ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

С целью проверки результатов теоретических исследований работы субоптимальной системы управления асинхронным двигателем (АД) по критерию минимума тока статора создана лабораторная установка, включающая в себя тиристорные преобразователи переменного напряжения (ТПН) с вертикальным законом управления тиристорами, трехфазный АД типа 4А80В6 (Р ₂=1,1 кВт, w_rн=920 об/мин). АД питается переменным напряжением 127 В и при номинальной частоте вращения потребляет ток i_н=2,1 А, который условно рассматриваться как номинальный.

В качестве нагрузки использован двигатель постоянного тока (ДПТ) с параллельным возбуждением. Тип двигателя 2ПН100МГУХЛ4 (Р _н=0,75 кВт, i_н=8,7 А). Вал ДПТ механически соединен с валом АД.

Датчиком частоты вращения служит тахогенератор типа ТС - 1МУХЛ4, закрепленный на валу ДПТ. Датчиками тока являются трансформаторы тока типа УТТ - 5М ( i_1н=15 А, i_2н=5 А).

Результаты экспериментальных исследований замерялись с помощью измерительного комплекта типа К - 505.

Схема экспериментальной установки показана на рисунке (М - АД, В r - тахогенератор, ДТ - датчик тока, u _n - источники постоянного питания). Сигнал задания по частоте вращения через r₂ сравнивается с сигналом обратной связи, поступающим с тахогенератора через r₆, на инверсном входе операционного усилителя da1. Сюда же с датчика тока через r₈, r₇, c₁ поступает сигнал отрицательной обратной связи по току статора. Когда ключ Кл. 1 замкнут, то на вход da1 поступает сигнал обратной связи по току, содержащей постоянную и переменную составляющие, что в конечном итоге приводит к уменьшению коэффициента усиления. Поэтому предлагается введение в цепь обратной по току конденсатора С ₁ (ключ Кл. 1 - разомкнут), который пропускает только переменную составляющую на вход da1.

Переменным резистором r₈ осуществляется регулирование глубины отрицательной обратной связи по току с целью достижения устойчивой работы системы.

Ключ Кл. 2 позволяет реализовать статический (когда Кл. 2 замкнут) и астатический (когда Кл. 2 разомкнут) регуляторы частоты вращения АД. Переменные резисторы r₁₆ и r₁₈ служат для выбора диапазона углов регулирования тиристорами. Угол a_max устанавливается переменным резистором r₁₆. Угол a_min выбирается с учетом ограничения величины управляющего сигнала, поступающего в СИФУ (схему импульсно-фазового управления) на величину, равную величине угла запаздывания тока статора относительно питающего напряжения. Экспериментальным путем угол a_min был выставлен равным 60 ^°.

Как показывают проведенные эксперименты, при работе субоптимальной системы управления АД со статическим регулятором удается снизить потребляемый двигателем ток на 43 % при М _с=0; 33 % при М _с=0,2М _н; 20 % при М _с=0,4М _н; 9 % при М _с=0,6М _н и на 4 % при М _с=0,8М _н по сравнению с работой АД при тех же значениях моментов нагрузки на естественной характеристике.

Экспериментальная схема