РусскийПрименение регулятора тока нулевой последовательности для векторного управления трехфазным двигателем с изолированными обмотками
Лашкевич М.М.
При организации векторного управления трехфазным двигателем с изолированными обмотками возникает проблема влияния мертвого времени инвертора на форму токов фаз. Два регулятора токов по ортогональным осям d и q принципиально не могут компенсировать эти искажения. Статья рассказывает о применении дополнительного регулятора тока нулевой последовательности, который устраняет данную проблему.
Снижение потерь в инверторах за счет использования различных реализаций нулевых векторов напряжения
Лашкевич М.М.
В данной статье предлагается метод уменьшения динамических потерь в инверторе напряжения, основанный на возможности реализовать одно и то же выходное напряжение двумя разными способами с привязкой нулевого вектора к верхней или нижней шине. Выбирая нулевой вектор в зависимости от мгновенных значений токов фаз, можно добиться снижения динамических потерь в инверторе на 15-20%. Приведены результаты моделирования и натурных испытаний.
Электротрансмиссия на базе вентильно-индукторного двигателя с независимым возбуждением
Козаченко В.Ф., Остриров В.Н., Лашкевич М.М.
“Электротехника” №2/2014
Рассматриваются перспективы и опыт применения вентильноиндукторного двигателя с независимым возбуждением для тягового электропривода. Возможность регулирования возбуждения позволяет приводу работать в широком диапазоне частот вращения при постоянстве мощности, при этом машина технологична и проста в изготовлении, а для управления подходит классический трехфазный инвертор.
Способы отладки встраиваемых микропроцессорных систем в преобразовательной технике
Инженеры ООО “НПФ Вектор”
В статье рассмотрены типовые вопросы, с которыми сталкивается инженер-программист при создании микропроцессорных систем, управляющих полупроводниковым оборудованием. Описан опыт по созданию специализированного ПО для отладки таких систем в ООО «НПФ Вектор»: UniCON, COODEdit, CANopen драйвер.
Направления развития и оптимизации систем электроприводов городского гибридного и электрического транспорта
к.т.н. Алямкин Д.И., к.т.н. Анучин А.С., д.т.н. Козаченко В.Ф., к.т.н. Лашкевич М.М., д.т.н. Остриров В.Н.
В статье рассмотрено текущее состояние дел в области отечественного гибридного транспорта. Показаны возможные пути улучшения показателей гибридных трансмиссий за счет оптимизации тягового электропривода, числа колес, тягового генератора и объема суперконденсаторных накопителей, создания новых типов аккумуляторных батарей и полностью электрического транспорта с зарядкой на остановках и резервным источником питания в виде двигателя внутреннего сгорания ограниченной мощности. Рассмотрены особенности оптимизации по типовым циклам и показана необходимость рассмотрения реальных циклов работы трансмиссии для задач оптимизации.
Состояние и перспективы развития городского гибридного и электрического тягового электропривода в России
Анучин А.С., Алямкин Д.И., Козаченко В.Ф., Лашкевич М.М., Остриров В.Н.
Рассмотрено текущее состояние в области тягового привода малой мощности для городского транспорта в России. Разобраны достоинства и недостатки действующих систем электроприводов московского метро и троллейбусов, произведен анализ ошибок, заложенных в структуру гибридной трансмиссии Ё-мобиля. Приведено сравнение типов электроприводов для тяги, предложена структура гибридного автобуса для городских условий эксплуатации.
Алгоритм бездатчикового управления двухфазным вентильно-индукторным двигателем
к.т.н. Алямкин Д.И.
Представлен опыт создания системы бездатчикового управления двухфазным вентильно-индукторным двигателем. Предложена оригинальная переключающая структура, обеспечивающая функционирование системы в широком диапазоне скоростей, в том числе на нулевой скорости. Приведены результаты испытаний, подтверждающие предлагаемые решения.
Блок регулирования напряжения для автономной системы электроснабжения пассажирских вагонов поездов дальнего следования
к.т.н. Анучин А.С., Силаев Ф.А.
В статье рассмотрены принципы построения современной системы автономного электроснабжения пассажирских вагонов дальнего следования с блоком регулирования напряжения. Дается краткое описание алгоритмов системы управления. Детально рассмотрен синтез и построение системы двухконтурного регулирования мощного DCDC-преобразователя. Приведены осциллограммы работы устройства.
Сеть CAN и протокол верхнего уровня CANopen в современном электроприводе
к.т.н. Анучин А.С.
В статье описываются основные возможности CAN-сетей для организации обмена данными в электроприводах и задачах локальной промышленной автоматизации. Приведены характеристики физического уровня передачи данных. Рассмотрены вопросы арбитража и способы обеспечения гарантированной доставки сообщений. Предложен способ повышения скорости передачи данных в CAN-сети. Определено назначение протоколов высокого уровня, рассмотрен протокол CANopen, проанализированы его основные недостатки и перечислены меры по их устранению. В качестве примера подробно рассмотрен вариант адаптации сервиса наблюдения за качеством связи.
Перспективная микропроцессорная элементная база и опыт разработки современных систем управления электроприводами и силовыми преобразователями энергии
Козаченко В.Ф.
Рассматриваются основные тенденции и перспективы развития современной специализированной управляющей электроники для встраивания в силовые преобразователи, опыт разработки и производства модульных микроконтроллерных систем управления для отечественных серий преобразователей частоты и комплектных цифровых электроприводов. Анализ элементной базы ведется на примере ведущего мирового производителя сигнальных процессоров (около 50% всего рынка) – фирмы Texas Instruments (TI).
Эффективный метод программной реализации дискретных управляющих автоматов во встроенных системах управления
Козаченко В.Ф.
В статье предлагается новый метод программной реализации дискретных управляющих автоматов для систем встроенного управления реального времени, таких как системы прямого цифрового управления силовыми преобразователями и приводами с двигателями различных типов. Метод позволяет эффективно решать задачи управления как собственно силовым преобразователем, так и дополнительным релейно-контакторным оборудованием, например, оборудованием групповых насосных станций. Он основан на теории автоматов и ее приложениях, развивающих автоматный подход к разработке программного продукта. Основным достоинством метода является технология непосредственной реализации программы управляющего автомата по графу переходов, который создается в строгом соответствии с техническим заданием. Метод обеспечивает точное документирование разработки, существенно облегчает отладку и сопровождение программного продукта. Предназначен для использования в системах автоматизации, энерго- и ресурсосбережения, пригоден для систем распределенного сетевого управления. Реализован в отечественной серии преобразователей частоты«Универсал», поддерживающих групповое управление много-насосными агрегатами.
Современный интеллектуальный сервопривод малой мощности
Козаченко В.Ф., Обухов Н.А., Жарков А.А., Ткаченко Д., Савкин Д.
Рассматривается структура и функциональные возможности интеллектуальной системы управления 2-х и 3-х фазными шаговыми и вентильными двигателями на новейшей силовой и микропроцессорной элементной базе. Унифицированная система управления поддерживает разомкнутые и замкнутые структуры управления, формирование траектории движения с ограничением скорости и рывка, ввод и исполнение технологической программы пользователя.
Блок регулирования напряжения для автономной системы электроснабжения пассажирских вагонов поездов дальнего следования
к.т.н. Анучин А.С., Силаев Ф.А.
В статье рассмотрена проблема модернизации автономной системы электроснабжения пассажирских вагонов дальнего следования. Статья опубликована в сборнике трудов конференции “Силовая электроника 2009”, проходившей в Москве 4 июня 2009 года.
Мультимикропроцессорная система управления многосекционным вентильно-индукторным электроприводом
Козаченко В.Ф., Жарков А.А., Дроздов А.В.
В докладе рассматривается мультимикропроцессорная система управления низковольтными (до 1 кВ) многосекционными вентильно-индукторными двигателями для мощных систем привода (до 1-2 МВт) ответственных установок жилищно-коммунального хозяйства: сетевых насосов, компрессоров, воздуходувок.
Комплектный энергосберегающий электропривод насосов холодного и горячего водоснабжения домов старой застройки и его исследования в эксплуатации
Остриров В.Н.
В одном из районов ЦАО создана зона высокой энергетической эффективности (ЦТП №739/015, расположенная по адресу Скатертный пер., дом 11). Это типичный для ЦАО комплекс из двадцати строений, включающий в себя жилые и офисные помещения, обеспечиваемые горячей водой и отапливаемые от одного ЦТП, в котором установлены узлы учета тепловой энергии, частотно-регулируемые приводы (ЧРП) холодного и горячего водоснабжения. Одной из наукоемких задач, решаемых в ходе реализации этого проекта, явилось определение способа рационального управления ЧРП холодного и горячего водоснабжения как единым комплексом, обеспечивающим максимальную экономию электроэнергии, воды и тепла.
Перспективные системы экскаваторного электропривода на базе вентильно-индукторных двигателей с независимым возбуждением
Остриров В.Н., Козаченко В.Ф., Русаков А.М.
Рассмотрена возможность применения вентильно-индукторных двигателей с независимым возбуждением в системах экскавторного электропривода. И обоснована его перспективность.
Микроконтроллерные системы управления электроприводами: современное состояние и перспективы развития
Козаченко В.Ф.
Рассмотрена серия отечественных модульных микроконтроллерных систем управления электроприводами.
Контроллеры МК11.3 для высокопроизводительных систем прямого цифрового управления двигателями
Темирев А.П., Козаченко В.Ф.,Обухов Н.А., Анучин А.С., Трофимов С.А.
Назначение, применение, архитектура и технические данные контроллера.
Программирование встроенной Flash-памяти микроконтроллеров TMS320xx24xx
Анучин А.С., Козаченко В.Ф.
Статья содержит краткое описание принципов программирования Flash-памяти и руководство по применению утилит для ее программирования с комментариями.
Синтез двухконтурной системы управления DCDC-преобразователя напряжения в режиме непрерывного тока для приводов с регулируемым промежуточным звеном постоянного тока
Анучин А.С., Арискина Л.В..
Существует целый ряд приводов, управление которыми осуществляется в режиме коммутации фаз в функции положения ротора, такие привода относят к классу вентильных. Как правило, на инверторе оказывается выпрямленное сетевое напряжение и оно прикладывается к фазам по определенному алгоритму. Система управления осуществляет также функцию токоограничения в фазах, пока скорость двигателя мала, или если скорость предполагается таким образом регулировать. Режим токоограничения вызывает дополнительные по-тери на перемагничивание стали и динамические потери в ключах, поэтому целесообразно регулировать ско-рость вращения не в режиме токовой отсечки, а изменяя непосредственно напряжение инвертора. Кроме того существует большое количество объектов, где источник питания изначально является нестабилизированным и по уровню не подходит для питания инвертора напрямую(аккумуляторные батареи или контактная сеть). По-этому в данной статье будет рассмотрен вопрос создания двухконтурной системы управления DCDC-преобразователем.
Реализация ПИ-регулятора повышенной точности для TMS320X24XX
Анучин А.С., Арискина Л.В.
В данной статье рассмотрен вопрос реализации оптимизированного по точности и быстродействию ПИ-регулятора координат электропривода для 16-разрядных микроконтроллеров TMS320x24xx фирмы Texas Instruments семейства “Motor Control”.
Прогнозирование сигнала обратной связи для ПИ-регулятора предельного быстродействия
Анучин А.С.
В данной статье показан алгоритм прогнозирования сигнала обратной связи для реализации контура тока с ПИ-регулятором, настроенным на предельное быстродействие. В алгоритме учтены ошибки неверного за-дания индуктивности и наличие фильтра в сигнале обратной связи, реализован алгоритм коррекции значения индуктивности модели объекта регулирования и пропорционального коэффициента ПИ-регулятора тока. Работоспособность проверена с учетом дискретности измерительного канала.
Методики расчета параметров цифрового ПИ-регулятора в электроприводе
Анучин А.С.
В статье рассматриваются различные методы расчета параметров цифрового ПИ-регулятора в составе микроконтроллерной системы управления. Показана адекватность замены широтно-импульсного преобразователя, системы измерения токов и микроконтроллера с цифровым регулятором эквивалентным инерционным звеном. Показана возможность реализации ПИ-регулятора предельного быстродействия с выходом на задание за один период ШИМ.
Структуры цифрового ПИ-регулятора для электропривода
Анучин А.С.
В статье рассматриваются различные структуры ПИ-регуляторов и особенности их работы в режиме насыщения. Показано, что некоторые структуры цифрового ПИ-регулятора могут, работая в режиме насыщения, накапливать лишнюю интегральную составляющую, ухудшающую динамические свойства контуров регулирования. Проведен анализ известных структур ПИ-регуляторов с ограничением интегральной составляющей, и для наиболее популярной структуры сделано обобщение методов расчета коэффициента коррекции интегральной составляющей для режима насыщения. Автором была предложена оригинальная структура коррекции ошибки входа регулятора для исключения неправильного накопления интегральной составляющей. В этой структуре корректируется не накопление ошибки, а входной сигнал, который уменьшается обратно пропорционально возможному превышению выхода регулятора над ограничением. Показано, что и в режиме ограничения цифровой ПИ-регулятор может использоваться для создания контуров регулирования с предельным быстродействием.
Мифы и легенды современного электропривода
Анучин А.С.
Разобрано несколько устоявшихся заблуждений в области современного электропривода, которые в том или ином виде присутствуют в учебно-методической литературе разных авторов. Рассмотрен вопрос именования параметров ПИ-регулятора, произведено сравнение релейного и ПИ-регуляторов, векторного управления и прямого управления моментом, дана оценка эффективности матричных преобразователей и показано назначение емкости звена постоянного тока у традиционных ПЧ.
Реализация и испытания новой перспективной системы генерации электроэнергии переменного тока для воздушных судов
к.т.н. Анучин А.С., Беляков Ю.О., Габидов А.А., д.т.н. Козаченко В.Ф., Кульманов В.И., д.т.н. Остриров В.Н. .
В статье рассматриваются вопросы проектирования и испытаний системы управления преобразователя частоты для системы электроснабжения переменного тока воздушных судов. оказаны топологии возможных силовых схем и обоснован выбор схемы с тремя изолированными мостовыми преобразователями. Для выбранной схемы представлена функциональная схема системы управления и компенсации искажений, вносимых в выходное напряжение инвертором, нагрузкой и синусным фильтром. Рассмотрены практические аспекты программной реализации системы управления и низкоуровневой оптимизации кода для обеспечения требуемого времени выполнения алгоритма регулирования. Приведены результаты испытаний без компенсации гармоник и с выборочной компенсацией заданных гармоник. Для режимов номинальной нагрузки и нелинейной нагрузки приведены форма и спектральный состав выходного напряжения.
Широтно-импульсная модуляция методом реализации мгновенных фазных потенциалов для трехфазных инверторов напряжения
Анучин А.С.
Рассмотрен способ широтно-импульсной модуляции методом реализации мгновенных фазных потенциалов в сравнении с классической векторной ШИМ для трехфазных инверторов напряжения. Указаны преимущества метода и даны рекомендации по аппаратной реализации компенсатора «мертвого» времени.