Датчики положения ротора

Кроме того, наблюдатель способен самоизменяться в соответствии с изменениями параметров, окружающих условий, а также внутренних связей системы. В структуре наблюдателя содержится полная математическая модель электромагнитных процессов АД. Такая модель рассматривает частоту вращения ротора как неопределенный параметр.Способ имеет ряд преимуществ: более высокая точность, чем MRAS, менее подвержен воздействию шумов. Может также применяться в электроприводах с прямым управлением.Но в то же время имеет свои недостатки. Так минимальная скорость - 50 об/мин, частота - 0,8 Гц. Для выполнения большого числа вычислений требуется высокие мощности системы. Работе с огромным числом вычислений, негативно сказывается на системе, появляется запаздывание в формировании электромагнитного момент двигателя.Способ применения активного фильтра Баттерворта третьего порядка представлен в [18]. Основное назначение применения данного фильтра - выделение основной гармоники фазных напряжений двухзвенного преобразователя частоты при идентификации параметров трехфазного асинхронного двигателя.Достоинствами данного метода являются простота реализации м высокая сходимость в окрестностях экстремума. Активные фильтры Баттерворта не оказывают влияния на выходной сигнал, а наоборот – подавляют помехи и шумы. Недостаток способа - ограниченный сверху максимальной рабочей частотой операционного усилителя рабочий диапазон частот.В работе [19] описывается метод идентификации асинхронного двигателя путем оценивания его параметров в реальном времени. Идентификация происходит на основе рекуррентного метода наименьших квадратов с использованием уравнений динамики обобщённой электрической машины. Информация о положении двигателя получается в результате измерения значений фазных токов и напряжений статора в текущий момент времени. Кроме того, необходимо измерять частоту вращения ротора. Невысокие требования к вычислительным ресурсам – главный плюс данного метода. Для оценки параметров и переменных состояния двигателя необходим минимальный набор информации об измерениях.Минус способа заключается в необходимости описание предмета идентификации алгебраическими уравнениями.В [20] описывается способ построения адаптивного скользящего наблюдателя скорости, основанного на прямом методе Ляпунова. Преимуществом этого способа заключается в том, что для его реализации не требуется точная информация о возмущениях и параметров объекта. Недостаток заключается в том, что не существует общего метода построения функций Ляпунова.Контроль электромагнитного момента и угловой скорости АД возможноосуществлять по известным паспортным данным двигателя и легко измеряемымвеличинам – фазным токам (ia, ib) и напряжениям (ua, ub). На рисунке 2.1 представлена схема контроля момента и скорости без использования механического датчика. Рисунок 2.1 – Схема контроля момента и скорости асинхронного двигателя без использования механического датчикаНа рисунке 2.2 представлен алгоритм определения выходныхмеханических переменных АД.Рисунок 2.2 – Алгоритм косвенного контроля электромагнитного момента иугловой скорости АДНа рисунке 2.3 представлена общая схема для определенияэлектромагнитного момента и угловой скорости асинхронного двигателя с устройством косвенного контроля. Рисунок 2.3 – Общая схема для определения электромагнитного момента и угловой скорости асинхронного двигателя с устройством косвенного контроля.Для обеспечения требуемой точности контроля выходных механическихпеременных в аналитических зависимостях математического описания ЭП сустройством косвенного контроля выходных механических переменных АДпредложено в математической модели АД с устройством косвенного контроляисключить интегральную составляющую переходом в ортогональную пару,используя при этом преобразования Эйлера, Фурье и Парсеваля.ЗаключениеНесмотря на все разнообразие методов бездатчикового определения углового положения и скорости ротора в асинхронных двигателей, имеются определенные требования к бездатчиковому электроприводу. Самое основное - наличие в структуре наблюдателя или вычислителя, на основе которого будут происходить дальнейшие действия. Вопреки всем своим преимуществам бездатчиковые системы не лишены своих недостатков. Так одной из главных проблем применения наблюдателя является повышенная чувствительность электропривода к изменению его внутренних параметров. Кроме того, большинство бездатчиковых систем не способны работать при скоростях, близких к нулю. Поэтому используют этот метод в областях, где нет требований высокой статической точности и широкого диапазона регулирования скорости.Список использованных источниковКлючев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоавтомиздат, 1998. – 704 с.Виноградов А.Б. Адаптивно-векторная система управления бездатчикового асинхронного электропривода //Силовая электроника. – 2006. – №3. – С. 50 – 55.Жарков А.А. Датчики положения ротора для вентильно-индукторного электропривода с векторным управлением // Электричество. 2008. № 5. С. 36-41.Принцип работы сельсинных датчиков [Электронный доступ]: https://shamrin.ru/printsip-raboty-selsinnyh-datchikov/Шабаев В.А.Особенности применения датчиков положения ротора для управления вентильно-индукторными двигателями // Электротехника. 2013. № 5. С. 41-45.Виноградов Д.С., Бобриков А.Н. Трехфазные датчики положения ротора // Решетневские чтения. 2018. Т. 1. С. 284-285.Энкодеры. Датчики угла поворота [Электронный доступ]: https://oooevna.ru/enkodery-datciki-ugla-povorota/Исаков А.С. Ушаков А.В. Реализация наблюдателя состояний асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в бездатчиковой системе векторного управления// Журнал «Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики». - 2007. – №4(38). – С. 280-286.Глазырин А.С. Бездатчиковое управление асинхронным электроприводом с синергетическим регулятором// Известия Томского политехнического университета. – 2012. - Том 321 № 4: Энергетика. – С. 107-111.Однолько Д. С. Математическое имитационное моделирование системы бездатчикового векторного управления асинхронным двигателем в условиях параметрических возмущений// Журнал Системный анализ и прикладная информатика. – 2015. – №2. –С. 31-35.Лысенко, О. А. Наблюдатель момента нагрузки асинхронного двигателя с двойной беличьей клеткой ротора// Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. – 2016. – № 5(149). – С. 85–89.Куксин А.В., Романов А.В.Математическая модель адаптивно-векторной системы управления бездатчикового асинхронного электропривода// Вестнике ВГТУ. Серия "Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы". – 2009. –Том 5 №2. – С. 38-44.Вдовин В.В. Адаптивные алгоритмы оценивания координат бездатчиковых электроприводов переменного тока с расширенным диапазоном регулирования: дис. канд. техн. Наук. – Новосибирск, - 2014. – 244 с.Афанасьев А.Ю., Макаров В.Г., Яковлев Ю.А., Ханнанова В.Н., Фильтрация фазных напряжений преобразователя частоты при идентификации параметров трехфазного асинхронного двигателя / Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2015, –№9-10, – С.52-62.Каширских В. Г. Динамическая идентификация асинхронных электродвигателей с учетом значимости параметров// Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2005. – №1(45). – С. 73-74.Вишневский В.И., Лазарев С.А., Митюков П.В. Адаптивный скользящий наблюдатель скорости для бездатчикового асинхронного электропривода// Вестник Чувашского университета. – 2010, - С. 213-222.Kubota, Hisao. Speed Sensorless Field Oriented Control of Induction Machines using Flux Observer / Kouki Matsuse // In Proc. IECON '94. - 1994. – V.3. – P.1611–1615Marchesoni, M. A. Simple Approach to Flux and Speed Observation in Induction Motor Drives / P. Segarich , E.Soressi // In Proc. IECON '94. – 1994. – V.l. – P.305–310.Tung-Hai Chin. Approaches for Vector Control of Induction Motor without Speed Sensor / Tung-Hai Chin // In Proc. IECON *94. – 1994. – V.3. – P. 1616– 1620.Букреев, В.Г. Способ оптимальной оценки частоты вращенияасинхронного двигателя и система для его реализации / В.С. Лаходынов, Д.С. Аксенов // Патент России №2385529. – 2010.