Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів icon

Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів




Скачати 159.74 Kb.
НазваУдк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів
Дата10.10.2012
Розмір159.74 Kb.
ТипДокументи

ДІАГНОСТИКА В ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ І ЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМАХ



УДК 621.3.02

ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПАРАМЕТРІВ АСИНХРОННИХ ДВИГУНІВ З ВИКОРИСТАННЯМ АЛГОРИТМІВ КОРЕКЦІЇ СИГНАЛІВ

Сидоренко В. М., Чорний О. П., Калінов А. П.

Кременчуцький державний політехнічний університет

Інститут електромеханіки, енергозбереження і комп’ютерних технологій


Вступ. Низка методів діагностики електричних машин (ЕМ) як постійного, так і змінного струму базується на аналізі оцінок їх електромагнітних параметрів. У якості основи для визначення таких параметрів застосовується рівняння енергетичного балансу, отримані при аналізі енергопроцесів, що протікають у силових колах ЕМ при живленні їх від полігармонійних джерел напруги [1-3]. У якості джерел живлення можуть виступати, зокрема, тиристорні перетворювачі (ТП) постійного струму та тиристорні або транзисторні регулятори напруги (ТРН) змінного струму та частоти. В свою чергу, у якості параметрів рівнянь енергетичного балансу використовуються оцінки амплітудних значень ортогональних складових сигналів сруму, напруги та миттєвої потужності. Але, як показано у [4, 5] при визначенні оцінок амплітуд ортогональних складових, зокрема у системах ТРН-АД, на основі диск ре тних значень сигналів струму і напруги при значеннях інтервалу дискретизації мкс виникає похибка дискретизації гармонійного аналізу, що призводить до зміщення оцінок амплітудних значень ортогональних складових і характеризується відносною похибкою у 100% і більше. Авторами [4-7] запропоновано спосіб та алгоритми корекції сигналів, які дозволяють відкорегувати виміряні сигнал на етапі його обробки і знизити похибки до 1-10%.

В даній роботі приводяться результати експериментальних досліджень по визначенню електромагнітних параметрів АД на основі методики із застосуванням вищезазначених методів корекції на основі виміряних дискретних сигналів струму і напруги.

^ Мета роботи. Обґрунтування доцільності застосування методів корекції дискретних сигналів струму і напруги з метою підвищення точності визначення електромагнітних параметрів АД при живленні його від ТРН.

^ Матеріал і результати досліджень. Експериментальні дослідження проводились на комп’ютеризованому вимірювально-діагностичному комплексі (ВДК), до складу якого входить електропривод за системою ТРН-АД з параметрами АД серії 4АXБ2П100L, наведеними у табл. 1.

Розрахунок електромагнітних параметрів виконувався на основі методики, запропонованої у.

Згідно з даною методикою для визначення електромагнітних параметрів заступної схеми АД складається система рівнянь енергетичного балансу гармонійних складових миттєвої потужності на джерелі живлення і елементах заступної схеми:

, (1)

^ Таблиця 1 -

Паспортні дані АД серії 4АXБ2П100L


Номінальна напруга живлення , В

220/380

Номінальна потужність, кВт

4

Номінальний струм статора , А

15.0/8.7

Номінальна частота обертання , об/хв.

1420

Номінальне ковзання, %

5,4

ККД ,%

80

Коефіцієнт потужності

0.84

Кратність пускового струму

4

Кратність пускового моменту

1.5

Кратність мінімального моменту

1

Кратність максимального моменту

2.1

Такий підхід до складання рівнянь для ідентифікації параметрів заступної схеми дає можливість обмежити кількість гармонік.Таким чином, для ідентифікації електромагнітних параметрів заступної схеми досліджуваного АД, до складу якої входить шість невідомих параметрів: індуктивний опір ланцюга статора ; індуктивний опір ланцюга ротора ; індуктивний опір контура намагнічування ; активний опір обмотки статора ; активний опір обмотки ротора; активний опір контура намагнічування , достатньо використання трьох гармонік струму і напруги. На їх основі для джерела живлення та кожного елементу заступної схеми можна отримати вирази для постійної складової потужності (нульової гармоніки) та виразів косинусних та синусних складових 2, 4, 6, 8 та 10-ої гармонік миттєвої потужності.

Вимірювання миттєвих значень струму і напруги виконувалось у квазісталих режимах при значеннях інтервалу дискретизації мкс (табл. 2) при значенні кута управління . Значення інтервалів дискретизації вибиралися з розрахунку реальних режимів настройки АЦП з мультиплексором при кількості опитуваних каналів 1-8. Значення вибране як середина оптимального з точки зору забезпечення необхідного гармонійного складу напруги та струму при одночасному забезпеченні струмового завантаження обмоток машини на заданому рівні для отримання ненасичених значень індуктивного опору при живленні від промислової мережі без використання трансформаторного обладнання.

^ Таблиця 2 -

Режими дискретизації сигналів струму і напруги при їх вимірюванні


Інтервал дискретизації , мкс

Кількість точок на періоді сигналу

10

1991-1992

40

498-499

60

332-333

120

166-167

Експериментальні сигнали струму і напруги у системі ТРН-АД наведені на рис. 1. В даному випадку, виходячи з аналізу їх спектрів, використовувалися значимі оцінки амплітуд з номерами 1, 3, 5.

Рисунок 1 - Експериментальні сигнали струму і
напруги у системі ТРН-АД. Масштаб струму 2:1

Значення відносних похибок гармонійного аналізу до і після корекції сигналів струму та напруги у системі ТРН-АД при вищезазначених режимах дискретизації розраховувались відносно режиму мкс, що, по-перше, відповідає оптимальному двоканальному режиму вимірювань струму і напруги в одній фазі АД, а, по-друге, дорівнює часу включення тиристора [8]. Результати наведені у табл. 3 та на рис. 2-4. Тут - оцінка інтервалу дискретизації за експериментальними даними, - оцінка інтервалу дискретизації згідно з методом корекції. Як показує їх аналіз, при даних режимах дискретизації похибка сягає 5-130%. При тому, застосування методу корекції практично у всіх розглянутих випадках є ефективним і дає змогу зменшити похибки визначення оцінок ортогональних складових до 0.1-30%. Результати розрахунку електромагнітних параметрів досліджуваного АД (табл. 5, рис. 5), показують, що оцінки параметрів активних опорів є практично незмінними і не залежать від значення інтервалу дискретизації. При цьому оцінки параметрів індуктивних опорів досить чутливі до значення інтервалу дискретизації. Особливу увагу звертає на себе параметр , похибка визначення якого є найбільшою для всіх розглянутих режимів:. Але застосування методу корекції дає відчутний ефект у всіх випадках і дає змогу знизити похибку дискретизації з 2-8% до 0.5-4%.

Таблиця 3 -


Значення відносних похибок гармонійного аналізу до і після корекції сигналів струму та напруги у
системі ТРН-АД для значення кута управління ,,


Оцінки

інтервал дискретизації до і після корекції

Відносні похибки до і після корекції

Номери значимих гармонік

Відносні похибки до і після корекції

Номери значимих гармонік

1

3

5

1

3

5

,



напруга


, %

1.00

6

134.25

струм


, %

2.35

134.12

11.02

0.39

1.5

33

0.51

28.73

2.27

, %

7.5

30.73

5.95

, %

7.06

0.18

46.14

0.64

6.9

1.26

1.45

0.13

11.29

,



напруга


, %

2.28

3.31

59.16

струм


, %

0.79

50.87

3.52

0.82

0.39

5.52

0.29

8.07

0.13

, %

2.85

11.59

1.57

, %

0.88

50.87

3.52

0.85

0.08

0.08

0.79

0.11

2.88

,



напруга


, %

2.01

2.02

31.35

струм


, %

0.46

23.3

1.42

0.63

0.09

4.59

0.23

1.85

0.59

, %

1.09

5.36

0.6

, %

0.61

23.3

1.42

1.39

0.57

0.37

0.29

0.18

0.53



Рисунок 2 - Значення відносних похибок гармонійного аналізу до і після корекції сигналів струму та напруги
у системі ТРН-АД для значення кута управління ,,




Рисунок 3 - Значення відносних похибок гармонійного аналізу до і після корекції сигналів струму та напруги
у системі ТРН-АД для значення кута управління ,,




Рисунок 4 - Значення відносних похибок гармонійного аналізу до і після корекції сигналів струму та напруги
у системі ТРН-АД для значення кута управління ,,


^ Таблиця 4 -

Результати експериментальних досліджень по визначенню електромагнітних параметрів АД


Значення оцінок

електромагнітних параметрів

Дискретність

мкс

До корекції

Після корекції



1.35

-

-

-



1.199

-

-

-



4

-

-

-



11.198

-

-

-



15.032

-

-

-



71.404

-

-

-




мкс

До корекції

Після корекції



1.35




1.35






1.199




1.199






4




4






10.702

4.429%

11.731

4.76%



14.528

3.353%

14.938

0.625%



66.166

7.331%

70.229

1.64%




мкс

До корекції

Після корекції



1.35




1.35






1.199




1.199






4




4






10.866

2.965%

11.238

0.911%



14.75

1.876%

15.126

0.625%



66.726

6.546%

70.886

0.72%




мкс

До корекції

Після корекції



1.35




1.35






1.199




1.199






4




4






10.945

2.259%

11.3

0.357%



14.823

1.39%

15.173

0.938



67.663

5.234%

71.86

0.644%






Рисунок 5 - Значення відносних похибок
визначення електромагнітних параметрів АД до і після корекції сигналів струму та напруги:
1 - мкс, 2 - мкс, 3 - мкс


Висновки. Експериментальні дослідження підтверджують наявність виникнення відносних похибок визначення оцінок амплітудних значень складових сигналів струму і напруги порядку 5-130% на нижніх значимих гармоніках з номерами при значеннях кута управління , оптимальних з методичної точки зору та режимах дискретизації мкс, що відповідає реальним режимам настройки АЦП з мультиплексором у багатоканальному режимі роботи. Результати застосування запропонованого методу корекції сигналів дають змогу зменшити похибку визначення оцінок амплітудних значень до 0.1-30% і, як наслідок, похибку оцінок електромагнітних параметрів до 0.5-4%. Це, у свою чергу, дає змогу суттєво підвищити точність визначення електромагнітних параметрів на етапі обробки експериментальних даних при неможливості застосування більш швидкодіючих і дорогокоштуючих АЦП у складі апаратного забезпечення ВДК.


Література

  1. Родькин Д. И., Здор И. Е. Современные методы определения параметров асинхронных двигателей после их ремонта. - Научные труды КГПИ, в.1 - Кременчуг, 1998. С. 100-106

  2. Родькин Д. И., Хараджян А.А., Михайлов С. В. Диагностика параметров двигателя постоянного тока при испытаниях. - Научные труды КГПИ, в.1 - Кременчуг, 1999. – 243 с.

  3. Родькин Д. И., Величко Т. В., Бахметьев Ю.А. Метод энергодиагностики машин постоянного тока. - Научные труды КГПИ, в.1 - Кременчуг, 1998. С. 94-100.

  4. Сидоренко В. Н., Черный А. П. Метод коррекции информационных сигналов при решении задач диагностики электропривода. Контроль і управління в складних системах. (КУСС-2001). Тези доповідей шостої міжнародної науково-технічної коніеренції. М. Вінниця, 8-12 жовтня 2001 року. - Вінниця: УНІВЕРСУМ - Вінниця, 2001. - 286 с.

  5. Сидоренко В. Н.,Черный А. П., Ковырин А. Н., Яговкин А. С. Синтез алгоритмов коррекции сигналов при измерении выходных параметров преобразователей. Вісник КДПУ. Выпуск 1 - Кременчуг, 2002.

  6. Спосіб вимірювання параметрів тиристорних електроприводів та пристрій для його реалізації./ Сидоренко В. М., Родькін Д. Й., Чорний О. П., Ковирін О. М., Лашко Ю. В/ Деклараційний пат. 64218А Україна, 7П01К31/24. - № 2003042858; Заявл. 02.04.2003; Опубл. 16.02.2004; Бюл. №2. – 12 с.

  7. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на службовий твір № 8436 від 24. 09.03. Сидоренко В. М., Родькін Д. Й., Чорний О. П., Ковирін О. М. “Комп'ютерна програма для корекції сигналів струму і напруги у комп'ютеризованих вимірювально-діагностичних комплексах для діагностики параметрів тиристорних електроприводів”.

  8. Чебовский О. Г., Моисеев Л. Г., Сахаров Ю. В. Силовые полупроводниковые приборы (справочник). М., «Энергия», 1975. - 512 с.



Стаття надійшла 20.04.2006 р.

Рекомендована до друку

д.т.н., проф. Родькіним Д.Й.


Вісник КДПУ. Випуск 3/2006 (38). Частина 2


Схожі:

Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів iconУдк 621 02 інтервальна оцінка параметрів сигналів струму, напруги та миттєвої потужності при діагностуванні електричних двигунів
Нтервальна оцінка параметрів сигналів струму, напруги та миттєвої потужності при діагностуванні електричних двигунів
Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів iconРозрахунок І видача керуючих впливів на виконавчі механізми різних типів
ПрП) або первинно-передавальних (ПП/ПрП) перетворювачів сигналів різних типів І її первинна обробка (фільтрування сигналів, лінеаризація...
Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів iconЕкспериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М
Вступ. Серед головних складових електромеханічного оснащення, що мають потребу вирішення задачі підвищення надійності, особливо в...
Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів iconУдк 621 011 завадостійке кодування сигналів в системі дистанційного керування перетворювачами по лініям електромережі
В. Я. Жуйков д т н., проф.; Ю. В. Хохлов к т н.; В. М. Співак к т н., проф. Національний технічний університет України „Київський...
Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів iconПоляризаційних параметрів радіолокаторів для безпечної навігації в умовах граду
Розглянуто сукупність ознак у вигляді поляриметричних змінних, котрі необхідні як апріорні дані для виконання синтезу алгоритмів...
Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів iconО. М. Папченко, д-р техн наук корегування результатів вимірювань в динамічних режимах польоту
Розглянуто питання підвищення точності вимірювань під час реєстрації параметрів у динамічних режимах польоту літального апарату на...
Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів iconУдк 621. 337. 522 Шляхи підвищення ефективності рекуперативного гальмування в сучасних умовах
З урахуванням цього І проектувались системи керування рекуперативним гальмуванням
Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів iconІ. Ф. Бойко, д-р техн наук застосування методу стохастичних інтегральних зображень для опису відбиття радіолокаційних сигналів від розподілених об’єктів
Розглянуто опис відбиття радіолокаційних сигналів від розподілених об’єктів, зокрема, по-верхні землі (води), із використанням моделі...
Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів iconО. С. Попова бурачок роман адамович удк 621. 395. 7 Вплив первинних параметрів мережі на якість надання телекомунікаційних послуг 05. 12. 02 телекомунікаційні системи та мережі Автореферат
Робота виконана у Національному університеті „Львівська політехніка” Міністерства освіти І науки України
Удк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів iconІнформаційне забезпечення автоматичного аналізатора якісних показників дизельних палив
Розглянуто метод визначення цетанового числа дизельних палив на основі його фізико-хімічних параметрів із використанням штучних нейронних...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи