Способ определения потокосцепления статора асинхронного двигателя

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам определения параметров асинхронных двигателей. С помощью датчиков тока и напряжения сначала измеряют мгновенные значения напряжений и токов в питающей сети, затем их подают в координатные преобразователи, преобразующие напряжение и токи из координатной системы А, В, С в систему alpha, beta, вычисляют предварительное значение потокосцепления с помощью фильтра низких частот первого порядка, а затем вычисляют уточненное значение потокосцепления с помощью искусственной нейронной сети на основе предварительного значения потокосцепления и значений измеренного тока. Технический результат заключается в повышении точности определения потокосцепления статора асинхронных двигателей. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения потокосцепления статора асинхронных машин в процессе их работы.

Известен способ определения потокосцепления статора асинхронного двигателя (АД) (А.с. СССР 1468211, МПК G01R 31/34. Опубл. 26.01.87. Бюл. №9), реализуемый в процессе работы АД под нагрузкой, и требующий подключения измерительной системы только к статорной цепи АД.

Его недостатком является значительная погрешность, вызванная интегрированием, которое, при наличии постоянных составляющих погрешностей в сигналах с датчиков тока и напряжения, приводит к постоянно возрастающему во времени смещению рассчитанного потокосцепления.

Также известен способ определения потокосцепления статора АД (Hinkkanen M., Luomi J. Modified Integrator for voltage model flux estimation of induction motors // IEEE Trans. on Industrial Electronics. - 2003. - V.50, No. 4. - p.818-820.), в котором, для устранения влияния постоянных составляющих, используется фильтр низких частот первого порядка.

Недостатком данного способа является то, что определение потокосцепления статора происходит с погрешностью, вызванной заменой интегратора на фильтр низких частот.

Наиболее близким техническим решением того же назначения к заявляемому по совокупности признаков является способ определения потокосцепления статора (Душинова Е.В., Левикина В.И., Васильева Е.В. Простой метод оценки потокосцепления асинхронного двигателя. Радиоэлектроника. Информатика. Управление. №1. 2008. с.143-148), согласно которому измеряют мгновенные значения напряжений и токов статорной цепи, преобразуют их в систему координат alpha, beta, вычисляют значения потокосцепления с помощью фильтра низких частот первого порядка с характеристиками, рассчитанными для уменьшения погрешности вычисления.

К его недостаткам также относится наличие погрешности определения потокосцепления двигателя, вносимой фильтром низких частот.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности определения потокосцепления статора асинхронных машин.

Технический результат заявляемого изобретения выражается в повышении точности определения потокосцепления статора АД за счет применения искусственной нейронной сети для корректировки погрешности вычисления потокосцепления статора.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения потокосцепления статора АД, включающем измерение мгновенных значений напряжений и токов статорной цепи, преобразование в систему координат alpha, beta, вычисление значения потокосцепления с помощью фильтра низких частот первого порядка с характеристиками, рассчитанными для уменьшения погрешности вычисления, согласно изобретению для уточнения вычисленного значения потокосцепления используют искусственную нейронную сеть, на вход которой подают значение потокосцепления, предварительно вычисленное с помощью фильтра низких частот, а также значения фазных токов в момент измерения, значения фазных токов с задержкой по времени на один шаг измерения и на два шага измерения, а затем с выхода искусственной нейронной сети получают уточненное значение потокосцепления.

Дополнение расчетной схемы искусственной нейронной сетью позволяет уточнить рассчитанное с помощью фильтра низких частот значение потокосцепления за счет аппроксимации зависимости истинного значения потокосцепления от потокосцепления, рассчитанного с помощью фильтра низких частот и значений фазных токов в момент измерения, значений фазных токов с задержкой по времени на один шаг измерения и на два шага измерения, уменьшив тем самым погрешность, вносимую фильтром низких частот.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, где показана структурная схема способа определения потокосцепления статора асинхронного двигателя.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом: сначала подают измеренные мгновенные значения токов и напряжений статорной цепи фаз А, В, С на координатный преобразователь 1, где вычисляют значения токов и напряжений в осях alpha и beta. Затем значения токов умножают на значение активного сопротивления статора в блоках умножения 2, и полученные произведения вычитают из напряжений в блоках вычитания 3, а разности с выходов блоков 3 подают на интегрирующие формирователи потокосцеплений 4. После этого рассчитанные значения потокосцепления вместе с мгновенными значениями токов, а также токов с задержкой по времени на один и два шага измерения с выходов блоков задержки 5, подают на вход искусственной нейронной сети 6, с выхода которой получают уточненное значение потокосцепления в осях alpha и beta.

Пример конкретного применения способа: для асинхронных двигателей 4AMX90L2Y3, 4АМ80А4СУ1, АИРМ9012У3 измеряют напряжения и токи статора АД, например, с помощью датчиков тока LA-100P и датчиков напряжения на основе резистивных делителей и преобразуют в цифровую форму, например, с помощью модуля АЦП ЛА-1,5PCI с разрядностью 12 бит. Затем преобразуют измеренные значения в систему координат alpha, beta, вычисляют значения потокосцепления с помощью фильтра низких частот первого порядка, реализовав блоки 1, 2, 3, 4 программно на промышленном компьютере или цифровом сигнальном процессоре. После чего подают вычисленные значения потокосцепления, фазных токов и фазных токов с задержкой по времени на искусственную нейронную сеть, реализованную либо программно на том же компьютере, либо в виде отдельного вычислительного устройства, а с выхода искусственной нейронной сети получают уточненное значение потокосцепления. В проведенных по данной схеме вычислительных экспериментах погрешность определения потокосцепления статора уменьшается с 5-6% до 2-3% по сравнению с расчетами без применения искусственной нейронной сети, а в проведенных практических экспериментах погрешность определения вращающего момента, рассчитываемого на основе потокосцепления статора, также уменьшилась с 5-6% до 2-3% при применении искусственной нейронной сети для уточнения значения потокосцепления.

Таким образом, заявляемый способ позволяет повысить точность определения потокосцепления статора АД.

Способ определения потокосцепления статора асинхронного двигателя, включающий измерение мгновенных значений напряжений и токов статорной цепи, преобразование в систему координат alpha, beta, вычисление значения потокосцепления с помощью фильтра низких частот первого порядка с характеристиками, рассчитанными для уменьшения погрешности вычисления, отличающийся тем, что для уточнения вычисленного значения потокосцепления применяют искусственную нейронную сеть, на вход которой подают значение потокосцепления, предварительно вычисленное с помощью апериодического звена, а также значения фазных токов в момент измерения, значения фазных токов с задержкой по времени на один шаг измерения и на два шага измерения, а затем с выхода искусственной нейронной сети получают уточненное значение потокосцепления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытаниям электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам испытания асинхронных электродвигателей. .

Изобретение относится к области диагностики механизмов и систем с электрическим приводом, в частности во взрывозащищенном исполнении, на основе анализа параметров гармонических составляющих токов и напряжений, генерируемых электродвигателем.

Изобретение относится к области диагностики технического состояния электродвигателей, например приводных двигателей горно-транспортных машин, приводных двигателей скважинных погружных насосов.

Изобретение относится к диагностике технического состояния силового электрооборудования. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах контроля ветряных двигателей. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для испытаний электрических машин. .

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля теплового состояния обмоток электродвигателей в процессе их эксплуатации в целях защиты от аварийных режимов.

Изобретение относится к электротехнике, к автоматике электрических сетей и предназначено для защиты силового трансформатора от длительной перегрузки. .

Изобретение относится к области эксплуатации асинхронных электродвигателей и может быть использовано для определения величины скольжения электродвигателя

Изобретение относится к диагностике функциональности судовой электроэнергетической системы

Изобретение относится к эксплуатации трехфазных асинхронных электродвигателей электроприводов с изменяющейся нагрузкой

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается способов и устройств для осуществления постоянного (текущего) контроля параметров вращающихся машин, в частности турбогенераторов

Изобретение относится к диагностике технического состояния двигателей и может быть использовано для диагностирования асинхронного двигателя, используемого в судовой системе электродвижения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля электрических и вибрационных параметров электроприводной арматуры, преимущественно атомных электростанций (АЭС)
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для оценки остаточного ресурса изоляции электродвигателей электроподвижного состава

Изобретение относится к области электротехники и физики магнетизма и предназначено для исследования доменной структуры ферромагнитных материалов

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам определения параметров асинхронных двигателей

Наверх