Дайджести науково-технічної конференції «Проблеми енергоресурсозбереження в електротехнічних системах. Наука освіта і практика»

УДК 621.34

УМОВИ ПЕРСИСТНОСТІ ЗБУДЖЕННЯ ТА ФОРМУВАННЯ ЗАДАНОГО ПОТОКОЗЧЕПЛЕННЯ В СИСТЕМАХ БЕЗДАВАЧЕВОГО ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ

С. М. Пересада, С. М. Ковбаса, В. О. Благодір

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

просп. Перемоги, 37, м. Київ, 03056, Україна. E-mail: sergei.peresada@gmail.com

Надано результати розробки та експериментального тестування алгоритму формування заданого потокозчеплення в системах бездавачевого векторного керування асинхронними двигунами, який забезпечує виконання умов спостережуваності кутової швидкості ротора у всіх режимах роботи двигуна. Запропоноване рішення дозволяє розширити зону стійкої роботи систем бездавачевого керування асинхронними двигунами, в тому числі при генераторних моментах навантаження, а також підвищити показники якості регулювання механічних координат при роботі двигуна в зоні нульових швидкостей.

Ключові слова: асинхронний двигун, бездавачеве векторне керування, персистність збудження.

УДК 621.77

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХМАССОВЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С АНИЗОТРОПИЙНЫМИ РЕГУЛЯТОРАМИ ПРИ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОМ СИНТЕЗЕ

Б. И. Кузнецов, Т. Б. Никитина, Б. Б. Кобылянский, В. В. Хоменко

Институт технических проблем магнетизма Национальной академии наук Украины

ул. Индустриальная, 19, г. Харьков, 61106, Украина. Е-mail: bikuznetsov@mail.ru

Решена задача многокритериального синтеза анизотропийных регуляторов двухмассовых электромеханических систем, что позволяет удовлетворить разнообразным требованиям, которые предъявляются к работе систем в различных режимах. Многокритериальный синтез анизотропийных регуляторов выполнен на основе стохастических мультиагентных алгоритмов оптимизации роем частиц. Проведены исследования динамических характеристик двухмассовых электромеханических систем с анизотропийными регуляторами и с типовыми регуляторами при работе систем в различных режимах. Показано, что синтезированная система имеет меньшую чувствительность к изменению параметров объекта управления по сравнению с системой с типовыми регуляторами. Установлено, что применение синтезированных анизотропийных регуляторов по сравнению с типовыми регуляторами позволило повысить плавность работы системы при движении объекта управления на низких скоростях, уменьшить время регулирования и одновременно уменьшить ошибки отработки гармонического задающего воздействия

Ключевые слова: двухмассовая электромеханическая система, анизотропийный регулятор.

УДК 681.5.033 + 681.587’57

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИТЕРАЦИОННОГО ДВУХКАНАЛЬНОГО ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДАЧИ С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ СИЛОВОЙ ЧАСТИ УТОЧНЯЮЩЕГО КАНАЛА

А. А. Худяев, В. В. Поленок

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»

ул. Фрунзе, 21, г. Харьков, 61002, Украина. E-mail: vitaliy_polenok@inbox.ru

Применительно к электроприводу механизма подачи станка модели ИР800ПМФ4 получена структурно-алгоритмическая схема итерационного двухканального дифференциального электропривода подачи с различными типами силовой части уточняющего привода и подчиненной настройкой каналов управления. Двухканальная система управления привода учитывает подключение компенсаторов динамического взаимовлияния между каналами по нагрузке. Выполнен сравнительный анализ показателей качества динамических и точностных характеристик предлагаемого двухканального электропривода и аналогичных одноканальных приводов подачи, применяемых на станках рассматриваемого типа. Приведены результаты компьютерного моделирования динамических и точностных характеристик, позволяющие оценить потенциальную эффективность применения предлагаемого двухканального дифференциального электропривода подачи с различными типами силовой части привода уточняющего канала.

Ключевые слова: двухканальный дифференциальный электропривод, точность управления.  

УДК 007:681.516.4

ЗАСТОСУВАННЯ НЕЧІТКОЇ МОДЕЛІ ПРИ СИНТЕЗІ СИСТЕМИ
АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ НЕЛІНІЙНИМИ ОБ’ЄКТАМИ

А. О. Лозинський, Л. І. Демків

Національний університет «Львівська політехніка»

вул. С. Бандери, 12, м. Львів, 79013, Україна. E-mail: lozynsky@polynet.lviv.ua, demkivl@gmail.com.

Запропоновано підхід до апроксимації нелінійностей в електромеханічних системах. Даний підхід передбачає синтез нечіткого регулятора, що забезпечує перемикання між векторами керуючих впливів залежно від значення сигналу на вході в нелінійність, що апроксимують. Пропонований підхід апробовано на прикладі нелінійної моделі дугової сталеплавильної печі. Проведено порівняння пропонованого підходу з класичними, а саме з випадком застосування лінійних регуляторів, що синтезовані для лінійної та нелінійної моделей дугової сталеплавильної печі, та зроблено висновки про доцільність їх застосування. Одержані якісні та кількісні результати свідчать про доцільність застосування пропонованого підходу, адже він забезпечує не лише належну апроксимацію нелінійностей, а й бажані перехідні процеси як у вихідному сигналі системи, так і в проміжних, що дозволяє покращити основні показники функціонування досліджуваної системи.

Ключові слова: нечітка логіка, нечіткий регулятор, динамічна система, апроксимація нелінійностей, дугова сталеплавильна піч.

УДК 621.314.2

АНАЛІЗ ВАРІАНТІВ ДИСКРЕТНОЇ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА

Г. С. Сергієнко

Донецький національний технічний університет

пл. Шибанкова, 2, м. Красноармійськ, 85300, Україна

С. С. Старостін

Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, 39600, Україна. Е-mail: starostin7@yahoo.de

Виконано порівняльний аналіз дискретних математичних моделей асинхронного двигуна, отриманих на основі неперервних прототипів у нерухомій та обертовій системах координат. Визначено, що модель в обертовій системі є більш складною щодо математичних перетворень та потребує більшого часу для реалізації. Однак з’ясовано, що така модель суттєво краще відповідає прототипу, ніж дискретна модель у нерухомій системі координат.

Ключові слова: асинхронний двигун, дискретна модель, аналіз.

 

УДК 621.31:62-53

СИНТЕЗ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ МЕТОДОМ РОЮ ЧАСТИНОК ЗА ВИКОРИСТАННЯМ ДРОБОВИХ СТАНДАРТНИХ ФОРМ

Б. Л. Копчак

Національний університет «Львівська політехніка»

вул. С. Бандери, 12, м. Львів, 79013, Україна. Е-mail: kopchak@mail.ru

Запропоновано підхід до синтезу дробових регуляторів для контурів керування електромеханічних систем методом рою частинок. Оригінальність такого підходу полягає в тому, що передбачається вибирати бажану якість перехідного процесу за параметрами однієї з гами стандартних дробових форм Баттерворта або біноміальної. Розглянуто два варіанти синтезу параметрів регулятора методом рою частинок: за використанням перехідної функції бажаної стандартної дробової форми, за характерними точками перехідної функції бажаної стандартної дробової форми (час першого досягнення 95 % від усталеного значення перехідного процесу (t095), перерегулювання (ymax), час досягнення максимуму перерегулювання (tmax)). Наведено результати аналізу ступеня співпадання отриманих у результаті синтезу перехідних функцій з еталонною. Показано, що кількість ітерації методу рою частинок можна задавати вручну або вводити процедуру припинення ітераційного процесу, коли абсолютне середньоквадратичне відхилення найкращої частинки від положення на еталонній кривій стане меншим за задане. Варіант синтезу за характерними точками перехідної функції як більш швидкодіючий і такий, що забезпечує задовільну точність, рекомендовано для самоналагодження параметрів регулятора швидкості електроприводів із мікропроцесорними системами керування.

Ключові слова: електромеханічна система, синтез, перехідна функція, дробовий регулятор. 

УДК 62.83.52

ОПТИМИЗАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО УПРУГОМУ МОМЕНТУ

В. М. Чермалых, Е. И. Алтухов, А. В. Данилин, А. В. Босак Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» просп. Победы, 37, г. Киев, 03057, Украина. Е-mail: alla_koz@ukr.net Рассмотрены метод построения структурных схем и компьютерное моделирование электромеханической системы, обеспечивающей реализацию заданного момента двигателя на основе использования обратной связи по упругому моменту в линии передачи от двигателя к рабочему механизму. Подтверждена достоверность косвенного определения действительного упругого момента, используя ток двигателя и производную скорости по времени, а также показано, что оптимизация системы по динамическим нагрузкам достигается формированием ускорения по трапецеидальному закону с параметрами, соответствующими периоду собственных колебаний упругой системы. Этот режим обеспечивается при любом изменении коэффициента упругости, не меняя параметры заданного момента. Предложенная структура оптимальной системы управления применима для любого типа электропривода, включая позиционный с многоканальными задающими устройствами. Ключевые слова: оптимизация управления, электромеханические системы, нечеткая коррекция, задающая модель.

УДК 621.313.3

РЕГУЛЮВАННЯ НАПРУГИ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ІЗ САМОЗБУДЖЕННЯМ ЗА ДОПОМОГОЮ ЕЛЕКТРОННОГО РЕГУЛЯТОРА НАВАНТАЖЕННЯ

М. В. Печеник, В. С. Бовкунович, M. В. Пушкар

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

просп. Перемоги, 37, м. Київ, 03056, Україна. Е-mail: pushkar.mykola@gmail.com

Розглянуто використання аналітичних залежностей для границь самозбудження та статичних характеристик напруги трифазного автономного асинхронного генератора при розробці систем регулювання його напруги на основі електронного регулятора навантаження. Надано модель системи стабілізації напруги за допомогою електронного регулятора навантаження асинхронного генератора в середовищі MATLAB. Показано, що використання аналітичних залежностей при аналізі генератора дозволяє отримати значення ємностей конденсаторів самозбудження аналітичним шляхом, що може бути широко використане на практиці при розробці подібних систем регулювання напруги асинхронного генератора.

Ключові слова: асинхронний генератор, самозбудження, регулювання напруги, електронний регулятор навантаження.

УДК 621.314

АНАЛІЗ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПРОЦЕСІВ У НАПІВПРОВІДНИКОВОМУ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ З ВОСЬМИЗОННИМ РЕГЮЛЮВАННЯМ ВИХІДНОЇ НАПРУГИ ТА ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИМ АВАНТАЖЕННЯМ

В. І. Сенько, В. В. Михайленко, К. В. Трубіцин

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

просп. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна. E-mail: VladislavMihailenko@i.ua

М. М. Юрченко, О. М. Юрченко

Інститут електродинаміки Національної академії наук України

просп. Перемоги, 56, Київ, 03056, Україна

Виконано аналіз електромагнітних процесів в електричних колах із напівпровідниковими комутаторами. Створено математичну модель напівпровідникового перетворювача з електромеханічним навантаженням. Розроблено нові математичні моделі електромагнітних процесів у трифазних електричних колах напівпровідникових перетворювачів із багатоканальним зонним регулюванням фазних напруг без урахування енергетичних втрат у напівпровідникових комутаторах для швидкої оцінки впливу параметрів навантаження на рівень і форму вихідної напруги. Розвинуто метод багатопараметричних функцій, які входять до алгоритмічних рівнянь аналізу усталених і перехідних процесів у розгалужених електричних колах із напівпровідниковими комутаторами й реактивними елементами в напрямку врахування особливостей використання фазних напруг мережі електроживлення. Для структурної організації напівпровідникових перетворювачів із високочастотним широтно-імпульсним регулюванням вихідної напруги доцільно використовувати інвертори випрямленої напруги для формування проміжної високочастотної напруги. При цьому для моделювання та аналізу процесів регулювання напруги в силовому тракті попереднього формування постійної напруги ефективним є застосовування математичної моделі процесу формування вихідної напруги, розробленої на основі методу багатопараметричних модулюючих функцій. Розроблено методики підвищення швидкості регулювання та визначення енергоефективних режимних параметрів напівпровідникових комутаторів електромеханічних систем.

Ключові слова: електромагнітні процеси; вихідні напруга та струм; двигун постійного струму; метод багатопараметричних модулюючих функцій. 

УДК 621.313

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ОПТИМАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
УПРАВЛЯЕМОГО ЗАПУСКА

В. К. Тытюк

Криворожский национальный университет

ул. XXII партсъезда, 11, г. Кривой Рог, 50027, Украина. Е-mail: dinalt2006@gmail.com

Снижение показателей работы предприятия, вызванное процессами запуска, особенно для мощных электроприводов, является недооцененным и малоизученным. Развитие элементной базы современных электромеханических систем позволяет реализовать любую траекторию движения. Задача выбора оптимальной траектории из множества доступных является нерешенной до настоящего времени научной проблемой, которая позволит повысить экономические показатели работы предприятия. Изучена структура входных и выходных продуктов процесса запуска. Используя агрегирования всех типов входных и выходных продуктов в один класс с применением стоимостных оценок, получены интегральные стоимостные оценки входных и выходных продуктов процесса запуска. Обоснована формулировка показателя эффективности процесса запуска. Синтезирована структура электромеханической системы, реализующая сбор и обработку необходимых данных и вычисление коэффициента эффективности процесса запуска данных, показан универсальный характер разработанной структуры.

Ключевые слова: запуск, критерий, оптимизация, эффективность.