Про оцінку стану в електроприводах
Принципи проектування керування ковзним режимом та застосування до електроприводів. Розглянуто основні поняття, математика та аспекти проектування систем із змінною структурою, а також тих, у яких ковзні режими є основним режимом роботи. Основними аргументами на користь управління ковзним режимом є зменшення порядку, процедура проектування розв'язки, відмова від перешкод, нечутливість до змін параметрів і проста реалізація за допомогою перетворювачів живлення. Проаналізовано алгоритми керування та обробки даних, що використовуються в системах змінної структури. Показано потенціал методології керування ковзним режимом для універсальності електроприводів та функціональних цілей керування.
Потужні та/або високовольтні електроприводи. Багаторівневі перетворювачі: (1) можуть генерувати майже синусоїдальну напругу лише з перемиканням основної частоти; (2) майже не мають електромагнітних перешкод або синфазної напруги; і (3) підходять для великих електроприводів з номінальною вольтамперною напругою та високої напруги. Каскадний інвертор природно підходить для великих автомобільних повністю електричних приводів, оскільки він використовує кілька рівнів джерел постійної напруги, які можуть бути доступні від батарей або паливних елементів. Перетворювач із закріпленими діодами на задній панелі ідеально підходить там, де є джерело змінної напруги, наприклад, у гібридному електромобілі. Результати моделювання та експериментів показують перевагу цих двох перетворювачів над дворівневими приводами на основі широтно-імпульсної модуляції. Багаторівневі перетворювачі для великих електроприводів.
З 1994 року Університет Міннесоти проводить давно назрілу реструктуризацію курсів силової електроніки та електричних машин/приводів. Ця реструктуризація дозволяє інтегрувати цифровий контроль у перші курси, таким чином навчаючи студентів того, що їм потрібно навчитися, роблячи ці курси привабливими та забезпечуючи безперебійну безперервність курсів поглибленого рівня. Завдяки стислому викладу лише на двох курсах бакалавра, ця реструктуризація мотивує студентів брати відповідні курси з програмованих логічних контролерів, мікроконтролерів та програмних процесорів цифрових сигналів. Про оцінку стану в електроприводах.Це забезпечує першокласну освіту, яка є значущою як на робочому місці, так і в аспірантурі, що веде до кар’єри, орієнтованої на дослідження та розробки. Ця реструктуризація складається з кількох компонентів. Застарілі теми, які витрачають час і вводять студентів в оману, видаляються. Для інтеграції контролю в перші курси розроблені унікальні підходи для ефективнішої передачі інформації. У першому курсі силової електроніки визначено будівельний блок у широко використовуваних топологіях перетворювачів живлення. Реструктуризація перших курсів силової електроніки та електроприводів, що інтегрує цифрове керування.
Оскільки майже дві третини світової електроенергії споживається електричними приводами, не дивно, що їх належний контроль дає відчутну економію енергії. Ефективне використання електроприводів також має далекосяжні застосування в таких галузях, як автоматизація заводів (робототехніка), екологічно чистий транспорт (гібридно-електричні транспортні засоби) та управління ресурсами енергії з відновлюваних джерел (вітер і сонячна). Advanced Electric Drives використовує підхід на основі фізики для пояснення фундаментальних концепцій управління сучасним електроприводом та його роботи в динамічних умовах. Автор Нед Мохан, багаторічний лідер у галузі освіти та досліджень електричних енергетичних систем (EES), показує, як інвестиції в належні засоби керування, передові симуляції MATLAB і Simulink, а також ретельне продумання проектування енергетичних систем призводить до значної економії енергії та доларів. Пропонуючи студентам свіжу альтернативу стандартним математичним методам перетворення величини фази abc по осі dq, удосконалені електроприводи: аналіз, керування та моделювання за допомогою MATLAB/Simulink.
З одного боку розроблений нелінійний спостерігач, а з іншого боку, стан швидкості оцінюється за допомогою брудної похідної від виміряної позиції. Брудна похідна є приблизною версією ідеальної похідної, яка вводить помилку оцінки кілька разів, проаналізовану в програмах приводу. З цієї причини наша пропозиція в цій роботі полягає в ілюстрації кількох аспектів продуктивності брудної похідної за наявності як невизначеності моделі, так і шумових вимірювань. З цією метою вводиться кейс. У прикладі розглядається оцінка швидкості ротора в кроковому двигуні з постійними магнітами, припускаючи, що вимірюються положення ротора та електричні змінні. Крім того, у цій роботі наводяться коментарі щодо зв’язку між брудними похідними та спостерігачами, а також зазначаються переваги та недоліки обох методів.
Статистичний метод оптимізації електричних машин для електроприводів.
Запропоновано метод вибору та оптимізації системи електроприводу шляхом аналізу критичних для якості предметів системи електроприводу відповідно до теорії шести сигм. Критичні для якості предмети включають вагу, обсяг, надійність, ефективність та вартість. Для вибору оптимального дизайну можна оцінити різні підходи до проектування. Підходи до проектування можуть включати тип електричної машини, систему охолодження, електричну інтеграцію та електрично-механічний інтерфейс.
Основи електроприводів, представляє основні теми та фундаментальні поняття, що лежать в основі електричних машин, силової електроніки та електроприводів для студентів-електротехніків на рівні бакалаврату. Про оцінку стану в електроприводах.Більшість існуючих книг про електроприводи зосереджені або на перетворювачах і аналізі форми сигналу (ігноруючи динаміку механічного навантаження), або на характеристиках двигуна (що дає коротке відступлення від аналізу перетворювачів і контролерів). Ця книга надає повний огляд предмета на належному рівні для студентів EE. Книга знайомить читачів із аналізом та проектуванням повної системи електроприводів, включаючи охоплення механічних навантажень, двигунів, перетворювачів, датчиків та контролерів. Крім того, що ця книга слугує як текст, ця книга служить корисним і практичним довідником для професійних інженерів з електроприводів.
Моделювання апаратного забезпечення в петлі сьогодні є стандартним методом тестування електронного обладнання в автомобільній промисловості. Оскільки електричні приводи та силові електронні пристрої стають все більш важливими в автомобільних додатках, такі системи мають бути інтегровані в апаратне моделювання в циклі. Силові перетворювачі та електроприводи використовуються сьогодні в багатьох різних застосуваннях у транспортних засобах (гібридна електрична або електрична трансмісія, електричні системи рульового керування, перетворювачі постійного струму тощо). Широкий діапазон застосувань, топологій і рівнів потужності призводить до різних підходів і рішень для тестування апаратного забезпечення в циклі. У цій статті дається огляд апаратного моделювання силової електроніки та електроприводів в автомобільній промисловості. Описано наявні зараз технології та окреслено майбутні проблеми.
Точне вимірювання втрат потужності в високоефективних пристроях важко. Незабаром набудуть чинності стандарти вимірювань для промислових перетворювачів і комплектних електроприводів, включаючи як двигуни, так і перетворювачі, і слід включити методи вимірювання для цих пристроїв. У калориметричному методі втрати потужності вимірюються безпосередньо. Однак калориметри, представлені раніше, в основному є спеціально розробленими системами, і тому зазвичай мають дуже складну конструкцію. Отже, їхня застосовність до оцінки загальних електроприводів обмежена.Про оцінку стану в електроприводах. У цьому дослідженні пропонується функціональна калориметрична концепція вимірювання втрат потужності до 2 кВт. Таку втрату потужності можна застосувати з сучасними силовими електронними перетворювачами потужністю до 110 кВт. Конструкція концепції проста і легка. Він не вимагає складної конструкції або великої площі в місці вимірювання. Концепція масштабована і дублюється для різних розмірів. Без проблем можна вимірювати різні пристрої з різними кабелями. Калориметрична концепція для вимірювання втрат потужності до 2 кВт в електроприводах.
Допоміжний котел SIM 321 Цифровий вхід 6ES7 321 -1BL00 - 2AA0 1
Допоміжний котел SIM 321 Цифровий вхід 32 CH 6ES7 321 -1BL00 - 0AA0 1
Допоміжний котел SIM 321 Цифровий вхід 16 CH 6ES7 321 -1BH02 - 0AA0 1
Допоміжний котел SIM 322 Цифровий вихід 32 CH 6ES7 322 -1BL00 - 0AA0 1
Допоміжний котел SIM 322 Цифровий вихід 16 CH 6ES7 322 -1BH01 - 0AA0 1
Допоміжний котел SIM 331 Аналоговий вхід 8-канальний 24 В 13 біт 6ES7 331 - 1KF01- 0AB0 1
Допоміжний котел SIM 331 Аналоговий вхід 8 CH 6ES7 331 - 7KF02 - 0AB0 1
Допоміжний котел SIM 331 Аналоговий вхід 8 CH 6ES7 331 - 7HF01 - 0AB0 2
Допоміжний котел SIM 332 Аналоговий вихід 8 CH 6ES7 332 - 5HF00 - 0AB0 1
Допоміжний котел SIM 332 Аналоговий вихід 4 CH 6ES7 332 - 5HD01 - 0AB0 1
Сучасна сільськогосподарська техніка повинна працювати максимально ефективно. Часто вони вже оснащені електронними системами управління. Приводи сучасних сільськогосподарських знарядь в основному механічні або гідравлічні. Останні розробки та вдосконалення електроприводів посилюють їх застосування в сільськогосподарській техніці. Певний інтерес викликає зниження витрати палива в результаті високої ефективності та автоматизованих робочих процедур. З точки зору архітектури системи, так звані агрогібридні структури можуть бути похідними від автомобільних гібридних систем. Їх потрібно визначити та вибрати разом із необхідною функціональністю. Буде представлено деякі основні результати опитування австрійських виробників обладнання та техніки щодо інтересу до електроприводів та потенціалу.
Основною формою управління трансмісією є система електроприводу з кількома блоками водія. Електричний синхронний рух часто є ключовою проблемою для системи. У цій статті представлено основний принцип синхронного керування та три види синхронних методів керування, а їх характеристики детально розглянуті.
Моделі представлені у вигляді еквівалентної схеми для збереження ідентичності нелінійних параметрів. Схеми, позначені як Γ або інверсна Γ форма, простіші, ніж звичайна схема T-форми. Їх параметри легко визначають з термінальних вимірювань. Основні ефекти магнітної нелінійності включені в моделі більш точним способом, ніж той, який зазвичай отримується за допомогою звичайних схем Т-форми. Також обговорюється моделювання часових гармонік.
Різні типи апаратного моделювання в циклі для електроприводів 。Апаратне моделювання в циклі (HIL) все частіше використовується для оцінки продуктивності електроприводів. Програмне моделювання призводить до розробки управління досліджуваною системою. У цьому випадку зазвичай передбачається багато спрощень, щоб скоротити час обчислень. Перед реалізацією контролю в реальному часі моделювання HIL може бути дуже корисним проміжним кроком. Таким чином, апаратний пристрій вводиться в цикл, щоб врахувати його реальні обмеження. У цій роботі пропонується три різні види моделювання HIL: рівень сигналу, рівень потужності та механічний рівень. Наведено приклад тягової системи електроскутера.
Ідентифікація сигналу є поширеною проблемою в електроприводах. У цій роботі пропонується використовувати вейвлет-перетворення для виділення та ідентифікації конкретних частотних компонентів. Спочатку вимірювання струму від застосування постійної напруги/герц фільтруються за допомогою різних вейвлетів, а результати порівнюються зі звичайними методами фільтрації. Потім пропонується псевдоадаптивний метод видалення шумів на основі вейвлетів, які регулюють рівень розкладання залежно від швидкості обертання ротора. Нарешті, вейвлети використовуються в схемі оцінки швидкості високочастотної ін’єкції, і показано, що вони перевершують звичайні методи в таких випадках, коли корисна інформація може бути з більш високою частотою і мати неточні частотні компоненти. Експериментальні та змодельовані результати підтверджують ці твердження.
Дві проблеми все ще залишаються великою проблемою при розробці та застосуванні передових керованих електроприводів, а саме: відновлення енергії гальмування та здатність системи приводу проїхати. Крім звичайних рішень, таких як зворотні та матричні перетворювачі, підхід, заснований на звичайному діодному передньому приводі, обладнаному елементом накопичення енергії, використовується в деяких програмах, таких як тягові та підйомні приводи. Цей підхід став у центрі уваги останнім часом із швидким розвитком електрохімічних двошарових конденсаторів, так званих ультраконденсаторів. Для досягнення гнучкості системи та кращої ефективності ультраконденсатор підключається до накопичувача через перетворювач постійного струму. Управління перетворювачем здійснюється таким чином, щоб виконувати цілі керування: контроль напруги на шині постійного струму, стан заряду ультраконденсатора та фільтрація пікової потужності. У цій роботі ми обговорили аспекти моделювання та керування регенеративно-керованим електроприводом, що використовує ультраконденсатор як пристрій накопичення енергії та аварійного джерела живлення.
Розробка регулятора швидкості для безсенсорних електроприводів на основі методів ШІ: порівняльне дослідження. Регулятори швидкості на основі (1) нейронної мережі з прямим зв’язком, (2) нейронечіткої мережі та (3) самоорганізуючого Такагі-Сугено ( TS) розроблені моделі на основі правил. Проведено порівняльний аналіз поведінки приводу з цими трьома типами контролерів швидкості на основі штучного інтелекту. Крім того, проведено порівняння щодо продуктивності приводу, отриманої за допомогою звичайного оптимізованого PI-контролера. Детальне моделювання низки перехідних процесів показує, що найкращу продуктивність, з точки зору точності та складності обчислень, пропонує самоорганізуючийся контролер Такагі-Сугено. Контролери розроблені та випробувані для установки, що містить двигун постійного струму з роздільним збудженням із змінною швидкістю.
З точки зору ЕМС, інтеграція систем електроприводу в сучасні автомобілі представляє суттєвий виклик. Система електроприводу – це новий компонент, що складається з високовольтного джерела живлення, перетворювача частоти, електродвигуна та екранованих або неекранованих кабелів високої потужності. Відношення до цієї нової системи електроприводу або її компонентів як до традиційного автомобільного компонента з точки зору процедур тестування на електромагнітні електромагнітні поштовхи та лімітів викидів призведе до істотних проблем несумісності. У цій роботі досліджуються питання ЕМС, пов'язані з інтеграцією системи електроприводу в звичайний легковий автомобіль. Компоненти системи приводу були проаналізовані як джерела шуму, так і частина зчеплення в новій електричній системі автомобіля. Отримані результати також можуть бути використані для визначення допустимих рівнів шуму на високовольтній шині системи електроприводу.
ШІМ-перетворювач на стороні лінії зі зниженими гармоніками для електроприводів. Описано широтно-імпульсний модулятор із зниженими гармоніками та його застосування для керування трирівневим перетворювачем живлення на стороні лінії для приводу змінного струму зі змінною швидкістю. Схема широтно-імпульсної модуляції для інвертора джерела напруги визначає кожен окремий момент перемикання на основі постійно оновлюваного балансу вольт-секунд між опорним вектором і фактичним вектором стану перемикання. Показано, що генерована імпульсна послідовність є асинхронною. Спектри Фур'є характеризуються відсутністю високоамплітудних дискретних компонентів носіїв. Випромінювання акустичного шуму, що випромінюється від магнітних компонентів, зменшується. Експериментальні результати отримано від транзисторного перетворювача, що працює від промислового джерела живлення 660 В. Напруга лінії постійного струму становить 1200 В.
Традиційні дворівневі інвертори з високочастотною широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ) для приводів двигунів мають кілька проблем, пов'язаних з їх високочастотним перемиканням, яке створює синфазну напругу та швидкість зміни високої напруги (dV/dt) для обмоток двигуна. Багаторівневі інвертори вирішують ці проблеми, оскільки їх пристрої можуть перемикатися на набагато нижчій частоті. Про оцінку стану в електроприводах.Визначено дві різні багаторівневі топології для використання в якості перетворювача живлення для електроприводів: каскадний інвертор з окремими джерелами постійного струму; і спін-до-спину діодний затиснутий перетворювач. Каскадний інвертор природно підходить для великих автомобільних повністю електричних приводів через можливу високу номінальну потужність і тому, що він використовує кілька рівнів джерел постійної напруги, які можуть бути доступні від батарей або паливних елементів. Перетворювач із закріпленими діодами ідеально підходить там, де є джерело змінної напруги, наприклад гібридний електромобіль. Результати моделювання та експериментів показують перевагу цих двох перетворювачів потужності над приводами на основі ШІМ.
Описано концепцію ШІМ-модулятора зі зниженою гармонікою, що застосовується для керування перетворювачем живлення на стороні лінії для електроприводів зі змінною швидкістю. Алгоритм ШІМ визначає тривалість увімкненого стану кожного вектора перемикання на основі спостереження опорного вектора напруги, що змінюється у часі. Оскільки немає посилання на сигнал несучої постійної частоти, генеровані імпульси стають асинхронними. Основною властивістю цього методу є створення квазінеперервного гармонічного спектру, в якому всі частотні компоненти мають більш-менш однакові величини. Це є перевагою в порівнянні зі схемами керування на основі несучої ШІМ, які демонструють високоамплітудні компоненти несучої та бічної смуги в своїх гармонічних спектрах. Випромінювання акустичного шуму, випромінюваного індуктивністю фільтра змінного струму, зменшується.
