Задача управления параллельно соединенными асинхронными электродвигателями, получающими питание от одного инвертора известна (например — [1-5]). Рассматриваются различные варианты объединения электродвигателей — по два [1,2,4], три [5], произвольного числа — [3]. Описываются различные расчетные схемы для построения математических моделей исследуемых структур, в т.ч. с использованием усредняющих моделей (using the averaging model of the parallel-connected motors) [3].
Мы рассмотрим вариант, соответствующий рис. 1.
Состояние этой структуры, с учетом параметров возможного кабеля, соединяющего инвертор и электродвигатели, может быть описано по [6]:
(1)
где
- Ψsw, Ψsv, Ψru, Ψrv имеющие индексы i или j, составляющие потокосцеплений статоров и роторов АД по осям синхронной системы координат u, v (фазовые координаты)
- Rk,Lk — активное сопротивление и индуктивность общего участка кабельной сети
- RSi, Rri -активные сопротивления статоров и роторов АД
- ωn -синхронная угловая частота вращения поля статора АД
- ωI геометрические частоты вращения роторов АД
- pi — числа пар полюсов
- krj -коэффициенты электромагнитной связи роторов
- L’sj — переходные индуктивности статоров
- isui, isvi, irui, irvi — составляющие токов статоров и роторов АД по осям синхронной системы координат u,v
- Uu, Uv — составляющие напряжения питания по осям u,v (управляющие воздействия) на выходе преобразователя частоты
- α -относительная частота тока статоров АД
(2)
Приведение к канонической форме записи этой системы обыкновенных дифференциальных уравнений относительно производных по времени от составляющих потокосцеплений статора и ротора по осям и, v базируется на решении этой системы как линейной алгебраической относительно производных.
Задача управления АД может рассматриваться как задача минимизации функционала, записанного в интегральной форме и выражающего цель управления для каждого АД по рис. 1:
(3)
где
- Mzi, Mi — необходимое и мгновенное значения электромагнитного момента i-го АД
Решение этой задачи для одного электродвигателя известно [7]. Применительно к рассматриваемой задаче оно будет выглядеть так:
(4)
где
- Umax — максимальное значение напряжения на выходе инвертора
Результаты применения этого алгоритма для выравнивания значений электромагнитных моментов (Нм) 4-х АД ЭBP280L4 (160кВт), работающих с различными моментами сопротивления, приведены на рис. 2.
Полученные результаты моделирования позволяют сделать вывод о потенциальной возможности построения эффективной системы управления группой АД, получающих питание от одного инвертора.
Список литературы
- Francisco J. Perez-Pinall, Ciro Nunez, Ricardo Alvarez. A novel Speed Control Approach in Parallel- Connected Induction motor by using a single inverter and Electronic Virtual Line-Shafting // Power Electronics Specialists Conference. 2005. PESC ’05. IEEE 36th 2005 Page(s): 1339 — 1345
- Hirotoshi Kawai, Yusuke Kouno, Kouki Matsuse. Characteristics of Speed Sensorless Vector Control of Parallel Connected Dual Induction Motor Fed by A Single Inverter // Power Conversion Conference, 2002. PCC Osaka 2002. Proceedings of the Volume 2, 2-5 April 2002 Page(s):522 — 527 vol.2
- Jiangbo Wang, Yue Wang, Zhaoan Wang, Jun Yang, Yunqing Pei, Qiang Dong. Comparative Study of Vector Control Schemes For Parallel-Connected Induction Motors // Power Electronics Specialists Conference, 2005. PESC ’05. IEEE 36th 2005 Page(s):1264 — 1270
- Itaru Ando, Motoki Sate, Masaki Sazawa, Kiyoshi Ohishi. High Efficient Parallel-Connected Induction Motor Speed Control with Unbalanced Load Condition using One Inverter // Industrial Electronics Society. 2003. IECON ’03. The 29th Annual Conference of the IEEE Volume 1, 2-6 Nov. 2003 Page(s):162 — 167 vol.l
- Yusuke KONO, Taketo FUSHIMI and Kouki MATSUSE. Speed Sensorless Vector Control of Parallel Connected Induction Motors // Power Electronics and Motion Control Conference. 2000. Proceedings. IPEMC 2000. The Third International Volume 1, 15-18 Aug. 2000 Page(s):278 — 283 vol.l
- Ещин E.K. Электромеханические системы многодвигательных электроприводов. Моделирование и управление. — Кемерово: Кузбасский гос. техн. ун-т, 2003. -247 с.
- Ещин Е.К. Задача управления электромагнитным моментом асинхронного электродвигателя — прямое управление моментом / //Вести. КузГТУ, 2006. №6.2 С.61-63.
Источник: Управление электромагнитными моментами параллельно работающих асинхронных электродвигателей от одного инвертора / Е.К. Ещин // Вестник КузГТУ. — 2007. — №5. — C. 49-50
