МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
65
8.
Определение αRL и коэффициент напряжения Фурье как функция E1для
установленного режима
9.
Решение равенств (6) и (1) для получения E1 и Is
10.
Вычисление α
th
и ошибки ε= α
th
-α
11.
If
ε>εmax
If
ε<0;
γ=γ+Δγ;
Else
γ=γ-Δγ; Δγ=Δγ/2;
γ=γ+Δγ;
END
Goto
step7
Else
Вычисляем I`r и Me по (7) и (8).
Сохраняем α, P, Me
Устанавливаем
SET
P=P+ΔP;
If
P
Goto
step6
Else
α=α+Δα;
If
α<αmax
Goto
step4
Else Stop
End
End
End
Как правило 70% данных используется
для процесса обучения, 15% —
используется для проверки, а 15% используется для тестирования.
Реализация алгоритма на рис. 1 позволяет за несколько пусков определить
оптимальную кривую разгона как по величине потребляемого тока, так и по
времени пуска, обеспечивая запуск электрического электродвигателя с
минимальным отбором электрической энергии из электрической сети. На рис.2
приведены примеры кривых зависимости подаваемого напряжения в
относительных единицах на электрический электродвигатель по
времени в
секундах.
МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
66
Рис.2 Кривые разгона асинхронного электродвигателя в зависимости от
напряжения подаваемого на двигатель во времени
Таким образом, применение систем плавного пуска адекватно применять при
дефиците мощности электрической сети, а просадки и провалы напряжения,
которые появляются при прямом запуске асинхронных электродвигателей можно
не только уменьшить, но и исключить. А также следует отметить, что механизмов с
частыми пусками доля сэкономленной электроэнергии
при пусках даст
существенную величину.
Алгоритм управления энергоэффективного асинхронного электропривода в
установившемся режиме. Одним из способов энергоэффективного оптимального
управления установившемся режиме, считается обеспечение минимум потерь. Для
этого, как известно, необходимо поддерживать определенное скольжение.
Скольжение
опт
, которое соответствует минимуму потерь, находится из
следующего выражения
н
(
ст
(
))
,
(9)
где
( (
)
)
,
(
)
, (10)
ст
н
т
(
)
,
, (11)
ст
н
т
(
)
,
,
(12.)
ст
н
Р
н
Р
м
н
,
Р
м
н
М
н
н
(
С
н
С
н
)
, (13)
Р
н
Р
н
н
н
,
(14)
где
ст
‒ коэффициент потерь в стали (принимается равным 0,5);
Р
н
,
,
Р
м
н
‒ полные потери,
потери в стали, потери в меди двигателя в номинальном
режиме;
н
‒ номинальное скольжение;
‒ ЭДС фазы двигателя в номинальном
режиме;
н
,
‒ номинальный ток, момент двигателя;
,
,
,
,
‒
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0
1
2
3
4
5
6
Н
А
П
РЯ
ЖЕ
Н
ИЕ
В
О
.Е
ВРЕМЯ РАЗВОРОТА НАПРЯЖЕНИЯ В СЕКУНДАХ
U1(t)
U2(t)
U3(t)
Uопт(t)
МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
67
параметры схемы замещения. Первое и второе слагаемые в скобках (3.9)
определяют мощность
потерь в меди двигателя, третье и четвертое – мощность
потерь в стали.
Продифференцировав выражение (3.9), получим уравнение пятого порядка с
коэффициентами
,
,
,
,
, которое решается численным методом при
помощи MATLAB
,
(15)
где
,
,
,
,
‒ коэффициенты для выбранного АД;
‒ показатель
степени.
н
М
н
, (16)
,
(17)
,
(18)
[
]
,
(19)
, (20)
.
(21)
где
‒ начальный момент сопротивления механизма, не
зависящий от скорости
вращения
‒ пятнадцать процентов от номинального момента,
Н∙м;
н
н
н
⁄
‒ момент сопротивления механизма при номинальной
скорости вращения.
Анализируя выражение (15), можно сделать следующий вывод:
коэффициенты
,
,
малы, а
,
, тогда оптимальное скольжение
определится
опт
√
. (22)
Поддержание оптимального скольжения асинхронного двигателя позволяет
обеспечить минимизацию потерь в системе автоматического регулирования с
обратной связью, где за счет стабилизации скорости автоматически изменяется
напряжение статора двигателя в функции момента на валу по закону
опт
√
М
опт
(
к
опт
к
опт
)
М
к
к
опт
к
.
(23)
При использовании системы ТРН- АД нахождение оптимального значения
напряжения может вестись несколькими способами, это вычислительный процесс,
поисковый и с реализацией обратных связей,
например по скорости, хотя последнее
не всегда выполнима технически, так как существует необходимость в наличие
датчика скорости, которое непосредственно должен устанавливаться на вал
двигателя или агрегата. При этом реализовать вычислительный процесс по
нахождению оптимального напряжения или использовать поисковую системы при
наличии современных микропроцессорных систем не составляет труда. В
основе
лежит программный продукт, который и обеспечивает работу электропривода в
режиме повышенной энергетической эффективности [8].
