Спосіб розрахунку параметрів керування силовими перетворювачами в системі взаємного навантаження машин постійного струму

Реферат: Спосіб розрахунку параметрів керування силовими перетворювачами в системі взаємного навантаження машин постійного струму, при якому формують режим навантаження та режим компенсації з впливом на коло обмотки збудження. Параметри керування задають шпаруватістю та кутом зсуву і для їх розрахунку використовують регресійну математичну модель, а для розрахунку кожного з параметрів керування використовують окреме рівняння математичної моделі. UA 82257 U (54) СПОСІБ РОЗРАХУНКУ ПАРАМЕТРІВ КЕРУВАННЯ СИЛОВИМИ ПЕРЕТВОРЮВАЧАМИ В СИСТЕМІ ВЗАЄМНОГО НАВАНТАЖЕННЯ МАШИН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ UA 82257 U UA 82257 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до систем навантаження електричних машин, і спосіб може бути застосований для підбору параметрів керування машин постійного струму при їх випробуванні. Відоме технічне рішення розрахунку керуючих впливів при формуванні навантажувальних режимів машин постійного струму із використанням нечіткого контролера [Ломонос А.І., Конох І.С., Удовицький О.В. Побудова нечіткого контролера для розрахунку керуючих впливів при формуванні навантажувальних режимів машин постійного струму // Електромеханічні і енергозберігаючі системи. Випуск 4/2010 (12). - С 81-85]. Підбір параметрів здійснюється для навантажувальних режимів двигунів з впливом на обмотку збудження. Для розрахунку використовується нечіткий контролер, призначенням якого є розрахунок амплітудних значень гармонічних складових напруги керування для конкретного електричного двигуна постійного струму. Побудова контролера здійснюється в пакеті Matlab за допомогою FIS-редактора. Недоліки даного способу: - велика похибка розрахунків; - потреба у ручному налаштуванні параметрів контролера при подальшому його навчанні. - розраховані гармонічні складові параметрів керування не можливо використовувати для керування широтно-імпульсними перетворювачами в колах обмоток збудження електричних машин; - під час розрахунку не визначається значення кута зсуву між імпульсами керування в системі взаємного навантаження, що не дозволить сформувати режим компенсації. Суттєві ознаки, що збігаються із ознаками способу, що заявляється: - розрахунок параметрів керування здійснюється для системи взаємного навантаження; - сигнали керування подаються на силові перетворювачі в колі обмотки збудження. Відоме технічне рішення розрахунку параметрів керування силовими перетворювачами в системі взаємного навантаження машин постійного струму [Спосіб розрахунку параметрів керування силовими перетворювачами в системі взаємного навантаження машин постійного струму, заявка № u201111939, Ломонос А.І., Сухорук СВ., позитивне рішення від 24.02.2012 p.]. Підбір параметрів здійснюється для навантажувальних режимів машин постійного струму з впливом на коло обмотки збудження. Для розрахунку використовується гібридна нейронна система, призначенням якої є розрахунок амплітудних значень гармонічних складових напруги керування для конкретної електричної машини. Побудова гібридної нейронної системи здійснюється в пакеті Matlab за допомогою програми Fuzzy Logic Toolbox. Недоліки даного способу: - розраховані гармонічні складові параметрів керування не можливо використовувати для керування широтно-імпульсними перетворювачами в колах обмоток збудження електричних машин; - під час розрахунку не визначається значення кута зсуву між імпульсами керування в системі взаємного навантаження, що не дозволить сформувати режим компенсації. Суттєві ознаки, що збігаються із ознаками способу, що заявляється: - розрахунок параметрів керування здійснюється для системи взаємного навантаження; - сигнал керування формується на силові перетворювачі в колі обмотки збудження. Дане технічне рішення вибрано за прототип способу, що заявляється. В основу корисної моделі поставлена задача автоматизації та підвищення точності розрахунків параметрів керування силовими перетворювачами в системі взаємного навантаження машин постійного струму. Поставлена задача вирішується шляхом використання регресійної математичної моделі, для побудови якої: синтезується математична модель системи взаємного навантаження машин постійного струму незалежного збудження (СВН МПС НЗ) з регулюванням магнітного потоку за допомогою широтно-імпульсних перетворювачів (ШІП); для формування матриці експерименту на математичній моделі експериментально підбираються параметри керування, при яких формуються навантажувальний режим випробувальної машини та режим компенсації; за допомогою математичного пакету Statgraphics виконується побудова матриці експерименту за навчальною вибіркою та одержання регресійних математичних моделей. При використанні даного способу розрахунку параметрів керування максимальне значення абсолютної похибки для параметрів γ1, γ2, υ2 не перевищує відповідно 0.2 %, 0.2 %, 20.3 %. Значення відносної похибки для кожного з параметрів керування не перевищує відповідно 0.2 %, 0.2 %, 6 %. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 наведено блок-схему системи взаємного навантаження машин постійного струму, на якій прийнято позначення: ТП тиристорний перетворювач; ВД1, ВД2 - випробувальні двигуни; СК, СК1, СК2 - системи керування силовими перетворювачами; ОЗ1, ОЗ2 - обмотки збудження двигунів; ШІП1, ШІП2 1 UA 82257 U 5 10 15 20 широтно-імпульсні перетворювачі; ЗГ1, ЗГ2 - задаючі генератори; uк, uк1(t), uк2(t) - сигнали напруги керування силовими перетворювачами; на фіг. 2 наведено матрицю планування експерименту другого порядку, на якій прийнято позначення: γ1 - шпаруватість імпульсу керування, що подається на ШІП1; γ 2 - шпаруватість імпульсу керування, що подається на ШІП2; φ2 - кут зсуву Імпульсу керування, що подається на ШІП2; І1еф - ефективне значення струму ВД1; І2еф - ефективне значення струму ВД2; ΙΣеф - ефективне значення струму ТП; i1(t), i2(t) - миттєві значення струмів в якірних колах ВД1, ВД2; із1(t), iз2(t) миттєві значення струмів в колах обмоток збудження ВД1, ВД2; на фіг. 3 наведено значення коефіцієнтів регресії розрахованих математичних моделей, на якій прийнято позначення: а0, а1, а2, а3, а11, а22, а33, а12, a13, а23 - значення коефіцієнтів регресії математичних моделей; R - значення коефіцієнту детермінації. Спосіб реалізується наступним чином. Під час випробування електричних машин у режимах динамічного навантаження та компенсації виникає необхідність у розрахунку та підборі керуючих впливів, що формуються та подаються на системи керування транзисторних або тиристорних перетворювачів. В режимі динамічного навантаження з впливом на коло обмоток збудження параметрами керування силовими перетворювачами є: γ1, γ2 - шпаруватість Імпульсів керування, які подаються на ШІПи, що живлять обмотки збудження електричних машин, та υ 2 - кут зсуву імпульсу керування, що подається на ШІП в колі обмотки збудження компенсатора (фіг. 1). Формування навчальної вибірки, яка необхідна для побудови матриці експерименту, формується за допомогою експериментів, в яких параметри сигналу керування підбираються таким шляхом, щоб мінімізувати функціонал якості:   Q   2  2 dt, (1) Де   25 30 35 40 45 50  н   еф н ;   н  сер н - відносне розузгодження поточних значень струму та кутової швидкості двигуна; Іеф - ефективне значення струму двигуна, А; Ін - номінальне значення струму, А; -1 ωн - номінальне значення кутової швидкості, с ; -1 ωсер - середнє значення кутової швидкості, с ; γ