СТРУКТУРНИЙ СИНТЕЗ СПОСТЕРІГАЧА ШВИДКОСТІ РОТОРА МАШИНИ ПОДВІЙНОГО ЖИВЛЕННЯ

Анотація

Передумовою досліджень, проведених у цій статті, став той факт, що спостерігачі кутової швидкості ротора асинхронних машин, як правило, будуються на основі розімкнених спостерігачів потокозчеплення. Для машин подвійного живлення (МПЖ) вихідними для синтезу обрано рівняння електромагнітних процесів асинхронної машини, записані в ортогональних осях, зв’язаних із ротором. Змінними стану спостерігача є проєкції векторів струму ротора та потокозчеплення статора на осі d, q. На основі цих змінних та їх порівняння з фактичними струмами ротора формується функція адаптації, інтеграл від якої є оцінкою швидкості ротора МПЖ. Під час виведення алгоритму адаптації спостерігача з’являється квадратична форма, матриця якої складається із суми матриці стану та результату її транспонування. Однак результуюча матриця не належить до від’ємно визначених. Тому в роботі для надання спостерігачу потокозчеплення та швидкості властивості глобальної стійкості у рівняння електромагнітних процесів вводяться коригувальні зв’язки за неузгодженостями струмів таким чином, щоб обнулити коефіцієнти матриці квадратичної форми, які не належать головній діагоналі, а сама матриця стає від’ємно визначеною. Це забезпечує спостерігачу потокозчеплення стійкість у цілому. Надалі до нього добудовується функція адаптації як векторний добуток векторів потокозчеплення статора та помилки визначення струму ротора з внутрішнім регулятором, на виході якого отримуємо сигнал оцінки кутової швидкості МПЖ. Таким чином, структура спостерігача складається з підсистеми електромагнітних процесів, підсистеми коригувальних зв’язків та елементів структури, що формують оцінку швидкості. Отриманий спостерігач є замкненим, оскільки всі його змінні стану обчислюються в результаті розв’язання його власних рівнянь динаміки. Вхідними змінними слугують лише напруги статора і ротора, а також струми ротора. Спостерігач формує динамічну петлю зворотного зв’язку для векторної системи керування МПЖ. Стійкість такої системи перевірена чисельним експериментом у режимах підключеного до мережі статора та його закорочення, а також у режимі рекуперативного гальмування при швидкості нижче синхронної.