Димко, С. С. Векторне керування асинхронними двигунами з максимізацією співвідношення момент-струм статора
Електромеханічні системи на основі векторно-керованих асинхронних двигунів (АД) використовуються в широкому спектрі технологічних застосувань з підвищеними вимогами до динамічних і статичних показників якості керування. Однак, відповідно до останніх тенденцій, векторно-керовані електроприводи все частіше знаходять застосування в електромеханічних системах з середнім рівнем вимог до динамічних показників, для яких характерними є поєднання динамічних режимів і тривалих квазістатичних з навантаженнями суттєво меншими за номінальне значення, наприклад, в різноманітних системах електротранспорту. Саме для систем цього технологічного призначення ефективним є застосування різних критеріїв оптимізації процесів електромеханічного перетворення енергії в приводному двигуні.
Актуальність теми. Одним із напрямків розвитку сучасної теорії векторного керування АД є керування з максимізацією співвідношення момент-струм статора (Maximum Torque per Ampere – МТА). Додатково до можливості отримання максимального значення моменту при обмеженому вихідному струмі інвертора цей критерій забезпечує роботу АД в режимах, що є близькими до оптимізованих за активними «втратами енергії», оскільки обидва критерії вимагають регулювання модуля вектора потокозчеплення в залежності від значення моменту, що розвивається АД.
Незважаючи на значну кількість досліджень, на сьогодні існує лише рішення задачі МТА-керування в статиці, що забезпечує регулювання електромагнітного моменту АД без можливості формування наперед заданих динамічних показників. Відсутність асимптотичного відпрацювання заданих траєкторій моменту обмежує області його застосування та ускладнює розв’язок задачі керування кутовою швидкістю АД.
Саме тому, розробка нових методів синтезу та аналізу алгоритмів векторного керування моментом та кутовою швидкістю з максимізацією співвідношення момент-струм, що забезпечують відпрацювання заданих траєкторій з наперед заданими динамічними показниками, а також простих, з точки зору їх практичної реалізації, є актуальною науковою задачею.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основний зміст роботи складають результати досліджень, які проводились протягом 2009–2014 років, відповідно до наукового напрямку кафедри «Автоматизації електромеханічних систем та електроприводу» Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» та держбюджетних тем №2217 «Основи теорії адаптивних електромеханічних систем автоматичного керування з векторно-керованими електродвигунами змінного струму в умовах неповної інформації» (№ ДР 0109U001826), та №2511-ф «Основи теорії векторно-керованих електромеханічних систем змінного струму з кінематичною парою кочення» (№ ДР 0112U002404), в яких автор був співвиконавцем.
