Система векторного керування електроприводом конвеєра зернометальної машини
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2021-2-1Ключові слова:
зернометальні машини, електропривод конвеєра, векторне керування, регулювання швидкості, показники якостіАнотація
Мета роботи. Синтез системи автоматичного керування асинхронним електроприводом конвеєра зернометальника на базі перетворювача частоти з векторним керуванням.
Методи дослідження. Дослідження проводились із застосуванням методів математичного моделювання електроприводу; з використанням методів оптимізації налаштувань і синтезу регуляторів. В основі методики синтезу систем векторного керування лежить уявлення нестаціонарного багатозв'язаного об'єкта, яким є машина змінного струму, у вигляді деякої сукупності стаціонарних підоб'єктів з лінійними ланками в основних каналах регулювання.
Отримані результати. Проведено дослідження роботи системи підпорядкованого регулювання, що реалізує принципи векторного управління, орієнтованого по вектору потокозчеплення ротора. Виконано моделювання процесів збудження АД, пуску АД на холостому ходу, накиді номінального навантаження, зниження швидкості. Встановлено, що синтезована система характеризується гарними якісними показниками. Перерегулювання при пуску не перевищує 5%, час регулювання становить 0,4 с, обмеження моменту здійснюється на заданому рівні. Доведено, що коливальні процеси в перехідних режимах із значними кидками моменту при класичних налаштуваннях контурних регуляторів можна компенсувати за рахунок введення штучних перехресних зв’язків в керуючу частину ЕП.
Наукова новизна. Реалізовано систему підпорядкованого регулювання АД конвеєра тримера зернометальика для завдання швидкості руху зернового потоку з метою можливості кидання зерна на задану відстань за рахунок створення відповідної балістичної траєкторії польоту, що забезпечує зниження збитків від пошкодження зерна.
Практична цінність. Запропонована структура системи векторного керування частотно-регульованого асинхронного електропривода з додатковими компенсуючими перехресними зв’язками між каналами регулювання активної й реактивної енергії для покращення якісних показників системи.
Посилання
Urbaniak, Z. (2004). Wplyw mechanicznych uszkodzen na zdolnosc kielkowania ziama i wschody pszenicy i jeczmienia. Biul. Inst. Hodowli Aklimat. Rosl, 161, 23–34. (in Polish).
Skrinnik, І.Yu., Pіsar'kova, І.O., Petrenko, M.M. (2008). Mekhanіchne travmuvannya zerna [Me-chanical injury of grain]. Design, manufacture and operation of agricultural machinery, 48, 143–153. (in Ukrainian).
Shuhanov, S.N., Tokmakova, A.L. (2013). Obzor kon-struktsiy zernometatel'nykh mashin [Overview of grain throwing machine designs]. Bulletin of IrG-SKhA, 59, 111–115. (in Russian).
Gol'tyapin, V.Ja., Zhalnin, Je.V., Fedorenko, V.F. (2003). Mashiny i oborudovanie dlya posleuborochnoy obrabotki zerna: katalog [Ma-chines and equipment for post-harvest grain pro-cessing: catalog]. М.: FGNU Rosinformagroteh, 202. (in Russian).
Khankhasaev, G.F., Shukhanov, S.N. (2010). Klassi-fikatsiya zernometatel'nykh mashin [Grain throwing machine classification]. Agricultural machinery, 4, 42–44. (in Russian).
https://bim-agritech.com/uk/zernometalnyky-ta-zernonavantazhuvachi
Burdilna, E.V., Serhiienko, S.A. (2021). Pіdvishchennya efektivnostі transportuvannya і perevantazhennya zerna metal'nimi mashinami sіl's'kogospodars'koi tekhnіki [Improving the effi-ciency of transportation and reloading of grain with metal machines of agricultural machinery]. Priority directions of science and technology development. Proceedings of X International Scientific and Prac-tical Conference Kyiv, Ukraine, 13-15 June 2021, 206–212. (in Ukrainian).
Burdilna, E.V., Chornyi, O.P., Tytiuk, V.K., Serhiienko, S.A. (2021). Sintez zakonu keruvannya elektro-privodom ventilyatora zernokidacha dlya fokusu-vannya zernovogo potoku [Synthesis of the law of control of the electric drive of the fan of the grain thrower for focusing of a grain stream]. World Sci-ence journal, 5, 66, 4–13. DOI: 10.31435/rsglobal_ws/30052021/7584. (in Ukrainian).
Wu, B., Mehdi, N. (2017). Other Multilevel Voltage Source Inverters. Wiley-IEEE Press, 185–223.
Bouchiker, S., Capolino, G.-A., Poloujadoff, M. (1998). Vector control of a permanent-magnet syn-chronous motor using AC-AC matrix converter. IEEE Transactions on Power Electronics, 13, 6, 1089–1099. DOI: 10.1109/63.728336.
Yerraguntla, Shasi Kumar, Gautam, Poddar (2018). Medium-Voltage Vector Control Induction Motor Drive at Zero Frequency Using Modular Multilevel Converter. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65, 1, 125–132. DOI: 10.1109/TIE.2017.2721927.
Vijayagopal, M., Silva, C., Empringham, L., Lillo, L. (2019). Direct Predictive Current-Error Vector Control for a Direct Matrix Converter. IEEE Transactions on Power Electronics, 34, 2, 1925–1935. DOI: 10.1109/TPEL.2018.2833495.
Slezhanovskij, O.V., Dackovskij, L.H., Kuzne-cov, I.S. et al. (1983). Sistemy podchinennogo reguli-rovaniya elektroprivodov peremennogo toka s ven-til'nymi preobrazovatelyami [Slave control systems for AC drives with valve converters]. М.: Ener-goatomizdat, 256. (in Russian).
Rudakov, V.V., Stolyarov, I.M., Dartau, V.A. (1987). Asinkhronnye elektroprivody s vektornym upravlen-im [Asynchronous electric drives with vector control]. L.: Energoatomizdat, 136. (in Russian).
Astrom, K.J., Hagglund, T. (2006). Advanced PID control. ISA – The Instrumentation, Systems, and Au-tomation Society, 460.
Li Y., Ang, K., Chong, G. (2006). Patents, software, and hardware for PID control. An overview and analysis of the current art. Control Systems, 26, 41–54.
Vilanova, R., Arrieta, O., Ponsa, P. (2018). Robust PI/PID controllers for load disturbance based on di-rect synthesis. ISA Transactions, 81, 177–196. DOI: 10.1016/j.isatra.2018.07.040.
Errouissi, R., Al-Durra, A., Muyeen, S.M. (2018). Experimental Validation of a Novel PI Speed Con-troller for AC Motor Drives With Improved Transient Performances. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 26, 4, 1414–1421. DOI: 10.1109/TCST.2017.2707404.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Евгения Бурдильная, Сергей Сергиенко, Алексей Черный
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
