Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Проблена повышения надежности технологических установок предприятий Республики Беларусь за счет исключения нарушений технологического процесса из-за перерывов электроснабжения будет актуальна до тех пор, пока возможны отклонения от нормированного напряжения в сети электроснабжения. ^Современные регулируемые электроприводы СЗПЭ оснащаются индивидуальными средствани, г-овторного включения, которые позволяют решить проблему аварийных остановов ЭП , из-за перерывов электроснабжения. Для некоторых технологических линий комплектация их такими ЭП полностью решает обозначенную проблену. Вместе с тем существует много технологических линий, где в одном технологической процессе участвуют несколько*регулируемых ЭП. Их скорости должны быть согласованы во всех режимах работы, в тон числе и при перерывах электроснабжения. Оснащение таких технологических линий ЭП с индивидуальными средствами повторного включения не решает проблему, так как технологический процесс, при перерыве электроснабжения, нарушается из-за несогласованности скоростей отдельных ЭП, увязанных в технологической процессе. Кроне того, на промышленных предприятиях Республики Беларусь и стран СНГ установлено много технологических линий, на которых используются регулируемые ЭП, не оснащенные средствами повторного включения, например, крутильно-вытяжные машины. СКВМЭ ПО «Хииволокно» г. Светлогорска и ПО «Химволокно» г. Могилева. Для таких технологических линий необходимо обеспечить повторное включение после восстановления нормированного напряжения, а также согласованные торможение и разгон АД во время перерыва электроснабжения и последующего повторного включения. Кроме того, опыт эксплуатации регулируемых ЭП с частотно-гоковын управлением СЧТУЭ, установленных на КВМ, дает основание- утверждать, что реализованная в этих ЭП система автоматического управления ССАУ) не Обеспечивает требуемых динамических характеристик: при пуске в ход
- '-2-
возможны недопустимые застревания ротора; при частотно-токовом и рекуперативной торможении возможны значительные колебания тока асинхронного двигателя САДЭ и скорости ротора, что приводит к обрывам нити при останове'. 'Вышеперечисленные аргументы говорят о необходимости проведения исследования,- основное содержание которых сформулировано в целях и задачах настоящей работы.
Цели работы и задачи исследования. Цели работы заключаются в следующем!.
1.Разработка и исследование информационно-управляющей системы СИУСЭ для осуществления управляемого повторного включения группы регулируемых ЭП с ЧТУ, позволяющей восстановить технологический процесс, нарушенный из-за — кратковременного перерыва электроснабжения, с устранением недоотпуска продукции и с сохранением ее качества.
2.Совершенствование системы управления регулируемого ЭП с ЧТУ КВМ для повышения его статических и динамических характеристик.
Задачи, которые необходимо решить для достижения поставленных целей:
1.Разработать математические модели СИЮ регулируемого ЭП с ЧТУ и исследовать поведение координат АД в динамических режимах работы: при перерыве электроснабжения и последующем повторной включении, рекуперативной торножении, частотно-токовон торможении, пуске.
2.Разработать алгоритм функционирования устройства, обеспечивающего управляемое повторное включение АД, исключающего обрыв нити.
3.Разработать аппаратную часть, . алгоритмы . и программное обеспечение ИУС.
4.Разработать и исследовать функциональную схему ЭП с ЧТУ, позволяющую повысить его статические и динамические характеристики.
Научная Новизна полученных результатов;
1. Впервые поставлена и решена задача разработки и исследования ИУС для осуществления управляемого повторного включения группы регулируемых ЭП с ЧТУ, позволяющей: восстановить технологический
процесс, Нарушенный из-за кратковременного перерыва электроснабжения, в результате чего устраняется недоотпуск продукции и сохраняется ее качество; регистрировать основные паранетры перерывов электроснабжения; накапливать информацию об основных параметрах перерывов электроснабжения в течение достаточно длительного периода времени.
2.Предложена ММ АД в осях X-Y, позволяющая просто учесть несинусоидальность тока статора путен преобразования заданных токов статора, записанных в системе координат ССКЗ Х-ї, к трехфазным кусочно-линейным токам и обратного преобразования от трехфазных кусочно-линейных токов к" токам в СК X-Y, которые' и используются в системе уравнений неханической характеристики.
З.Разработана методика проектирования микропроцессорного контроллера для организации %управляемого повторного включения регулируемых ЭП с ЧТУ, позволяющая получить оптимальную архитектуру аппаратной части и компактный быстродействующий объектный код, реализующий алгоритм функционирования устройства.
4.Предложен оригинальный алгоритм формирования инпульсов управления на силовые вентили автономного инвертора тока с отсекающими диодами САИТСОДЗЗ, позволяющий использовать векторное управление током статора АД для подобных систем. Практическая значимость полученных результатов:
1.Разработана и изготовлена ИУС для организации управляемого повторного включения регулируемых ЭП с ЧТУ., КВМ производства полиэфирной текстильной нити. Проведены испытания ИУС в крутильно-.вытяжном цехе производства полиэфирной текстильной нити г. Светлогорска, основные результаты которых заключаются в следующей: из 144 намоточных мест, при перерыве электроснабжения и последующей повторной включении ЭП, оборвалось 12 нитей С8.ЗКЭ; физико-химические свойства нити изменились столь незначительно, что это не привело к снижению сортности продукции. Без изненений ИУС может быть использована на ПО «Химволокно» г. Светлогорска и ПО «Химволокно» г. Могилева. С незначительными изменениями, в основном
в программной обеспечении, ИУС ножет быть применена для широкого спектра технологических, установок, где нарушение технологического процесса в результате перерыва электроснабжения не допустимо по разный причинам Схиническая, металлургическая промышленность).
2. Предложены обобщенные требования к системам,. повторного включения и САУ. регулируемых ЭП для восстановления технологического процесса, нарушенного в результате перерыва электроснабжения.
3.Разработаны ММ и Программное обеспечение, которые позволяют проводить разносторонние исследования регулируеного ЭП с токоеш управлением, оптимизировать структуры и параметры различных вариантов систем д,,,токовын управлением и могут быть использованы при проектировании регулируемых ЭП', а также в учебной процессе.
4,Разработана Функциональная схема ЭП с векторным управлением, которая рекомендована в качестве основы для разработки системы ЭП взамен системы, используемой в настоящее время для приведения в движение КВМ.
S.Разработан пакет программ для вывода на печатающей устройство зависимостей координат АД Стоков, потокосцеплений статора и.ротора, электромагнитного момента * скорости ротораЗ, в тон числе и в векторном представлении, и перененных САУ от изменения выбранной переменной Свренени, скольжения, электромагнитного моментах Он ножет быть использован в инженерной деятельности С проектирование, исследования?, а также в учебном процессе.
Экономическая значимость полученных результатов. Гибкость ИУС, ее многофункциональность, относительная простота и низкая стоимость позволяют использовать ее во многих отраслях промышленности Республики Беларусь и стран СНГ, в электрических сетях которых возхожны перерывы электроснабжения и вызванные ими остановы технологического оборудования с нарушением технологического процесса и снижением качества выпускаемой продукции. Эти признаки ИУС делают возможным использование ее в качестве коммерческого продукта.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту. Авторон защищаются:
1.Информационно-управляющая система для организации управляемого повторного включения группы регулируемых ЭП с ЧТУ, позволяющая восстановить технологический процесс, нарушенный из-за кратковременного перерыва электроснабжения, с устранением недоотпуска продукции и с сохранением ее качества, позволяющая регистрировать и накапливать основные параметры перерывов электроснабжения.
-
Математические модели и программное обеспечение, позволяющие проводить разносторонние" исследования координат АД и САУ при перерыве электроснабжения и последующем повторном включении.
-
Оригинальная методика построения систем повторного включения регулируемых ЭП с ЧТУ' для обеспечения восстановления технологического процесса, нарушенного из-эа перерыва электроснабжения.
-
Оригинальный алгоритм формирования импульсов управления на силовые вентили АИТСОДЭ для векторной САУ, учитывающий схему соединения обмоток статора АД.
Личный вклад соискателя. Приведенные в настоящей работе результаты и матери&лы получены в основном при личном участии автора. Анализ результатов проведен под руководством научного руководителя.
Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертационной- работы докладывались и :обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава БГПА С1990-І992 г.}, а также на Республиканской-научно-технической конференции «Автоматизированный электропривод промышленных установок», прешедшей в г. /Минске в 1994 г. Доклады получили пелояительную оценку.
Опубликованность результатов. Основное содержание диссертации опубликовано е пяти гвчатных работах.
Структуре и объем диссертационной работы. Диссертация состоит
из введения, четырех глав, списка используемых источников из 129 наименований, приложения, содержит 75 рисунков, 11 таблиц. Общий объем работы составляет 199 "Страниц.
