Iнформаційна система мінімізації споживання реактивної потужності асинхронним електроприводом з векторним керуванням

Анотація

Відомо, що енергетичні показники асинхронних електроприводів мають екстремальний характер. Однак при стабілі- зації потокозчеплення асинхронної машини на номінальному рівні і зменшенні моменту навантаження на валу коефіцієнт потужності стає менше номінального, і це зменшення може бути значним. Тому в роботі пропонується поліпшити енергети- чні показники асинхронних електроприводів з вентиляторною механічною характеристикою виробничого механізму шля- хом зміни потокозчеплення в функції моменту сил опору на валу асинхронної машини. Таким чином, для оптимізації енер- гетичних процесів в електроприводі при регулюванні продуктивності турбомеханізмів необхідно побудувати систему з не- залежним керуванням швидкістю і потокозчепленням асинхронної машини. Оскільки системи керування турбомеханізмів призначені для стабілізації швидкості в тривалих режимах роботи, то в першу чергу необхідно забезпечити граничні енерге- тичні показники в сталих режимах експлуатації. У даній роботі підвищення енергоефективності досягається при реалізації векторної полеорієнтованої системи керування асинхронною машиною з додаванням до її складу контуру екстремального регулювання. У статті розроблена інформаційна система двоканального векторного керування асинхронним електроприво- дом з вентиляторним моментом навантаження, яка містить в своєму складі контур екстремального регулювання за критері- єм мінімуму споживання реактивної потужності. Обґрунтована залежність екстремальних для функції реактивної потужно- сті значень потокозчеплення ротора головним чином від моменту навантаження і незначна від швидкості. Синтезований спостерігач стану, який оцінює момент статичного навантаження, необхідний для визначення екстремальних значень пото- козчеплення ротора на підставі отриманої функціональної залежності. Таким чином, ідея роботи полягає в тому, щоб вико- ристовувати канал реактивної потужності асинхронної машини не для стабілізації потокозчеплення, як це було в класичних системах векторного керування, а для регулювання модуля вектора потокозчеплення ротора в функції моменту статичного навантаження за критерієм мінімуму реактивної потужності статора. Було розроблено математичну модель у середовищі Matlab/Simulink і шляхом математичного моделювання підтверджена працездатність синтезованої інформаційної системи мінімізації споживання реактивної потужності асинхронним електроприводом з векторним керуванням.