технічного університету (м.Алчевськ).