Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М icon

Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М




Скачати 98.73 Kb.
НазваЕкспериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М
Дата11.10.2012
Розмір98.73 Kb.
ТипДокументи

ДІАГНОСТИКА В ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ І ЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМАХ



УДК 62-83:621.313.2.001.4

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ І ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ З ПОПЕРЕДНЬОЮ КОРЕКЦІЄЮ СИГНАЛІВ

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

Кременчуцький державний політехнічний університет

Інститут електромеханіки, енергозбереження та комп’ютерних технологій


Вступ. Серед головних складових електромеханічного оснащення, що мають потребу вирішення задачі підвищення надійності, особливо в післяремонтний період, у першу чергу, необхідно виділити електричні двигуни постійного струму (ДПС).

Підвищення надійності ДПС нерозривно зв’язане з безперервним контролем їх параметрів і технічного стану, тобто, проблемою технічної діагностики [1]. Досвід показує, що впровадження засобів діагностики стану є одним з найважливіших факторів підвищення економічної ефективності використання машин і механізмів у виробництві.

Відомі підходи, та низка методів технічного діагностування складних електромеханічних об’єктів. Так чи інакше кожний з пропонованих підходів має потребу в знанні параметрів ДПС. Відомі підходи до визначення параметрів базуються на знанні миттєвих значень струму і напруги в якірному колі ДПС при живленні його від полігармонічного джерела напруги, у якості якого можуть виступати тиристорні чи транзисторні перетворювачі [2]. При цьому гостро постає проблема підвищення точності обробки дискретних сигналів струму і напруги у системі перетворювач-ДПС, які мають розривний характер. Авторами [3-6] запропоновано спосіб та алгоритми корекції сигналів, які дозволяють відкоригувати виміряні сигнали струму і напруги на етапі його обробки і знизити похибки визначення їх параметрів.

В даній роботі приводяться результати експериментальних досліджень по визначенню електромагнітних параметрів ДПС на основі методики [2] 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 ДПС при живленні його від перетворювача напруги.

^ Матеріал і результати досліджень. Для експериментальної перевірки запропонованих методів корекції на прикладі визначення параметрів ДПС було виконано дослідження електроприводу з ДПС незалежного збудження серії П-12, з параметрами, наведеними у табл. 1. Живлення двигуна здійснювалось від тиристорного регулятора напруги (ТРН), включеного в фазу лабораторного автотрансформатора (рис. 1). Кути керування ТРН встановлювались на рівні Вал двигуна при такому живлені залишається нерухомим.

Таблиця 1 -
^

Каталожні дані П-12


Параметр

Значення

Номінальна потужність, кВт

0,45

Номінальна напруга, В

220

Номінальний струм, А

2,9

Номінальна швидкість, об/мин

1500

Активний опір якоря, Ом

11,76

Індуктивність якірного ланцюга, Гн

0,34


Програма експериментальних досліджень мала наступний вигляд:

  1. За допомогою комп’ютеризованого вимірювально-діагностичного комплексу (ВДК) здійснювалось вимірювання миттєвих значень струму і напруги у якірному колі ДПС при мкс при значеннях кута управління

  2. Виконувалась корекція сигналів струму і напруги методом, запропонованим у [3-6].

  3. Виконувався розрахунок активного опору якоря та індуктивності якірного ланцюга ДПС згідно з методикою, запропонованою у [2], спочатку з використанням дискретних значень некоригованого сигналу, а потім скорегованого. Результати оцінювались шляхом порівняння значень оцінок коефіцієнта детермінації (див. нижче).

Контроль та вимір миттєвих значень напруги і струму двигуна виконувався за допомогою датчиків фірми LEM.



Рисунок 1 - Схема експериментальної установки

Значення досліджуваних сигналів струму і напруги наведені на рис. 2.



Рисунок 2 - Експериментальні сигнали струму і
напруги у системі ТРН-ДПС


Сенс методики, що використовувалась для визначення параметрів ДПС, полягає у наступному [2]. При живленні якоря ДПС від ТРН з кутами управління (рис. 2), сигнал напруги на неперервних ділянках має вигляд лінійно змінної функції , де - максимальне значення напруги при включенні тиристора, , - значення напруги при закриванні тиристора, - інтервал дискретизації, - кількість відліків на інтервалі проводимості тиристора.



Рисунок 3 - Миттєві значення напруги та
струму якоря

Тепер задачу визначення параметрів можна звести до знаходження коефіцієнтів рівняння (1) за виміряними дискретними значеннями струму якоря у моменти часу.

, (1)

Оцінки коефіцієнтів рівняння (1) розраховувались за методом найменших квадратів в результаті розв’язку системи нелінійних рівнянь, що витікають з умови (2) [7]:

, (2)

де - кількість відліків на інтервалі проводимості тиристора; - згладжуючий поліном -ої степені ( для отримання більш стійких рішень).

Альтернативою методу [2] може бути використаний метод розрахунку індуктивності та опору з використанням рівняння електричної рівноваги якірного ланцюга (3).

. (3)

Опір якірного ланцюга знаходиться з (3), де похідна струму в точці максимуму дорівнює нулю . Індуктивність знаходиться за допомогою взяття похідної струму в момент відкривання тиристора та побудови дотичної до характеристики миттєвих значень струму.

У якості оцінки адекватності отриманого розв’язку використовувалась оцінка коефіцієнту детермінації як міра співпадання миттєвих розрахованих та експериментальних значень струму якоря [7]:

. (4)

Результати експериментальних досліджень по визначенню параметрів ДПС до та після корекції наведені у табл. 2. На рис. 4 зображено один з варіантів апроксимації неперервної ділянки сигналу струму до та після корекції функцією (1) при .



Рисунок 4 - Апроксимація неперервної ділянки сигналу струму до та після корекції функцією (1)
за середніми значеннями оцінок параметрів
при

З результатів видно, що застосування методу корекції у даному випадку дає змогу підвищити точність визначення параметрів ДПС, підстановка яких у (1) забезпечує більш точну апроксимацію сигналу струму, про що свідчить підвищення оцінки коефіцієнта детермінації на 1-2%.

^ Таблиця 2 -

Результати розрахунку параметрів ДПС двома методами до та після корекції



Номер корегованої ділянки сигналів

Активний опір якірного ланцюга, Ом

Індуктивність якірного ланцюга, Гн

Оцінка коефіцієнта детермінації,



Розрахунок параметрів за рівнянням електричної рівноваги, кут управління




до кор.

після кор.

до кор.

після кор.

до кор.

після кор.

1

16,082198

16,179773

0,297046

0,307665

0,953353

0,960922

2

15,505339

18,991141

0,291376

0,311043

0,930074

0,969731

3

16,267014

16,170311

0,295716

0,300913

0,966195

0,969486

4

15,695178

15,638187

0,289518

0,316283

0,928916

0,940884

5

18,093121

17,879276

0,306005

0,316547

0,97983

0,98591

Середнє арифметичне

16,32857

16,97174

0,295932

0,31049

0,958142

0,96042

Розрахунок параметрів за методикою [2], кут управління




до кор.

після кор.

до кор.

після кор.

до кор.

після кор.

1

12,346046

12,265071

0,290643

0,311444

0,984003

0,995153

2

12,865157

12,117499

0,290042

0,31463

0,984764

0,995699

3

10,531867

11,811549

0,290361

0,307349

0,981233

0,989215

4

12,930204

14,015783

0,291082

0,307981

0,981701

0,98943

5

12,255646

10,99385

0,296573

0,31303

0,988124

0,99344

Середнє арифметичне

12,18578

12,24075

0,29174

0,310887

0,983943

0,994572





Висновки. Як показує аналіз результатів експериментальних досліджень, запропонований метод корекції дискретних полігармонічних сигналів струму і напруги у системі ТРН-ДПС дозволяє підвищити точність визначення праметрів ДПС, про що свідчить підвищення коефіцієнта детермінації регресійної нелінійної моделі апроксимації неперервної ділянки сигналу струму як міри адекватності визначення параметрів на 1-2%.


ЛІТЕРАТУРА

  1. Черный А.П. Определение снижения ресурса асинхронных двигателей по показаниям качества преобразования энергии // Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. Вип. 15. – Кіровоград, 2004. – С. 160-168.

  2. Черный А.П., Артеменко А.Н. Определение параметров двигателей постоянного тока по переходным характеристикам в квазиустановившемся режиме // Вестник НТУ «ХПИ». Вып.43. - Харьков, 2004. – С. 40-43.

  3. 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. – C. 144.




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

  2. Патент України № 64218А, 7П01К31/24, 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. - № 2003042858; Заявлено 02.04.2003. Опубл. Бюл. № 2, 2004.

  3. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на службовий твір № 8436, Комп'ютерна програма для корекції сигналів струму і напруги у комп'ютеризованих вимірювально-діагностичних комплексах для діагностики параметрів тиристорних електроприводів / Сидоренко В.М., Родькін Д.Й., Чорний О.П., Ковирін О.М. Дата реєстрації 24.09.03.

  4. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ: В 2-х кн., Т.2, Пер. с англ. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы и статистика, 1986. – 386 c.



Стаття надійшла 15.04. 2006 р.

Рекомендовано до друку

д.т.н., проф. Родькіним Д.Й.

Вісник КДПУ. Випуск 4/2006 (39). Частина 1


Схожі:

Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М iconДослідження перехідних процесів в колах постійного струму першого та другого порядку
Дослідження розряду І заряду ємності в простих електричних колах постійного струму
Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М iconДослідження перехідних процесів в колах постійного струму першого та другого порядку
Дослідження розряду І заряду ємності в простих електричних колах постійного струму
Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М 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
Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М iconЛабораторна робота №3 Дослідження параметрів люмінесцентних ламп
Мета роботи: Дослідження впливу величини розрядного струму люмінесцентних ламп на їх світлову віддачу, визначення частки випромінювання...
Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М iconВимір параметрів електричних кіл: R, L, m І c
Одержання практичних навичок роботи з омметрами, мегометрами, мостами постійного І змінного струму
Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М iconУдк 621 02 підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів
Підвищення точності визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням алгоритмів корекції сигналів
Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М iconТип модуля: обов’язковий Семестр: VI обсяг модуля
Проектування силових трансформаторів невеликої потужності. Проектування електромагнітів постійного І змінного струму. Проектування...
Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М iconЛабораторна робота №2 Дослідження параметрів галогенних ламп розжарювання
Мета роботи: Визначення електричних І світлових параметрів малогабаритної галогенної лампи розжарювання, дослідження розподілу температури...
Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М 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...
Експериментальні дослідження І визначення параметрів електроприводу постійного струму з попередньою корекцією сигналів сидоренко В. М., Чорний О. П., Артеменко А. М iconФормат опису модуля
Підсилювачі електричних сигналів. Підсилювальні каскади на транзисторах. Зворотні зв’язки в підсилювачах. Підсилювачі постійного...
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