Аннотации:
This article proposes to analyze the processes in the most widely used at present frequency- controlled AC drives, as in automatic control systems with dynamic non-linearities, and structural correction methods, improving their dynamics. For the first time, dynamic formulas of transfer functions
of a torque driver in an asynchronous motor with frequency control, taking into account the slip and frequency of the stator voltage, are proposed. Methods for constructing families of frequency characteristics of such electromechanical systems with “frozen” but different values of the frequency of the stator voltage and slip is described. In the Simulink application of the MATLAB software environment,
families of frequency characteristics were constructed corresponding to nonlinear transfer functions. The nonlinear transfer functions obtained in this work made it possible to substantiate the structural solutions of linearizing frequency-controlled electric drives and, significantly, increasing
their efficiency. Such a solution turned out to be a positive feedback on the current value of the stator current with a dynamic link. This dynamic link ensures the effective action of a positive connection without disturbing the stability of electromechanical systems. The experiments fully confirmed
the correctness of the mathematical expressions obtained for nonlinear links of systems and their correction. This paper is an example of how the initial complicated (but more accurate!) Interpretation
of nonlinearity allowed us to find a new best solution to the problem of controlling a complex
dynamic object. Предлагается анализировать процессы в наиболее широко применяемых в настоящее время частотно-регулируемых электроприводах переменного тока, как в системах автоматического
регулирования с динамическими нелинейностями, и структурные методы коррекции, совершенствующие их динамику. Впервые предложены динамические формулы передаточных
функций формирователя вращающего момента в асинхронном электродвигателе с частотным
управлением, учитывающие скольжение и частоту статорного напряжения. Изложены методы построения семейств частотных характеристик таких электромеханических систем при «замороженных», но различных значениях частоты статорного напряжения и скольжения. В приложении Simulink программной среды MATLAB построены семейства частотных характеристик,
соответствующие нелинейным передаточным функциям. Полученные в работе нелинейные передаточные функции позволили обосновать структурные решения, линеаризующие
частотно-регулируемые электроприводы и существенно повышающие их эффективность.
Таким решением оказалась положительная обратная связь по действующему значению тока статора с динамическим звеном. Именно это динамическое звено обеспечивает эффективное
действие положительной связи без нарушения устойчивости электромеханических систем. Эксперименты полностью подтвердили правильность полученных математических выражений для нелинейных звеньев систем и их коррекции. Данная работа является примером
того, как исходная усложненная (но более точная!) интерпретация нелинейности позволила
найти новое лучшее решение задачи управления сложным динамическим объектом.
Описание:
V.L. Kodkin, kodkina2@mail.ru,
A.S. Anikin, anikinas@susu.ru,
A.A. Baldenkov, baloo@mail.ru
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation. Кодкин Владимир Львович, д-р техн. наук, профессор кафедры электропривода и автоматизации
промышленных установок, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск;
kоdkinа2@mаil.ru.
Аникин Александр Сергеевич, канд. техн. наук, доцент кафедры теоретических основ электротехники,
Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; аnikinаs@susu.m.
Балденков Александр Александрович, аспирант кафедры автоматизированного электропривода,
Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; baloo@mail.ru.