Наукові напрямки

 

Системы векторного управления асинхронными двигателями.

На кафедре разработаны алгоритмы векторного управления координатами асинхронных двигателей (АД), которые обеспечивают повышенные показатели качества управления и энергетической эффективности процесса электромеханического преобразования энергии.

Алгоритмы с датчиком угловой скорости обеспечивают глобальную экспоненциальную отработку модуля вектора потокосцепления и механических координат (момента, угловой скорости, положения), обладают свойствами робастности к параметрическим возмущениям модели АД. Разработан ряд решений, адаптивных к активным сопротивлениям статора и ротора. С использованием систем с переменной структурой разработан алгоритм со свойствами инвариантности к вариациям активного сопротивления роторной цепи.

Бездатчиковые алгоритмы векторного управления обеспечивают локальную экспоненциальную отработку модуля вектора потокосцепления ротора и механических координат. Достигаемые показатели качества управления приближаются к показателям, существующим в системах с измерением угловой скорости с обеспечением диапазона регулирования скорости 1:100.

Все теоретические решения проверены экспериментально на установках мощностью до 200 кВт с реализацией структур управления на цифровых сигнальных процессорах.

Направления развития: учет насыщения, работа в режиме глубокого ослабления поля, учет и качественная компенсация неидеальностей инвертора в системах бездатчикового управления, повышение свойств робастности, адаптивное управление.

 

Системы векторного управления с максимизацией соотношения момент-ток

Разработаны алгоритмы векторного управления с максимизацией соотношения момент-ток (Maximization Torque per Ampere — MTA) и учетом насыщения магнитной цепи, которые обеспечивают:

— более высокий момент двигателя при ограничении тока инвертора или первичного источника электрической энергии;

— повышенные показатели энергетической эффективности, поскольку критерий MTA критерии являются близкими к критерию минимума активных потерь;

— возможность реализации энергосберегающей функции “stop & go”, которая наиболее эффективна в транспортных применениях.

Эффективность разработанных алгоритмов подтверждена экспериментально с использованием двигателей от 0.75 до 50 кВт.

Направление развития: работа в режиме ослабления поля, регулирование углового положение с МТА, практическая реализация на реальном транспортном средстве, МТА –управление без измерения механических координат.

 

Электромеханические системы на основе машины двойного питания

Стандартная конфигурация электромеханической системы с машиной двойного питания (МДП) подразумевает подключения статора асинхронного двигателя с фазным ротором к сети, в то время как в роторную цепь включается полупроводниковый преобразователь для управления координатами системы.

На сегодня разработаны и экспериментально протестированы (внедрены) следующие алгоритмы для МДП:

— алгоритмы пуска и синхронизации МДП с сетью;

— алгоритмы векторного управления координатами в двигательном режиме;

— алгоритмы управления генератором при работе на сеть;

— алгоритмы управления автономным генератором;

Направления развития: бездатчиковое управления МДП, робастное и адаптивное управление.

 

Идентификация параметров АД

Разработан ряд алгоритмов идентификации электрических параметров АД, которые при использовании специальных тестовых сигналов обеспечивают их асимптотическое оценивание. Интервал времени, необходимый на идентификацию с помощью разработанных алгоритмов является намного меньшим,  чем в серийных изделиях известных производителей. Разработанные алгоритмы протестированы экспериментально на машинах малой мощности.

Направления развития: требуется разработка процедур конструирования тестовых сигналов, учета насыщения АД, учета неидеальностей инвертора.

 

Управление активным выпрямителем

Разработаны алгоритмы управления активным выпрямителем (на IGBT), обеспечивающие стабилизацию напряжения в звене постоянного тока и регулирование коэффициента мощности на заданном уровне. Выполнено экспериментальное тестирование в составе системы векторного управления с двигателем 2.2 кВт.

Направления развития: оптимизация параметров с целью снижения стоимости.

 

Управление параллельным активным фильтром

Параллельный активный фильтр предназначен для компенсации гармонических искажений тока сети, которые создаются нелинейными нагрузками, такими как полупроводниковые преобразователи электроприводов, импульсные источники питания, дуговые печи и др.

Разработаны алгоритмы оценивания в реальном времени гармонического состава тока сети, алгоритмы стабилизации напряжения на емкости звена постоянного тока, алгоритмы регулирования токов фильтра. Существующие наработки исследованы методом математического моделирования и частично экспериментально.

Направления развития: практическая реализация и тестирование на экспериментальной установке.

 

Унифицированные контроллеры и сферы их внедрения

Разработан ряд унифицированных цифровых контроллеров на основе цифровых сигнальных процессоров Texas Instruments (TMS320F28335, TMS320F28069 и других, более ранних) с использованием которых выполнена практическая реализация и внедрение разработанных на кафедре структур управления.

Внедрение результатов работ выполнено:

— серийно в тяговом электроприводе трамвая мощностью 100 кВт;

— серийно в электромеханических системах перерабатывающей промышленности в диапазоне мощностей 15 – 200 кВт;

— серийно в системах генерирования энергии для ветрогенераторов;

— в промышленном образце тягового электропривода троллейбуса;

— на станции оборотного водоснабжения реализован привод с машиной двойного питания мощностью 750 кВт;

 

Другие области интересов

Дополнительно есть много наработанных решений в части управления синхронными двигателями, двигателями постоянного тока, линейными асинхронными двигателями. В область интересов также попадают электромеханические системы с новыми типами электрических машин, системы со сложной механикой, а также другие объекты, для которых не подходят стандартные решения.

Статистика



Навчальний рік 2015/2016


Відмінники: 13
Хорошистів: 131
Відраховано: 2
Всього навчається: 198

Оголошення



EN працевлаштування

До уваги випускників минулих років і спеціалістів 6-го курсу

Всі хто не має місця роботи по спеціальності, яке Вас повністю задовольняє, напишіть на пошту  epa_at_kpi.ua або телефонуйте о94 9249782, є цікаві вакансії.

EN працевлаштування

Партнери