РАЗРАБОТВАНЕ НА СКОРОСТЕН НАБЛЮДАТЕЛ ЗА СИСТЕМАТА ЗА УПРАВЛЕНИЕ НА АСИНХРОНЕН ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ПРИВОД С ТИРИСТОР
По време на подробно проучване на пазара на електрически задвижвания за асинхронни двигатели беше разкрито, че електрическите задвижвания на базата на честотен преобразувател (FC) са активно търсени, както у нас, така и в чужбина. Преди това този тип електрически задвижвания не намираха широко приложение, тъй като имаше две основни ограничаващи бариери: висока цена и ограничена мощност на полупроводниците. Сега можете да намерите инвертори от няколко киловата до мегавати на достъпни цени. Основните предимства на инвертора включват висока точност на управление, голям обхват и недостатъците - двойно преобразуване на енергия, висока честота на превключване на полупроводникови превключватели, необходимото оборудване под формата на допълнителни сензори. За осъществяване на векторно управление с помощта на честотен преобразувател е необходимо да имате сензори за скорост, напрежение, поточна връзка и токови сензори [1].
Обхватът на инвертора е практически неограничен, поради което при модернизиране и въвеждане на нови технологии те се използват навсякъде. Има механизми, които не изискват голям обхват на управление, но се нуждаят от мек старт. В такива случаи е подходящо асинхронно електрическо задвижване (AED), основано на тиристорен регулатор на напрежението (TRN). Тези електрически задвижвания се използват широко за механизми като конвейери, центробежни вентилатори, помпи. Основното предимство на TRN пред инвертора е ниската цена.
На фиг. 1 са показани графиките на зависимостта на разходите от мощност за производители на TRN и VFD на електрически задвижвания ABB и Siemens [2, 3].
Фигура: 1. Криви на цената на честотния преобразувател и тиристорния регулатор на напрежение спрямо мощността: а - Siemens; b - ABB; 1 - честотни преобразуватели; 2 - тиристорни регулатори на напрежението
Фиг. 1 може да се види, че до 5,5 kW цената на инвертора и TRN е практически еднаква, но с увеличаване на задвижващата мощност разликата в цената започва да се увеличава. Производителят на електрически задвижвания ABB има най-голяма разлика в цената на TRN и VFD в сравнение със Siemens. Така например, за мощност от 200 kW, това съответства на 420 600 хиляди рубли или 4 задвижвания TRN-AD. Въз основа на гореизложеното можем да заключим, че когато инсталирате TRN, можете значително да спестите пари, при условие че това устройство отговаря на технологичните изисквания.
Надеждността може да се отдаде на второто значително предимство на TRN. Тъй като е проблематично да се оцени без статистически данни, то при допускане, че използваните в TRN и FC силови елементи са еквивалентни, а също и поради големия им брой и значителен брой комутации за един период, надеждността на FC ще да бъде по-малка от надеждността на TRN.
Цел на изследването: замък за развитиесистема за управление на асинхронно електрическо задвижване с тиристорен регулатор на напрежението и модифициран наблюдател на Luenberger.
Симулационен модел на системата TRN-AD. За изследването е разработен симулационен модел в Matlab2007b/Simulink на асинхронно електрическо задвижване съгласно веригата TRN-IM (Фиг. 2).
Фигура: 2. Симулационен модел на асинхронно електрическо задвижване на конструкцията на TRN-IM с монитор на скоростта
Захранващият блок е захранване, което генерира три фази на напрежение. След това идва блокът за синхронизация, който синхронизира работата на системата за управление с мрежата чрез изпращане на кратки импулси, когато синусоидалното напрежение премине през нула. Принципът на работа на това устройство е следният: забавеният сигнал се изважда от текущия сигнал, след което се формира модулът на грешката, който с помощта на компаратор се сравнява с предварително зададената стойност 0,0001. Системата за управление е внедрена с помощта на блока S-function Builder, използвайки софтуерен метод със стъпка на вземане на проби от 0,00001. Принципът на действие е ясно илюстриран на фиг. 3, а вдясно от него е програмният код. Работата на системата за управление се извършва по следния начин: има три брояча брояч, брояч1, брояч2, които се стартират в момента, в който синусоидата премине през нула и след определен момент от време формират необходимия ъгъл на отваряне на ключовете за всеки фаза. След завършване на посочения ъгъл броячите се нулират и процесът се повтаря, когато импулсът пристигне отново от синхронизиращия блок.