Випуск 1/2016 (33)

УДК 681.5
С. 10-17
Мова Укр.
Бібл. 10 назв.

ВЕКТОРНЕ КЕРУВАННЯ МАШИНОЮ ПОДВІЙНОГО ЖИВЛЕННЯ З ВЛАСТИВОСТЯМИ РОБАСТНОСТІ ДО ПАРАМЕТРИЧНИХ І КООРДИНАТНИХ ЗБУРЕНЬ

Пересада С. М., Благодір В. О.
Надано результати розробки та дослідження алгоритмів векторного керування вихідною напругою електрогенеруючої системи на основі машини подвійного живлення. Доведено стійкість композитної системи, що складається з лінійної неавтономної та лінійної підсистем, включених у контурі зворотного зв’язку. За допомогою цього результату синтезовано системи векторного керування процесом синхронізації машини подвійного живлення з напругою мережі та системи векторного регулювання модуля вихідної напруги автономної електрогенеруючої системи. Досліджувані алгоритми синтезовано в системі координат, що орієнтована за вектором напруги мережі (статора), положення якого може бути виміряне з наперед заданою точністю, тому така система координат є нечутливою до варіації параметрів машини та похибок вимірювання положення ротора. Надані системи векторного керування мають властивості робастності до обмежених параметричних і координатних збурень. Результати математичного моделювання й експериментальних досліджень підтверджують ефективність запропонованих рішень при їх використанні в електромеханічних системах на основі машини подвійного живлення.
Ключові слова: машина подвійного живлення, векторне керування, стійкість, синхронізація, автономна електрогенеруюча система.

УДК 621.3.078
С. 18-24
Мова Англ.
Бібл. 11 назв.

СИСТЕМА ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ ШВИДКІСТЮ ВЕНТИЛЬНО-ІНДУКТОРНОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДА

Островерхов М. Я., Пижов В. М.
Електричний привод споживає близько 65 % загального обсягу виробленої у світі електроенергії. Асинхронний електропривод є найбільш поширеним у різних галузях промисловості, проте володіє відомими недоліками, зокрема невисоким коефіцієнтом потужності. Електричний привод на основі вентильно-індукторного двигуна з незалежним електромагнітним збудженням може бути альтернативою для асинхронного приводу завдяки низці переваг, пов’язаних з енергетичною ефективністю. На електропривод діють координатні та параметричні збурення, які можуть вплинути на ефективність перетворення енергії та якість керування в різних технологічних процесах. Запропоновано метод розробки законів керування на основі ідеї зворотності прямого методу Ляпунова для аналізу стійкості й мінімізації миттєвого значення енергії як заданої функції Ляпунова. Це забезпечує ефективну роботу з меншою чутливістю до зміни параметрів двигуна, а також простоту реалізації системи керування. Моделювання запропонованого електричного приводу підтвердило високу якість керування й технологічність системи. Результати даного дослідження будуть сприяти подальшому впровадженню вентильно-індукторного електропривода в промислових технологіях.
Ключові слова: електропривод, вентильно-індукторний двигун, закони керування.

УДК 621.314
С. 25-31
Мова Укр.
Бібл. 10 назв.

ЗАСТОСУВАННЯ ЛОГІКО-ЧАСОВИХ ФУНКЦІЙ У ЗАДАЧІ ДІАГНОСТУВАННЯ ГАЛЬМІВНИХ КІЛ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ЧАСТОТНО-КЕРОВАНИХ АСИНХРОННИХ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ

Грабко В. В., Левицький С. М.,Бартецький А. А.
Запропоновано математичну модель діагностування гальмівних кіл частотно-керованих асинхронних електроприводів із великим часом гальмування. Застосування моделі, що реалізована з використанням логіко-часових функцій, дозволяє визначати ступінь наближення стану гальмівного кола до аварійного. Розв’язання даної задачі полягає у формуванні необхідної кількості зразкових логіко-часових функцій, розкладанні діагностичних ознак поточних вимірюваних сигналів у квазічасовий ряд із подальшим порівнянням зі зразковими логіко-часовими функціями. У результаті почергового додавання за модулем два логіко-часової функції, яка відображає поточний стан гальмівного кола перетворювача частотно-керованого асинхронного електропривода, та зразкових логіко-часових функцій, які характеризують певні пошкодження гальмівного кола, отримуємо логіко-часову функцію, відрізок існування якої є найменшим, що пропонується приймати як діагностичний результат. Цей результат свідчить про ступінь наближення гальмівного кола до стану, що характеризує певний вид пошкодження. Запропоновану математичну модель можна реалізувати як на схемотехнічному рівні, так і засобами програмованої логіки. Також запропонована математична модель із застосуванням логіко-часових функцій може бути узагальнена для діагностування складних об’єктів.
Ключові слова: гальмівні кола, логіко-часові функції, діагностування, частотний перетворювач, електропривод.

УДК 62-51 : 621.313.33
С. 32-41
Мова Укр.
Бібл. 11 назв.

КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ З ПАРАМЕТРИЧНО ІНВАРІАНТНОЮ ОПТИМІЗАЦІЄЮ МОМЕНТА В ЗОНІ ОСЛАБЛЕННЯ ПОЛЯ НА ОСНОВІ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ

Приймак Б. І.
Розглядається тема підвищення показників якості векторно-керованих асинхронних електроприводів, які працюють як на нижчих, так на значно вищих від номінальної швидкостях ротора. Є перспективним розвиток екстремальних систем керування із максимізацією момента асинхронного двигуна в режимі ослаблення поля. Проте відомі на сьогодні системи цього типу мають такі вади, як низька параметрична чутливість та (або) невисока точність оптимізації, тому потреба їх удосконалення є актуальною. Метою даної роботи є побудова системи автоматичного керування асинхронним двигуном із параметрично інваріантною оптимізацією момента в режимі ослаблення поля на основі нейронної мережі. За результатами досліджень виявлено можливість значного зменшення момента двигуна внаслідок коливань напруги ланки постійного струму привода та теплових варіацій активних опорів двигуна. Для зниження негативного впливу змін параметрів запропоновано концепцію побудови екстремальної системи керування асинхронним двигуном на основі параметрично інваріантної нейронної мережі. Синтезована за цією концепцією система максимізує момент двигуна в режимі ослаблення поля при врахуванні коливань напруги живлення інвертора та варіацій опорів двигуна. Порівняння динамічних властивостей відомої системи з оптимізацією момента та запропонованої системи з нейромережною параметрично інваріантною оптимізацією момента засвідчило істотно кращу швидкодію другої системи у процесах розгону на високих швидкостях двигуна.
Ключові слова: асинхронний двигун, ослаблення поля, оптимізація, параметрична інваріантність, нейронна мережа.

УДК 621.313
С. 42-48
Мова Англ.
Бібл. 10 назв.

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ГРУПОВОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДА МЕХАНІЗМІВ НАПОРУ І ПІДЙОМУ ЕКСКАВАТОРА

Титюк В. К., Барановська М. Л., Мелешко Д. С., Чорний О. П.
Зниження основних техніко-економічних показників використання обладнання кар’єрів, у тому числі й кар’єрних екскаваторів, частково пояснюється недостатньою надійністю експлуатованих машин. Покращення експлуатаційних показників екскаваторів неможливе без детального вивчення процесів формування навантажень у механічному обладнанні екскаватора, яке формує навантаження електроприводів. На основі аналізу кінематичної схеми роботи механізмів напору й підйому при копанні складено систему диференціальних рівнянь руху елементів механічної частини екскаватора. Розроблена система рівнянь ураховує пружність канатів, основні нелінійності при формуванні моментів та зусиль навантаження. Показано, що робота механізмів напору взаємоповя’зана, встановлено шляхи взаємного впливу. Обґрунтовано необхідність розглядання електроприводів напору й підйому як групового електроприводу.
Ключові слова: екскаватор, груповий електропривод, пружність канатів, взаємний вплив.

УДК 62-83: 621.316.7
С. 49-56
Мова Укр.
Бібл. 10 назв.

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ПРИНЦИПІВ УПРАВЛІННЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛЬОВАНИМ АСИНХРОННИМ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ

Буров О. М., Власюк Н. М.
Пріоритетним напрямком розвитку сучасної техніки є розробка систем на базі частотно-регульованого асинхронного електроприводу. Ефективність роботи технологічного обладнання значною мірою залежить від раціонального вибору принципу управління електроприводом. Метою даних досліджень є розробка рекомендацій щодо ефективного застосування частотних принципів управління електроприводом залежно від типу робочого механізму та умов його експлуатації. Розроблено моделі систем автоматичного управління електроприводом зі скалярним, векторним і квазівекторним принципами управління, проведено дослідження перехідних і енергетичних процесів даних систем при роботі на різні типи навантажень. Отримано кількісні значення якісних показників регулювання для частотно-регульованого асинхронного електроприводу з різними принципами управління, які дозволили розробити відповідні рекомендації інженерно-прикладного характеру. Запропоновані результати дозволяють оптимізувати процес проектування електроприводу залежно від сфери його застосування.
Ключові слова: асинхронний електропривод, скалярне управління, векторне управління, квазівекторне управління.

УДК 621.3.078
С. 58-65
Мова Рос.
Бібл. 11 назв.

ЧИСЕЛЬНО-ПОЛЬОВИЙ ПЕРЕВІРНИЙ АНАЛІЗ ПРОЕКТНИХ ПАРАМЕТРІВ ТРИФАЗНИХ АСИНХРОННИХ ДВИГУНІВ

Мілих В. І., Шилкова Л. В.
Надано принципи чисельно-польового визначення електромагнітних і енергетичних параметрів спроектованих трифазних асинхронних двигунів з метою їх перевірного аналізу. Це робиться на основі розрахунків магнітного поля в програмному середовищі FEMM. Розрахунки автоматизовано за допомогою керуючої програми на алгоритмічній мові Lua. Вона створює фізико-геометричну модель електромагнітної системи двигуна, керує розрахунками й організує видачу результатів у текстовий файл. Для ілюстрацій використовуються проектні параметри двигуна потужністю 15 кВт. Проведено тестові розрахунки магнітних полів у різних розрахункових режимах для з’ясування адекватності фазових співвідношень струмів, що задаються, і отримуваних магнітних потокозчеплень обмоток. Надано та проаналізовано електромагнітні й енергетичні параметри, отримані через розрахунок магнітного поля. Основна оцінка адекватності параметрів спроектованого двигуна його вихідним даним проводиться за розрахунковими електрорушійною силою й напругою, а також за його вихідною потужністю. Дослідження показали проблеми проектування двигунів за класичними методиками, електромагнітні розрахунки в яких засновано на методі магнітного кола. Відмічено, що впровадження розглянутої системи чисельно-польового визначення електромагнітних і енергетичних параметрів асинхронних двигунів може стати ефективною основою для перевірних розрахунків спроектованих двигунів і для їх уточненого проектування.
Ключові слова: асинхронний двигун, програма FEMM, магнітне поле, електромагнітні параметри, перевірний аналіз.

УДК 621.316.933.064.4
С. 66-74
Мова Рос.
Бібл. 10 назв.

АНАЛІЗ ПАРАМЕТРІВ БАГАТОАМПЕРНИХ АВТОМАТИЧНИХ ВИМИКАЧІВ І ПЕРСПЕКТИВНИХ КОНСТРУКЦІЙ ЇХ ГОЛОВНИХ КОНТАКТІВ

Павленко Т. П.
Для розподілу електричної енергії та захисту електричних ланцюгів при аварійних режимах використовуються багатоамперні автоматичні вимикачі. Такі вимикачі використовуються в комплектних трансформаторних підстанціях, а також в електроустановках, які здійснюють технологічні процеси виробництва металів і хімічних речовин електролізними засобами. У даній роботі відображені й проаналізовані основні параметри, які визначають працездатність і швидкість спрацьовування автоматичних вимикачів при аварійних ситуаціях. Показані методи визначення та розподілу щільності струму з урахуванням поділу головних контактів на низку паралельних. Дане рішення сприяє зменшенню впливу електродинамічних сил, які призводять до несвоєчасного розмикання електричних контактів. Для зменшення дії електродинамічних сил пропонуються прогресивні конструкції контактних систем без застосування срібла. Принцип дії контактів заснований на рідинометалевому ефекті, що сприяє зменшенню габаритів механізму включення–відключення, контактних натискань і електричного апарату в цілому.
Ключові слова: багатоамперний автоматичний вимикач, електричні контакти.

УДК 621.314
С. 75-81
Мова Укр.
Бібл. 11 назв.

СИСТЕМА КЕРУВАННЯ МЕРЕЖЕВИМ БАГАТОРІВНЕВИМ ІНВЕРТОРОМ НАПРУГИ

Левицький С. М., Бомбик В. С.
Синтезовано закон керування мережевим багаторівневим інвертором сонячного модуля, який дозволяє утримувати режим роботи сонячного модуля в області точки відбору максимальної потужності, що збільшує його продуктивність. Запропоновано вдосконалену модель регулятора поздовжньої складової струму інвертора, яка враховує поточну та задану напругу мережі й напругу сонячного модуля, що дозволяє оптимізувати роботу інвертора як зі сторони сонячного модуля, так і з боку мережі за напругою. Запропоновано вдосконалену модель регулятора поперечної складової струму інвертора, що враховує задане значення активної потужності з вузла мережі та задане значення поперечної складової струму, яка необхідна для роботи інвертора в області точки відбору максимальної потужності, що дозволяє оптимізувати роботу інвертора за частотою.
Ключові слова: багаторівневий інвертор напруги, керування, сонячний модуль.

УДК 621.316.728
С. 83-89
Мова Укр.
Бібл. 8 назв.

КОМБІНОВАНА СИСТЕМА КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМ ГЕНЕРАТОРОМ ІЗ КОМПЕНСАЦІЄЮ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ У ВУЗЛІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МЕРЕЖІ

Бялобржеський О. В., Євтушенко Л. Г.
На підставі аналізу теоретичних підходів і технічних рішень, викладених у відомих публікаціях, поставлена задача розробки схеми управління асинхронним генератором. Генератор входить до складу комплексу з автономним інверторним перетворювачем, що забезпечує підтримку реактивного струму генератора (збудження), конденсаторним накопичувачем, інвертором, веденим мережею для управління віддачею активної потужності. Обґрунтовано використання мережевого перетворювача (інвертора, веденого мережею) комплексу генерації енергії для управління потоком активної й неактивної складових потужності, що призводить до зниження рівня неактивної потужності у вузлі мережі. Відзначено, що отримана структура системи має певну симетрію щодо конденсаторного накопичувача як із графічної позиції, так і з позиції напрямку перетворення енергії реактивного характеру. За результатами досліджень, шляхом моделювання, встановлено можливість регулювання неактивного струму мережевого перетворювача в діапазоні, який у декілька разів перевищує активну складову струму, з незначним впливом на показники режиму за активною потужністю.
Ключові слова: асинхронний генератор, інверторний перетворювач, регулювання активної й реактивної потужностей, p-q теорія.