Название статьи
Качество регулирования в системах автоуправления синхронного электропривода при учете насыщения магнитной системы машины
Библиографическое описание статьи
Зайцев, Н. С. Качество регулирования в системах автоуправления синхронного электропривода при учете насыщения магнитной системы машины [Текст] /
Н. С. Зайцев, В. А. Кубарев, Е. С. Кузнецова // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. – Омск. –
2025. – №3(63). – C. 138 – 152.
Аннотация
В настоящее время частотно-регулируемый синхронный электродвигатель с электромагнитным возбуждением активно применяется в высокоавтоматизированных электроприводах большой мощности (единицы и десятки МВт) различных механизмов и агрегатов, для которых ранее использовались менее надежные и требующие более тщательного обслуживания электромеханические системы постоянного тока. В то же время организация систем автоматического управления синхронных машин с помощью традиционного способа, при котором контурные регуляторы настраиваются в соответствии с принципом подчиненного регулирования, является более сложной задачей ввиду особенностей объекта управления - синхронного двигателя (в большей мере выраженной нелинейности, многомерности, трудоемкости учета насыщения магнитной системы). Цель данной работы - сравнительный анализ переходных процессов, возникающих при работе частотно-регулируемой синхронной машины, для которой вводится учет насыщения по основному магнитному потоку - потоку в воздушном зазоре - при регулировании ее координат за счет организации двух различных систем автоматического управления: типовой, в основе которой лежит применение полеориентированного управления по магнитному полю статора, и модернизированной, в которой закон управления магнитным полем машины изменяется в зависимости от статической нагрузки. Особое внимание в рамках данной статьи уделяется способу учета насыщения магнитной системы двигателя и построению математической и имитационной моделей, удобных для дальнейшего синтеза с системой автоуправления. На основе указанного сравнительного анализа в статье обосновывается целесообразность синтеза более сложных систем автоуправления - систем с переменной структурой, в которых негативное влияние на качество регулирования из-за возникновения насыщения магнитной системы машины нивелируется выбором оптимального закона управления магнитным полем. Модели, представленные в статье, могут быть использованы при проектировании реальных регулируемых синхронных электроприводов, работающих в условиях высоких нагрузок.
Список используемой литературы
1. Wu B., Narimani M. High-Power Converters and AC Drives - 2nd ed., The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc : Published by John Wiley & Sons, Inc, 2017, 480 p.
2. Чернышев, А. Ю. Электропривод переменного тока / А. Ю. Чернышев, Ю. Н. Дементьев, И. А. Чернышев. - Томск : Томской политехнический университет, 2011. - 213 с. - Текст : непосредственный. @@ Chernyshov A.Yu., Dement’ev Yu.N., Chernyshev I.A. Elektroprivod peremennogo toka [Alternating current electric drive]. Tomsk, Tomsk Polytechnic University Publ., 2011, 213 p. (In Russian).
3. Sarac, V., & Iliev, D. (2017). Synchronous Motor of Permanent Magnet compared to Asynchronous Induction Motor. Electrotehnica, Electronica, Automatica (EEA), 65(7), 51-58, https://eprints.ugd.edu.mk/id/eprint/18973.
4. Soreshjani, M. H., & Sadoughi, A. (2014). Conceptual comparison of line-start permanent magnet synchronous and induction machines for line-fed of different conditions. Journal of World’s Electrical Engineering Technology, 3(1), 26-36.
5. Ягопольский, А. Г. Особенности применения современных электроприводов в оборудовании прокатных комплексов / А. Г. Ягопольский, Т. Ю. Комкова. - Текст : непосредственный // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 2-1. - С. 138. - EDN UHWYRT. @@ Yagopolskiy A.G., Komkova T.Yu. Features of application of modern electrical drives in rolling mills equipment. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniia - Modern problems of science and education, 2015, no. 2-1, pp. 138. EDN UHWYRT. (In Russian).
6. Имитационное моделирование системы автоуправления с переменной структурой для векторного управления синхронным электродвигателем классической конструкции / В. Ю. Островлянчик, В. А. Кубарев, Н. С. Зайцев, Е. С. Кузнецова. - Текст : непосредственный // Системы автоматизации (в образовании, науке и производстве) AS'2022 : труды всероссийской научно-практической конференции (с международным участием). Новокузнецк, 15-16 декабря 2022 г. / Сибирский государственный индустриальный университет. - Новокузнецк, 2022. - С. 586-592. - EDN NHKDYQ. @@ Ostrovlyanchik V.Yu, Kubarev V.A., Zaitsev N.S., Kuznetsova E.S. [Simulation of an auto-control system with a variable structure for vector control of a synchronous electric motor of classical design]. Sistemy avtomatizatsii (v obrazovanii, nauke i proizvodstve) AS’2022 : trudy vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii (s mezhdunarodnym uchastiem) [Automation systems (in education, science, and manufacturing) AS’2022 : proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference (with international participation)]. Novokuznetsk, 2022, pp. 586-592. EDN NHKDYQ. (In Russian).
7. Основы автоматизированного электропривода / М. Г. Чиликин, М. М. Соколов, В. М. Терехов, А. В. Шинянский. - Москва : Энергия, 1974. - 568 с. - Текст : непосредственный. @@ Chilikin M.G., Sokolov M.M., Terekhov V.M., Shinynskii A.V. Osnovy avtomatizirovannogo elektroprivoda [Fundamentals of an automated electric drive]. Moscow, Energiia Publ., 1974, 568 p. (In Russian).
8. Фединцев, В. Е. Электрооборудование цехов ОМД. Часть 2. Электропривод прокатных станов и вспомогательных механизмов цехов ОМД / В. Е. Фединцев. - Москва : Московский институт стали и сплавов, 2005. - 119 с. - Текст : непосредственный. @@ Fedintsev V.E. Elektrooborudovanie tsekhov OMD. Chast’ 2. Elektroprivod prokatnykh stanov i vspomogatel’nykh mekhanizmov tsekhov OMD [Electrical equipment of metalworking workshops by pressure. Part 2. Electric drive of rolling mills and auxiliary mechanisms of metalworking workshops by pressure]. Moscow, Moscow Institute of Steel and Alloys Publ., 2005, 119 p. (In Russian).
