probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2023-25-3-41-54probener-2678Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫELECTROTECHNICAL COMPLEXES AND SYSTEMSИсследование векторной системы управления асинхронным электроприводом конвейера ленточного типа с наблюдателями скоростиStudy of adaptive control system of asynchronous electric drive belt conveyorМещеряковВ. Н.MeshcheryakovV. N.

Мещеряков Виктор Николаевич – д-р. техн. наук, профессор кафедры Электропривода

г. Липецк

Viktor N. Meshcheryakov

Lipetsk

МантуховЕ. С.MantukhovE. S.

Мантухов Егор Сергеевич – аспирант

г. Липецк

Egor S. Mantukhov

Lipetsk

СдвижковА. В.SdvizhkovA. V.

Сдвижков Андрей Витальевич – аспирант

г. Липецк

Lipetsk

Липецкий государственный технический университетРоссияLipetsk State Technical UniversityRussian Federation2023180820232534154Copyright © Мещеряков В.Н., Мантухов Е.С., Сдвижков А.В., 20232023Мещеряков В.Н., Мантухов Е.С., Сдвижков А.В.Meshcheryakov V.N., Mantukhov E.S., Sdvizhkov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/2678

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в возможности применения различных наблюдателей скорости с использованием асинхронного двигателя с векторным управлением, предлагаемых для использования на наклонном ленточном конвейере, транспортирующего железорудный концентрат. ЦЕЛЬЮ является сравнительное исследование динамики асинхронного электропривода с векторным управлением при использовании датчика скорости и наблюдателей скорости различного типа. МЕТОДАМИ исследования являются разработка математических моделей наблюдателей, компьютерное моделирование и анализ динамических режимов работы электропривода при использовании датчика скорости и различных наблюдателей скорости в условиях работы наклонного ленточного конвейера, анализ точности измерения скорости рассмотренными наблюдателями с учетом влияния теплового изменения активного сопротивление обмоток асинхронного двигателя. РЕЗУЛЬТАТЫ. С помощью компьютерного моделирования получены графики переходных процессов, проведено сравнение результатов моделирования динамических характеристик и показателей качества в системах электропривода с датчиком скорости и с наблюдателями скорости. Определена степень влияния теплового изменения активного сопротивления обмоток асинхронного двигателя на работу наблюдателей разного вида. В результате выполненных исследований установлено, что наблюдатель скорости полного порядка обеспечивает минимальную погрешность измерения скорости и может использоваться в электроприводе наклонного ленточного конвейера.

THE POSSIBILITY of using various speed observers in a vector-controlled asynchronous electric drive system proposed for use on an inclined conveyor belt transporting iron ore concentrate is considered. THE PURPOSE is a comparative study of the dynamic characteristics of the vector control system of an asynchronous electric drive when using a speed sensor and speed observers of various types. THE RESEARCH METHODS are development of mathematical models of observers, computer modeling and analysis of dynamic modes of operation of the asynchronous electric drive vector control system when using a speed sensor and various speed observers in the conditions of operation of an inclined conveyor belt, analysis of the accuracy of speed measurement by the observers considered, taking into account the influence of thermal changes in the active resistance of the asynchronous motor windings. With the help of computer modeling, graphs of transient processes in the asynchronous electric drive system with vector control are obtained, the results of modeling dynamic characteristics and quality indicators in systems with a speed sensor mounted on the motor shaft and with speed observers. The degree of influence of the thermal change in the active resistance of the windings of an asynchronous motor on the work of observers of different types is determined. AS A RESULT of the studies carried out, it was found that the full-order speed observer provides a minimum error in speed measurement and can be used in an asynchronous electric drive system with vector control when it is used on an inclined conveyor belt.

конвейер ленточного типаасинхронный электроприводвекторное управлениеадаптивные наблюдатели скоростимоделированиепоказатели качестваbelt-type conveyorasynchronous electric drivevector controladaptive speed observersmodelingqualityindicatorsReferencesНовиков, В.А., Савва С.В., Татаринцев Н.И. Электропривод в современных технологиях: учебник для студентов вузов. М.: Академия, 2014. 400 с.Novikov, V.A., Savva, S.V., Tatarintsev, N.I. Electric drive-in modern technologies: a textbook for university students. M.: Academy, 2014. 400 p.Синюкова, Т.В., Сенцов Е.В. Синтез идентификаторов частоты вращения ротора асинхронного двигателя, основанных на концепции NN // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2019 г. № 9. С. 13-20. DOI: 10.25791/pribor.09.2019.870.Sinjukov, T.V., Sentsov E.V. Synthesis of the rotor frequency of the asynchronous rotor, based on the concept NN. Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol', diagnostika. 2019;9:13-20. doi: 10.25791/pribor.09.2019.870Калачев, Ю.Н. Наблюдатели состояния в векторном электроприводе (записки дилетанта) [Текст] / Ю.Н. Калачев. – М., 2015. – 60 с.Kalachev, Yu.N. State observers in a vector electric drive (notes of an amateur). 2015. 60 p.Stanimir Valtchev; Viktor Meshcheryakov; Elena Gracheva etc, Energy-Saving Control for Asynchronous Motor Motion System Based on Direct Torque Regulator Energies 2023, Volume 16, Issue 9, 3870Stanimir Valtchev, Viktor Meshcheryakov, Elena Grachevа, et al. Energy-Saving Control for Asynchronous Motor Motion System Based on Direct Torque Regulator. Energies 2023;16(9):3870.Титов, С.С. Разработка технологии и оборудования для индукционной осесимметричной закалки мелющих стальных шаров / С.С. Титов., В.Н. Мещеряков, И.О. Леушин, О.В. Фёдоров // Черные металлы. 2020. № 6. С. 11-16.Titov, S.S., Meshcheryakov, V.N., Leushin, I.O. Development of technology and equipment for induction axisymmetric hardening of grinding steel balls. Ferrous metals. 2020; 6:11-16.Сенцов, Е.В. Моделирование бездатчиковой системы управления электропривода печного рольганга с применением нейросетевых объектов / Е.В. Сенцов, В.Н. Мещеряков //Электротехнические системы и комплексы. 2023. № 1 (58). С. 49-56.Sentsov, E.V., Meshcheryakov, V.N. Modeling of a sensorless control system for an electric drive of a furnace roller table using neural network objects. Electrotechnical systems and complexes. 2023;1 (58):49-56.Мещеряков, В.Н., Данилов В.В. Повышение энергоэффективности асинхронного электропривода с векторным управлением за счет регулирования продольной составляющей тока статора при неполной статической нагрузке / Электротехнические системы и комплексы. 2018. № 3 (40). С. 4-11.Meshcheryakov, V.N., Danilov, V.V. Improving the energy efficiency of an asynchronous electric drive with vector control by regulating the longitudinal component of the stator current at partial static load. Electrical systems and complexes. 2018;3 (40):4-11.T.V. Sinyukova, E.V. Sentsov and A.V. Sinyukov, "Neural Network Speed Observers," 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), Lipetsk, Russia, 2019, pp. 320-324, doi: 10.1109/SUMMA48161.2019.8947484.Sinyukova, T.V., Sentsov, E.V. and Sinyukov, A.V. Neural Network Speed Observers, 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), Lipetsk, Russia, 2019, pp. 320-324, doi: 10.1109/SUMMA48161.2019.8947484.Himanshu Swami, Amit Kumar Jain, “An Improved Scalar Controlled Drive Based on Steady State Model of Vector Controlled Drive for Squirrel Cage Induction Motor”, 2021 IEEE 30th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE). Kyoto. 2021.pp. 1-5. doi: 10.1109/ISIE45552.2021.9576415Himanshu Swami, Amit Kumar Jain. An Improved Scalar Controlled Drive Based on Steady State Model of Vector Controlled Drive for Squirrel Cage Induction Motor, 2021 IEEE 30th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE). Kyoto. 2021.pp. 1-5. doi: 10.1109/ISIE45552.2021.9576415Alexander Pugachev, Andrey Kosmodamianskiy, “Induction Motor Scalar Control System with Power Losses Minimization”, 2019 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). sochi. 2019.pp. 1-5. doi: 10.1109/ICIEAM.2019.8742951.Alexander Pugachev, Andrey Kosmodamianskiy. Induction Motor Scalar Control System with Power Losses Minimization, 2019 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). sochi. 2019.pp. 1-5. doi: 10.1109/ICIEAM.2019.8742951.Куксин, А.В., Романов, А.В. Математическая модель адаптивно-векторной системы управления бездатчикового асинхронного электропривода// Электротехника. – 2009. – № 11.Kuksin, A.V., Romanov, A.V. Mathematical model of the adaptive-vector control system of a sensorless asynchronous electric drive. Electrical engineering. 2009. No. 11.Фираго, Б.И. Векторные системы управления электроприводами [Текст]: учебное пособие / Б.И. Фираго, Д.С. Васильев. – Минск: Высшейшая школа, 2016. – 159 с.Firago, B.I. Vector control systems for electric drives. Minsk: Higher School, 2016. 159 p.Афанасьев, К.С. Разработка наблюдателя состояния для асинхронного электропривода с повышенной параметрической робастностью [Текст]: дис. … канд. тех. наук: 05.09.03 / Афанасьев Кирилл Сергеевич. – Томск, 2015. – 106 с.Afanasiev, K.S. Development of a state observer for an asynchronous electric drive with increased parametric robustness dis… cand. those. Sciences: 05.09.03 / Afanasiev Kirill Sergeevich. Tomsk, 2015. 106 p.Трегубова, К.А. Обзор существующих наблюдателей состояния в векторном электроприводе / К.А. Трегубова, Т.В. Синюкова // Автоматизация и информатика. Тенденции развития современной науки. Материалы научной конференции студентов и аспирантов Липецкого государственного технического университета, 2018. С. 152-154.Tregubova, K.A. Review of existing state observers in a vector electric drive / K.A. Tregubova, T.V. Sinyukova. Automation and informatics. Trends in the development of modern science. Proceedings of the scientific conference of students and graduate students of the Lipetsk State Technical University, 2018. P. 152-154.Zhao Q., Yang Z., Sun X., Ding Q. Speed-sensorless control system of a bearingless induction motor based on iterative central difference Kalman filter // International Journal of Electronics. 2020. V. 107. N 9. P. 1524–1542. https://doi.org/10.1080/00207217.2020.1727026Zhao Q., Yang Z., Sun X., Ding Q. Speed-sensorless control system of a bearingless induction motor based on iterative central difference Kalman filter. International Journal of Electronics. 2020;107(9):1524–1542. https://doi.org/10.1080/00207217.2020.1727026.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.