You are currently viewing Оценка индуктивности цепи намагничивания асинхронного электродвигателя в процессе его работы

Оценка индуктивности цепи намагничивания асинхронного электродвигателя в процессе его работы

Как показано в [1], при оценке параметров и состояния асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (АД) величина индуктивности цепи намагничивания мало влияет на точность оценок, при условии ее достаточно большого по сравнению с индуктивностями рассеяния значения.

Это справедливо для переходных процессов, например процесса пуска АД, когда величины намагничивающего тока и потокосцепления цепи намагничивания относительно малы, а также для статических режимов с существенным скольжением. Чем ближе режим работы машины к режиму холостого хода, тем сильнее сказывается влияние индуктивности цепи намагничивания Lm на точность оценок состояния АД, но, с другой стороны, более точно можно оценить саму величину Lm.

Для оценки индуктивности цепи намагничивания воспользуемся следующей моделью АД:

Оценка индуктивности цепи намагничивания асинхронного электродвигателя в процессе его работы 1

(1)

где

  • Ψs, Ψr— векторы потокосцепления статора и ротора;
  • Us , Is — векторы напряжения и тока статора;
  • Is — вектор тока ротора;
  • Rs , Rr, — активные сопротивления статора и ротора;
  • Lm— индуктивность цепи намагничивания;
  • LsI , LrI — индуктивности рассеяния статора и ротора;
  • р — число пар полюсов; ωr частота вращения ротора;
Оценка индуктивности цепи намагничивания асинхронного электродвигателя в процессе его работы 2

— коэффициенты электромагнитной связи статора и ротора

Оценка индуктивности цепи намагничивания асинхронного электродвигателя в процессе его работы 3

— переходные индуктивности статора и ротора

Параметры Rs, Rr, L’s, L’r, а также величины, определяющие состояние АД — Ψs, Ψr, ωr, определяются согласно [1, 2], при этом знание величины индуктивности цепи намагничивания не требуется.

Определение величины Lm будем производить следующим образом: для относительно небольшой выборки по времени (порядка 20-60 мс, т.е. 1-3 периода сетевого напряжения) осуществляем минимизацию квадратичной ошибки:

Оценка индуктивности цепи намагничивания асинхронного электродвигателя в процессе его работы 4

где

  • Is (t), I*s (t) — рассчитанные и измеренные величины тока статора, соответственно.

Расчет производим методом Эйлера согласно (1), а начальное значение получаем по формуле:

Оценка индуктивности цепи намагничивания асинхронного электродвигателя в процессе его работы 5

Поскольку варьируемый параметр только один, то численная минимизация целевой функции ε (Lm) не вызывает трудностей и может быть реализована любым из известных методов.

Проверка метода была проведена на математической модели, а также практически по результатам пуска нескольких двигателей. Результаты оценок для двигателя 4АМ80А4 мощностью 1.1 кВт приведены на рисунке (рис. 1), где изображена измеренная скорость вращения и результаты оценок с различными размерами выборки — 2; 2,2; 2,4 и 3 периода сетевого напряжения.

Оценка индуктивности цепи намагничивания асинхронного электродвигателя в процессе его работы 6
Рис. 1 – Измеренная частота вращения ротора и результаты оценки индуктивности цепи намагничивания с различными размерами выборки

Найденная из опыта холостого хода индуктивность цепи намагничивания для этого двигателя составила 0,243 Гн. По рисунку хорошо видно, что погрешность оценок максимальна в переходном процессе, где она достигает 15%, и чем ближе режим работы к режиму холостого хода, тем меньше погрешность — в установившемся режиме она не превышает 5%.

Данная работа является продолжением [1] и полученные результаты доказывают возможность осуществления динамической идентификации асинхронных электродвигателей на основе предложенного варианта математической модели АД с упрощениями, основанными на учете значимости ее параметров в различных режимах.

Основным достоинством изложенного метода идентификации АД является возможность определения текущих значений параметров непосредственно в процессе функционирования асинхронного электропривода, а также устойчивость вычислительных процедур процесса идентификации.

Полученная таким образом информация может быть использована для функционального диагностирования, превентивной защиты и управления асинхронными электроприводами.

Список литературы

  1. Каширских В.Г., Нестеровский Л.В. Динамическая идентификация асинхронных электродвигателей с учетом значимости параметров // Вести. КузГТУ. -2005. -№1. -С.73-74.
  2. Каширских В.Г., Нестеровский А.В. Оценка активного сопротивления ротора асинхронного электродвигателя с помощью искусственной нейронной сети// Вести. КузГТУ. -2004. -№6. -С.64-65.

Источник: Оценка индуктивности цепи намагничивания асинхронного электродвигателя в процессе его работы / В.Г. Каширских, А.В. Нестеровский // Вестник КузГТУ. — 2005. — №2. — C. 28-29

Добавить комментарий

Gekoms LLC

Коллектив экспертов большая часть опыта и знаний которых востребованы в области промышленной автоматизации, разработке технически сложного оборудования, программировании АСУТП, управлении электроприводом. Телефон: +7(812) 317-00-87 Email: info@gekoms.com Сайт: https://gekoms.org