Алгоритмы управления высоковольтным асинхронным электроприводом с функцией безударного переключения нагрузки на питающую сеть (300,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

УДК 621.313.333.2:62-83(075.8) К732 Рецензенты: д-р техн. наук, профессор З. С. Темлякова канд. техн. наук Е. О. Лавренов Работа подготовлена на кафедре ЭАПУ для студентов IV курса ФМА, обучающихся по направлениям 13.03.02 и 13.04.02 – Электроэнергетика и электротехника К732 Котин Д. А. Алгоритмы управления высоковольтным асинхронным электроприводом с функцией безударного переключения нагрузки на питающую сеть : учебное пособие / Д. А. Котин, Е. А. Домахин, Н. С. Попов. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2023. – 156 с. ISBN 978-5-7782-5104-5 Пособие посвящено рассмотрению проблем применения высоковольтного электропривода, широко применяемого в промышленности. Выделены такие направления, как электроприводы нефтеперекачивающих и компрессорных станций при транспортировке углеводородов и газа; электроприводы мощных вентиляционных агрегатов и дымососов в различных отраслях народного хозяйства; электроприводы насосных установок; тяговые электроприводы в железнодорожном транспорте; электроприводы шахтных подъемных машин; электроприводы прокатных станов и др. Среди высоковольтных электроприводов большой (более 100 кВт) и средней (менее 100 кВт) мощности наиболее распространены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, асинхронные электродвигатели с фазным ротором и синхронные электродвигатели. Задачей пособия является разработка математического аппарата, подхода и методики к разработке систем управления высоковольтными электроприводами. Цель пособия – дать необходимые знания для разработки принципов и подходов к выбору топологии силовой схемы высоковольтного электропривода, а также к построению алгоритмов управления электроприводом. УДК 621.313.333.2:62-83(075.8) ISBN 978-5-7782-5104-5 © Котин Д. А., Домахин Е. А., Попов Н. С., 2023 © Новосибирский государственный технический университет, 2023

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Список сокращений ................................................................................................ 5 Введение .................................................................................................................. 6 1. Высоковольтный электропривод на базе высоковольтных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором и питанием от многоуровневых преобразователей частоты .................... 9 1.1. Способы повышения энергоэффективности общепромышленных механизмов в составе высоковольтного электропривода ...................... 12 1.2. Основные требования к высоковольтным электроприводам ................. 14 1.3. Топологии многоуровневых преобразователей частоты, применяемые в высоковольтных электроприводах ................................ 17 1.4. Алгоритмы широтно-импульсной модуляции, применяемые в многоуровневых инверторах .................................................................. 27 1.4.1. Векторный алгоритм широтно-импульсной модуляции для многоуровневых инверторов напряжения ............................... 27 1.4.2. Скалярные алгоритмы широтно-импульсной модуляции для многоуровневых преобразователей частоты ........................... 31 Выводы по первому разделу ............................................................................ 39 2. Математическая модель высоковольтного электропривода на базе системы многоуровневого преобразователя частоты – асинхронный двигатель для исследований процессов синхронизации с сетью .................................................................................. 41 2.1. Разработка имитационной модели асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором ................................................................... 43 2.2. Разработка математической модели многоуровневого преобразователя по каскадной топологии с H-мостами ......................... 49 2.3. Математическая модель многоуровневого преобразователя частоты с применением фильтрующих устройств .................................. 56 2.4. Практические рекомендации о необходимости применения выходных силовых фильтров в составе высоковольтного электропривода .......................................................................................... 71 Выводы по второму разделу ............................................................................ 71 3

Стр.3

3. Алгоритмы идентификации параметров выходного напряжения МПЧ и питающей сети при переключениях нагрузки ............................ 73 3.1. Алгоритм быстродействующего автоматического ввода резерва для выполнения безударного переключения ........................................... 74 3.2. Алгоритм идентификации параметров напряжения с применением метода фазовой автоподстройки частоты ................................................ 80 3.3. Алгоритм идентификации с предварительной синхронизацией в структуре подхода фазовой автоподстройки частоты с двойной синхронной системой координат ............................................................. 96 3.4. Алгоритм идентификации с предварительной синхронизацией в структуре подхода фазовой автоподстройки частоты с двойным интегрированием ...................................................................................... 103 3.5. Алгоритм идентификации с предварительной синхронизацией на основе расширенного алгоритма фазовой автоподстройки частоты ...................................................................................................... 109 3.6. Алгоритм идентификации с предварительной синхронизацией на основе расширенного фильтра Калмана ........................................... 115 3.7. Сравнительный анализ разработанных алгоритмов для выполнения предварительной синхронизации ............................... 125 Выводы по третьему разделу ......................................................................... 126 4. Высоковольтные электроприводы с функцией безударного переключения электродвигателя между выходом многоуровневого преобразователя частоты и питающей сетью ......... 127 4.1. Высоковольтный электропривод с функцией безударного переключения на базе подхода быстродействующего автоматического ввода резерва .............................................................. 127 4.2. Высоковольтный электропривод с функцией безударного переключения асинхронного электродвигателя между многоуровневым преобразователем частоты и сетью на базе подхода переключения с перекрытием и расширенным алгоритмом фазовой автоподстройки частоты ..................................... 132 Выводы по четвертому разделу ..................................................................... 145 Заключение .......................................................................................................... 146 Библиографический список ............................................................................... 148 4

Стр.4