Разработка бездатчиковой цифровой системы управления электроприводом на базе асинхронизированного вентильного двигателя

Максим Андреевич Бобров, Игорь Сергеевич Юшков, Геннадий Михайлович Тутаев, Игорь Васильевич Гуляев

Аннотация


Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований работы электропривода на базе асинхронизированного вентильного двигателя с применением новой цифровой бездатчиковой системы управления для усовершенствования и устранения ряда недостатков ранее известных вариантов систем управления данным типом электропривода. Предложена структура наблюдателя скорости с применением ПИ-регулятора. В отличие от многих известных структур наблюдателей скорости, применяемых в системах управления приводов переменного тока, предложенный наблюдатель   не содержит в алгоритмах вычисления скорости параметры базовой машины, которые могут меняться в зависимости от режима работы привода, и отличается лучшими динамическими характеристиками. Приведена оценка точности наблюдения угловой скорости ротора в диапазоне от начальных значений до номинальных.


Ключевые слова


асинхронизированный вентильный двигатель; бездатчиковое управление; ПИ-регулятор; наблюдатель скорости; частота

Полный текст:

PDF

Литература


Chen Z., Cai X., Kennel R., Wang F. Enhanced Sensorless Control of SPMSM Based on Stationary Refe¬rence Frame High-Frequency Pulsating Signal Injection. IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC-ECCE Asia 2016), pp. 885–890. DOI: 10.1109/IPEMC.2016.7512403

Cheema M.A.M., Fletcher J.E., Xiao D., Rahman F. Sensorless Control of Linear Permanent Magnet Synchronous Motors Using a Combined Sliding Mode Adaptive Observer. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), September 2014, pp. 4491–4498. DOI: 10.1109/ECCE.2014.6954016.

Jianhui Hu, Jibin Zou, Fei Xu, Yong Li, Yanchao Fu. An Improved PMSM Rotor Position Sensor Based on Linear Hall Sensors. Proc. IEEE PESC Conf. Rec, 2012, рр. 3591–3594. DOI: 10.1109/TMAG.2012.2202279.

Deenadayalan A., Ilango G.S. Position Sensorless Sliding Mode Observer with Sigmoid Function for Brushless DC Motor. Advances in Power Conversion and Energy Technologies (APCET), August 2012, pp. 1–6. DOI: 10.1109/APCET.2012.6302028.

Litvinov B.V., Davydenko O.B. Standard Links and Cascade Equivalent Circuits of Electric Machines, Monograph, Novosibirsk, NSTU Publishers, 2008. 215 р.

Isakov А.S. [Squirrel-Cage Induction Motor States Observer Implementation in Sensorless Flux Vector Control System]. Bulletin of St.P ITMO. Ser. Control Technology, 2007, vol. 38, pp. 280–286. (in Russ.)

Lee K.-W., Ha J.-I. Evaluation of Back-EMF Estimators for Sensorless Control of Permanent Magnet Synchronous Motors. Journal of Power Electronics, 2012, vol. 12, no. 4, pp. 604–614 DOI: 10.6113/JPE.2012.12.4.604

Schauder C. Adaptive Speed Identification for Vector Control of Induction Motor Without Rotational Transducers, IEEE Trans. Industry Applications, 1992, vol. 28, no 5, pp. 1054–1061. DOI: 10.1109/28.158829

Vinogradov A.B., Sibircev A.N., Kolodin I.Yu. [Adaptive Flux Vector Control System of Sensorless

Induction Drives EPV Series]. Power Electronics, 2006, no. 3, pp. 46–51. (in Russ.)

Saihi L., Boutera A. Robust Sensorless Sliding Mode Control of PMSM with MRAS and Luenberger

Extended Observer. 2016 8th International Conference on Modelling, Identification and Control (ICMIC 2016), 2016, pp. 48–57. DOI: 10.1109/ICMIC.2016.7804294

Afanasiev K.S., Glazyrin A.S. [Identification of the Induction Motor Speed at Laboratory Bench Using the Kalman Filter and Luenberger Observer]. Electrical Engineering Complexes and Control Systems, 2012, no. 4, pp. 66–69. (in Russ.)

Tutaev G.M. Algoritmy energoeffektivnogo upravleniya asinkhronizirovannym ventil'nym dvigatelem

[Energy-Efficient Control Algorithms of Double Inverter-Fed Induction Motor]. Saransk, Ogarev Mordovia State University Publ., 2014. 100 p.

Gulyaev I.V., Tutaev G.M., Yushkov I.S. Inverter-Bed Induction Motor Power Supplied by Voltage Inverter. Russian Electrical Engineering, 2011, vol. 82 (2), pp. 80–82. DOI: 10.3103/S1068371211020076

Tutaev G., Bobrov M. Rotor Speed Estimation in Control System of Electric Drive Based on Induction Inverter-Fed Motor. Proceedings of the 2016 IX International Conference on Power Drives Systems (ICPDS), October 2016, pp. 1–4. DOI: 10.1109/ICPDS.2016.7756689

Shreyner R.T. Matematicheskoe modelirovanie elektroprivodov peremennogo toka s poluprovodnikovymi preobrazovatelyami chastoty [Mathematical Simulation of AC Drives with Semiconductor Frequency Converter]. Ekaterinburg, UrО RАS Publ., 2000. 654 p.

Ben Ali A., Abdelati R., Mimouni Faouzi M., Dhifaoui R. Maximum-Torque and Maximum-Efficiency Rotor Flux Selection of an Induction Motor in Transient Regime. International Journal of Sciences and Techniques of Automatic Control & Computer Engineering (IJ-STA), 2010, vol. 4, no. 2, pp. 187–196.

Mesheryakov V.N., Bezdenegnykh D.V. [Flux Linkage Observer for Doubly-Fed Induction Motor

Supplied at Stator and Rotor Circuits]. Bulletin of Voronezh state technical university, 2010, vol. 6, no. 11,

pp. 170–173. (in Russ.)

Pankratov V.V., Zima E.A. Asynchronous Machines and Machines with a Double Power Supply. Russian Electrical Engineering, 2003, vol. 72, pp. 22–29.

Vinogradov A.B. Vektornoe upravlenie privodami peremennogo toka [Flux Vector Control of AC Drives]. Ivanovo,V.I. Lenin ISPEU Publ., 2008. 298 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power170311

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.