Toshkent davlat texnika universiteti xalqaro ilmiy-texnik anjuman

МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
62
Ключевые слова:
асинхронный электропривод, генетический алгоритм, 
оптимизация процесса пуска, экономия электроэнергии, микропроцессорная 
техника. 
Энергоэффективный 
асинхронный 
электропривод, 
характеризуется 
эффективным энергопотреблением как в статических установившихся режимах, так 
и в динамических режимах асинхронного двигателя. Для механизмов с 
нециклическими механизмами существенное значение имеют потери энергии в 
установившихся режимах. Для известных категорий механизмов определенных 
как механизмы циклического действия динамические потери связанные с 
режимами пуска, тормоза, реверса могут быть соизмеримыми со статическими 
потерями в них. Поэтому в этих категориях электроприводов существенное 
значение приобретают проблемы плавного пуска электродвигателей. Ниже 
рассмотрим в отдельности энергоэффективные алгоритмы пуска и установившегося 
режима. 
Алгоритм энергоэффективного режима плавного пуска. Применение систем 
плавного пуска способствует уменьшению пускового тока; отсутствию рывков, 
гидравлических ударов, механических перегрузок на валы и подшипниковые узлы: 
уменьшению нагрева и увеличению сроков службы электродвигателя. Кроме этого, 
в устройствах плавного пуска можно достигнуть эффекта пуска двигателя с 
минимальными потерями, уменьшить потребление активной электрической 
энергии из сети, защитить электрический двигатель от аварийных режимов, тем 
самым увеличить эффективность работы электроустановки в целом.[1] 
Колебания напряжения в сети при пуске асинхронного электродвигателя, как 
правило, зависят от величины пускового тока. Относительная величина напряжения 
на зажимах электродвигателя в момент пуска определяется: 
дв
сети
. (1) 
При этом, 
√
, (2) 
где 
и 
‒ активное и индуктивное сопротивление кабельной линии от 
источника сети до зажимов электродвигателя. 
Коэффициент мощности при пуске определяется по формулам [2]: 
н
 
н
*
п
н
н
+
(3) 
п

н
н
н
п
(4) 
где 
‒ коэффициент мощности; 
‒ КПД; 
‒ кратность начального 
момента; 
‒ кратность пускового тока; 
‒ скольжение при номинальных 
нагрузке и напряжении асинхронного двигателя; 
‒ коэффициент, равный 
отношению переменных потерь активной мощности в двигателе к суммарным 
потерям. 
Следует отметить, что системы плавного пуска разрабатываются различными 
мировыми компаниями, например, такими компаниями, как ABB, Siemens, Danfoss
и др. Отличительной особенностью предлагаемого устройства плавного пуска 
UMP-2 является то, что запуск двигателя происходит с минимальным 
потреблением мгновенной потребляемой электрической мощности из сети. Это 
позволяет минимизировать величину пускового тока из сети и потребляемую 
мощность, а также запустить электрический двигатель с минимальными потерями 
мощности. Данная возможность была получена благодаря применению алгоритма 
управления устройством плавного запуска с использованием генетического 

МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
63
алгоритма [6]. Алгоритм метода работает следующим образом. Традиционно, 
произвольным образом, формируется несколько вариантов задания задатчика 
напряжения, с различными параметрами времени и темпа разгона. Параметры этих 
траекторий сохраняются подряд в коде Грея. Эта последовательность единиц и 
нулей называется хромосомой (или особью). В результате образуется популяция 
видов. Для этой каждой особи рассчитывается пусковой процесс и вычисляются 
потери мощности. После этого выбирается лучшая особь, при которой потребление 
электрической энергии минимальна. А остальные особи считаются слабыми и 
выбрасываются (стираются из памяти). Этим имитируется естественный отбор как 
в живой природе. Проводится вариационный подбор и выбор параметром и 
сохраняется особь предыдущих поколений. Критерий минимум потерь при пуске 
определяет направление развития и соответственно эволюцию. Метод не требует 
сложных математических вычислений и может применяться для систем любой 
сложности.
Алгоритм пуска асинхронного электродвигателя приведен на рис. 1 
Рис.1 Алгоритм пуска асинхронного электродвигателя 
В процессе обучения и анализа используются кривые характеристики 
потребляемой мощности двигателя для различных углов открытия и темпов разгона 
показанных на рис 2. и используются формулы описанные в [3]. 
Ток статора определяется как: 
√ 
√
(1) 

МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
64
√
(2) 
√
(3) 
√ 
(4) 
(5) 
(
)
(6) 
√
(7) 

(8)
 
где U1- действующее значение напряжения; 
M
e
- момент двигателя; 
X- полное индуктивное сопротивление двигателя; 
s- скольжение; 
ω
r
- скорость ротора. 
Алгоритм работы следующий: 
1.

Download 9,23 Mb.