Частотный синхронизированный асинхронный электропривод ленточного конвейера

Объект исследования: бездатчиковая система управления частотным синхронизированным электроприводом с включением обмоток ротора асинхронного двигателя в звено постоянного тока преобразователя частоты с гистерезисными регуляторами тока фаз двигателя. Цель работы: разработка и исследование систем управления синхронизированным асинхронным электроприводом с частотно-токовым управлением с обеспечением требуемых пусковых и регулировочных характеристик за счет применения корректирующих контуров регулирования и энергоэффективных алгоритмов управления. Методы исследования и использованная аппаратура: методы теории электропривода, теории автоматического управления, исследования устойчивости нелинейных систем, компьютерного моделирования в программном пакете MatLAB Simulink, экспериментального подтверждения результатов на испытательном стенде с использованием измерительных приборов. Полученные результаты и новизна: разработана система частотно-токового управления процессом пуска синхронизированного асинхронного электропривода, отличающаяся наличием блока коррекции сигнала задания частоты тока статора на основании косвенного определения угла между векторами тока статора и основного потокосцепления, и наблюдателя скорости, обеспечивающего работу контура регулирования скорости двигателя; разработан синхронизированный асинхронный электропривод, в котором обмотки статора питаются от преобразователя частоты, а по обмоткам ротора протекает постоянный ток, работающий без датчика положения ротора, отличающийся последовательным включением обмоток ротора в звено постоянного тока преобразователя частоты, использованием дополнительного импульсного преобразователя, а также системой стабилизации, реализующей коррекцию сигнала задания на частоту тока статора в функции угла нагрузки, рассчитываемого косвенно на основе определения ортогональных проекций вектора напряжения статора; разработан алгоритм управления преобразователем частоты с дополнительным импульсным преобразователем в звене постоянного тока в составе синхронизированного электропривода, отличающегося снижением требуемого количества коммутаций силовых транзисторов инвертора за счет работы импульсного преобразователя с гистерезисным регулятором выпрямленного тока, действующим по принципу сравнения значений сигнала задания выходного тока инвертора и измеренного значения тока. Основные конструктивные и технико-экономические показатели: снижение коммутационных потерь транзисторов преобразователя частоты в среднем на 12 % за счет применения на входе инвертора импульсного преобразователя, позволяющего обеспечить требуемое значение выпрямленного тока; повышение энергоэффективности электроприводов, содержащих в своем составе АДФР, за счет перевода их в синхронный режим с обеспечением уменьшения потребления электроэнергии из-за снижения тока статора примерно на 7- 10%, и исключения низкоэффективных способов регулирования скорости по цепи ротора. Степень внедрения и эффективность: результаты, полученные в диссертационной работе, используются в проектной деятельности ООО «Промэлектроника» г. Липецк, производственной деятельности ООО «Огнеупорстрой» г. Липецк. Область применения: на транспортных механизмах промышленных предприятий, особенно на ленточных конвейерах с электроприводами на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, работающих в продолжительном режиме.