Порівняльний аналіз систем тиристорний перетворювач напруги – асинхронний двигун із послідовним та паралельним коригуванням

Abstract

Здійснено порівняльний аналіз впливу координатних та параметричних збурень на динамічні характеристики систем підпорядкованого (послідовне коригування) та модального (паралельне коригування) регулювання стосовно електроприводу тиристорний перетворювач напруги – асинхронний двигун. Для цього забезпечено однаковість умов їх функціонування. Це насамперед синтез обох систем відповідно до однакових стандартних (біноміальних) форм, а також дія однакових параметричних та координатних збурень на системи. Синтезовано двоконтурну систему підпорядкованого та модального регулювання для електроприводу тиристорний перетворювач напруги – асинхронний двигун на основі біноміальної стандартної форми розподілу коренів характеристичного полінома. Для реалізації стандартної біноміальної форми в системі підпорядкованого регулювання використано метод узагальненого характеристичного полінома синтезу відповідних регуляторів. Здійснено симуляційні дослідження за умови дії керуючих впливів, а також наявності координатних і параметричних збурень в обох системах. Як координатні збурення розглянуто дію моменту статичного навантаження, а як параметричні збурення – відхилення параметрів регуляторів та моменту інерції від розрахункових значень у межах ±20 %. Електромеханічні системи з використанням асинхронних двигунів мають особливість, яка полягає у тому, що момент двигуна під час запуску не може перевищити значення критичного моменту. Оскільки синтез систем здійснено для лінеаризованої моделі, де не передбачено обмеження моменту, виконано перевірку динамічних процесів у реальній системі з обмеженням моменту за умови використання синтезованих регуляторів. Встановлено, що для швидкості двигуна стандартну біноміальну форму збережено для налаштувань на різну швидкодію. За результатами симуляційних досліджень синтезованих систем встановлено, що система модального регулювання має перевагу над системою підпорядкованого регулювання стосовно значення статичної похибки за умови дії параметричних збурень регуляторів. За всіма іншими динамічними показниками ці дві системи однакові.

A comparative analysis of the influence of coordinate and parametric perturbations on the dynamic characteristics of the systems of subordinate (sequential adjustment) and modal (parallel adjustment) control in relation to the electric drive thyristor voltage converter – induction motor. For this purpose the uniform conditions of their functioning are provided. First of all, it is the synthesis of both systems according to the same standard (binomial) forms, as well as the effect of the same parametric and coordinate perturbations on the systems. Synthesized two-circuit system of subordinate and modal control for electric drive thyristor voltage converter – asynchronous motor, based on the binomial standard form of root distribution of a characteristic polynomial. To implement the standard binomial form in the system of subordinate regulation, the method of the generalized characteristic polynomial of synthesis of the corresponding regulators is used. Simulation studies were performed under the influence of control effects and the presence of coordinate and parametric perturbations in both systems. In the role of coordinate perturbations the action of the moment of static loading is considered, and in the role of parametric perturbations – deviation of parameters of regulators and the moment of inertia from calculated values within ± 20 %. Electromechanical systems using asynchronous motors have a feature that the motor torque during start-up cannot exceed the critical torque. Due to the fact that the synthesis of systems is carried out for a linearized model, where there is no torque limitation, the verification of dynamic processes in a real system with torque limitation under the condition of using synthesized regulators. It is established that for engine speed the standard binomial form is saved for settings for different speed. According to the results of simulation studies of the synthesized systems, it is established that the system of modal control has an advantage over the system of subordinate control with respect to the magnitude of static error under the action of parametric perturbations of regulators. For all other dynamic indicators, these two systems are the same.