Метод ідентифікації параметрів асинхронного електропривода з низькою чутливістю до похибок вимірювання параметрів його режиму при нерухомому роторі

Abstract

Дисертаційна робота присвячена рішенню наукової задачі побудови малочутливих до наявності похибок у вхідних експериментальних даних алгоритмів ідентифікації параметрів схеми заміщення. В роботі показано, що ідентифікація параметрів Т-подібної схеми заміщення асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором в реальних умовах може відбуватися тільки при використанні допущення, що зменшує кількість невідомих параметрів (як при врахуванні, так і при нехтуванні втратами в сталі статора). Допущення про рівність L 1  і L 2  практично не впливає на перехідні та усталені процеси, що було продемонстровано за допомогою СКВ струму статора та швидкості двигуна. Проведена оцінка впливу похибок у вхідних експериментальних даних на ідентифікацію кожного параметра схеми заміщення безпосередньо з виразів для вхідної активної та реактивної складових вхідного опору з боку статора. На базі отриманих рекомендацій була складена система нелінійних рівнянь для знаходження невідомих параметрів. Оцінено вплив похибок у вхідних даних на результат рішення даної системи нелінійних рівнянь та визначені рекомендовані значення частот живлення обмоток статора при яких зберігається прийнятна чутливість рішення системи рівнянь до наявності похибок у вхідних експериментальних даних. При цьому забезпечується помилка ідентифікації не більш 10% при наявності помилки знаходження вхідного опору з боку статора не більше 5%. Рекомендовано виконувати ідентифікацію з використанням несиметричного живлення статора. Проведено аналіз взаємозв'язку рекомендованої частоти живлення статора і потужності двигуна. Виявилося, що найкраще вихідні дані описуються за допомогою логарифмічного рівняння. Експериментальна перевірка розробленого методу підтвердила теоретичні висновки.

Диссертация посвящена решению научной задачи построения малочувствительных к наличию ошибок в исходных экспериментальных данных алгоритмов идентификации параметров схемы замещения. В работе показано, что идентификация параметров Т-образной схемы замещения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в реальных условиях может происходить только при использовании допущения, что уменьшает количество неизвестных параметров (как при учете, так и при пренебрежении потерями в стали статора). Допущение о равенстве L 1  и L 2  практически не влияет на переходные и установившиеся процессы, что было продемонстрировано с помощью СКВ тока статора и скорости двигателя. Проведена оценка влияния погрешностей в исходных экспериментальных данных на идентификацию каждого параметра схемы замещения непосредственно из выражений для входящей активной и реактивной составляющих входного сопротивления со стороны статора. На базе полученных рекомендаций была составлена система нелинейных уравнений для нахождения неизвестных параметров. Оценено влияние погрешностей в исходных данных на результат решения данной системы нелинейных уравнений и определены рекомендуемые значения частот питания обмоток статора при которых сохраняется приемлемая чувствительность решения системы уравнений в наличии погрешностей в исходных экспериментальных данных. При этом обеспечивается ошибка идентификации не больше 10% при наличии ошибки нахождения входного сопротивления со стороны статора не более 5%. Рекомендуется выполнять идентификацию с использованием несимметричного питания статора. Проведен анализ взаимосвязи рекомендованной частоты питания статора и мощности двигателя. Оказалось, что лучше всего исходные данные описываются с помощью логарифмического уравнения. Экспериментальная проверка разработанного метода подтвердила теоретические выводы.

The thesis is devoted to solving the scientific problem of constructing of the algorithms for identifying parameters of the equivalent circuit with low-sensitivity to the presence of errors in the initial experimental data. It is shown that identification of parameters of a T-shaped equivalent circuit of an asynchronous motor with a squirrel-cage rotor in real conditions can be made only when an assumption is used, that reduces the number of unknown parameters (both when taking into account and neglecting losses in the stator steel). The assumption of the equality of L 1  and L 2  has practically no effect on transient and steady-state processes, which was demonstrated using the root-mean-square deviation of the stator current and the motor speed. The influence of errors in the initial experimental data on the identification of each parameter of the equivalent circuit directly from the expressions for the active and reactive components of the input stator resistance was evaluated. Based on the recommendations received, a system of nonlinear equations was compiled for finding unknown parameters. The influence of the errors in the initial data on the result of solving this system of nonlinear equations is estimated, and recommended values of the supply frequencies of the stator windings for which the acceptable sensitivity of the solution of the system of equations in the presence of errors in the original experimental data is maintained. This provides an identification error of no more than 10% in the presence of an error in finding the input resistance from the stator no more than 5%. It is recommended to perform identification using nonlinear stator supply. The analysis of the relationship of the recommended stator power frequency and motor power was carried out. It turned out that the initial data are best described using a logarithmic equation. Experimental verification of the developed method confirmed the theoretical conclusions.