Wyniki 1-10 spośród 11 dla zapytania: authorDesc:"Grzegorz TARCHAŁA"

Kaskadowe struktury sterowania ślizgowego w zastosowaniu do napędów z silnikami indukcyjnymi

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono zastosowanie sterowania ślizgowego w sterowaniu momentem, prędkością i położeniem wału silnika indukcyjnego. Pokazane i porównane zostały zarówno metody sterowania klasycznego, bezpośredniego, jak i metody wykorzystujące kaskadowe połączenia kilku regulatorów ślizgowych. Abstract. In the paper the Sliding-Mode theory application in control of torque, speed and position of the induction motor is presented. The classical, direct control methods, as well as the cascade sliding-mode control methods are shown and compared. (Cascade sliding-mode control of the induction motor drives) Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, sterowanie ślizgowe, chattering Keywords: induction motor, sliding-mode control, chattering Wstęp Napędy z silnikami indukcyjnymi stanowią coraz większy procent rynku napędów elektrycznych. Zawdzięczają to prostocie swej budowy, a co za tym idzie niezawodności działania. Silniki te wymagają jednak zaawansowanych metod sterowania [1]. Klasyczne metody sterowania, takie jak: polowozorientowana DFOC czy bezpośrednie sterowanie momentem DTC, są wrażliwe na zmiany parametrów silnika jak i na zmiany zewnętrznego momentu obciążenia. Sterowanie wykorzystujące teorię ruchu ślizgowego SMC (ang. Sliding-Mode Control) może być efektywną i odporną alternatywą w stosunku do wymienionych powyżej [2]. Koncepcja takiego sterowania pojawiła się już w latach 30-tych XXw. [3] w Rosji. Po raz pierwszy zostało ono zastosowane do sterowania napędów z silnikami indukcyjnymi na przełomie lat 70-tych i 80-tych [4]. Było ono dalej rozwijane między innymi przez Utkina [5] i innych [6]. Trwały także prace nad eliminacją głównego niekorzystnego zjawiska dotyczącego sterowania ślizgowego, mianowicie tzw. chatteringu [7]-[9]. W ostatnich latach ciągle powstają nowe rozwiązania dotyczące opisywanych metod sterowania, w tym wykorzystanie tzw. sterowania drugiego rzędu (ang. twisting algorithm) [10], kombinacja klasycznego ste[...]

Ślizgowy adaptacyjny estymator prędkości kątowej silnika indukcyjnego o zmodyfikowanym algorytmie adaptacji DOI:10.15199/48.2016.05.16

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono nowy estymator prędkości kątowej wykorzystujący ruch ślizgowy. Przedstawiony mechanizm adaptacji prędkości składa się z dwóch części: ciągłej oraz nieciągłej, wykorzystującej funkcję znaku. W porównaniu z dotychczas stosowanymi estymatorami pozwala on uzyskać mniejsze oscylacje estymowanej prędkości oraz zmniejszyć opóźnienie wprowadzane przez filtr dolnoprzepustowy. Analiza teoretyczna estymatora zilustrowana została wynikami badań symulacyjnych. Abstract. In the paper a novel sliding mode speed estimator is presented. The proposed adaptation mechanism consists of two parts: continuous and discontinuous, taking the advantage of the sign function. In comparison to the estimators presented so far, it allows to obtain lower oscillations of the estimated speed and to decrease the delay introduced by the low-pass filter. The theoretical analysis is illustrated with simulation test results. (Sliding mode adaptive induction motor speed estimator with modified adaptation algorithm). Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, estymacja prędkości, ruch ślizgowy, układ bezczujnikowy. Keywords: induction motor, speed estimation, sliding mode, sensorless system.[...]

Diagnostyka uszkodzeń elektrycznych silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika częstotliwości w zamkniętej strukturze sterowania DOI:10.15199/48.2018.05.26

Czytaj za darmo! »

Przekształtnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi (SI) są powszechnie stosowane w wielu procesach przemysłowych, tym samym problemy związane z wykrywaniem uszkodzeń elektrycznych i mechanicznych stają się coraz bardziej istotne. W skład współczesnego układu napędowego, oprócz samego silnika napędowego wchodzi wiele wyspecjalizowanych urządzeń, które stanowią układy zasilania i energoelektroniki (przekształtnik częstotliwości z modulacją PWM), układy pomiarowe oraz sterowania. Każde z tych urządzeń jest narażone na wystąpienie uszkodzeń, które w konsekwencji mogą powodować zakłócenie normalnej pracy układu napędowego i wymagają podjęcia odpowiedniego działania przez układ sterowania. Według [1 - 3] częstymi uszkodzeniami silników indukcyjnych są uszkodzenia elektryczne i stanowią od 20% do 40% wszystkich uszkodzeń. Dotyczą one zarówno obwodu stojana (zwarcia zwojowe) jak również obwodu wirnika (dla silnika klatkowego - pęknięte pręty). Uszkodzenia uzwojeń stojana zaczynają się jako niezauważalne zwarcie zwojowe, które szybko rozprzestrzenia się na całe uzwojenie powodując w konsekwencji zwarcie główne, które najczęściej prowadzą do awaryjnego zatrzymania silnika. Z drugiej strony silniki indukcyjne charakteryzują się dużą odpornością na uszkodzenia klatki wirnika, niemniej jednak pęknięcie nawet jednego pręta prowadzi do zmniejszenia momentu obrotowego silnika, a więc wzrostu wartości prądów fazowych oraz poślizgu. W przypadku wystąpienia tego typu uszkodzeń w silniku pracującym w zamkniętej strukturze sterowania polowozorientowanego, zmiana wartości parametrów uzwojeń stojana i wirnika powoduje zaburzenia w prawidłowym działaniu struktury sterowania częstotliwościowego (nieprawidłowa wartość estymowanych strumieni) [4-6]. Niekontrolowany wzrost stopnia uszkodzenia powoduje w konsekwencji niestabilną pracę napędu [7]. Dlatego też ważne jest, aby wykrycie uszkodzenia nastąpiło możliwie jak najszybciej. W zależn[...]

Sterowanie ślizgowe prędkością i momentem silnika indukcyjnego

Czytaj za darmo! »

W artykule zaprezentowano wykorzystanie teorii ruchu ślizgowego do nadrzędnego sterowania prędkością kątową oraz podporządkowanego sterowania momentem w napędzie z silnikiem indukcyjnym. Opracowane algorytmy mogą być zastosowane zarówno osobno jak i w jednym układzie napędowym - to ostatnie podejście zostało przedstawione poniżej. Przedstawiono schematy blokowe stosowanych rozwiązań. W celu zilustrowania prezentowanych metod pokazano wyniki badań symulacyjnych. Abstract. In this paper the application of the sliding-mode control to outer speed and inner motor torque control loops of the induction motor drive is presented. Developed algorithms can be applied separately as well as in one drive system scheme - and the last approach is presented below. Schematic diagrams of presented solutions are shown. Simulation results are included to illustrate described methods. (Sliding-mode speed and torque control of the induction motor). Słowa kluczowe: sterowanie ślizgowe, sterowanie odporne, chattering, napędy z silnikami indukcyjnymi. Keywords: sliding-mode control, robust control, chattering, induction motor drives. Wstęp Napędy elektryczne z silnikami indukcyjnymi (SI) łączą w sobie niezawodność działania przy jednoczesnej znacznej komplikacji układu sterowania. Niezawodność gwarantowana jest prostotą budowy samego silnika, układ sterowania musi natomiast kontrolować obiekt silnie nieliniowy, o skomplikowanej postaci modelu matematycznego [1]. Sterowanie ślizgowe (ang. Sliding-Mode Control - SMC), podobnie jak tradycyjne już metody sterowania wektorowego typu DFOC (ang. Direct Field Oriented Control) i DTC (ang. Direct Torque Control), może być skutecznym rozwiązaniem tego problemu i umożliwić uzyskanie doskonałej dynamiki zarówno momentu i prędkości SI. Obie te wielkości mogą być sterowane przy wykorzystaniu teorii ruchu ślizgowego [2], zarówno osobno jak i w jednym układzie napędowym, gdy zarówno wewnętrzna pętla sterowania (momentem) [...]

Sliding Mode Speed Observer for the Induction Motor Drive with Different Sign Function Approximation Forms and Gain Adaptation

Czytaj za darmo! »

This paper deals with sign function continuous approximation forms influence on the performance of the classical Sliding Mode Observer (SMO). Saturation and sigmoid functions are used to reduce the chattering, introduced due to the sign function usage. The influence of the filter time constant is also being widely considered. Finally, two simple methods of the observer gain adaptation are presented and described. Simulation and experimental tests, obtained using a DSP-based system, are shown to illustrate presented issues. Streszczenie. W artykule opisano wpływ zastosowania ciągłej aproksymacji funkcji znaku na pracę klasycznego ślizgowego obserwatora prędkości. Funkcje nasycenia oraz funkcja sigmoidalna użyte zostały w celu redukcji zjawiska chatteringu, który powstaje na skutek wykorzystania funkcji znaku. Szeroko przebadany został również wpływ stałej czasowej filtru. Zaprezentowane zostały także dwie proste metody adaptacji wzmocnienia obserwatora. Opisywane zagadnienia zostały zilustrowane przy pomocy badań symulacyjnych i eksperymentalnych. (Ślizgowy obserwator prędkości dla napędu indukcyjnego z różnymi funkcjami aproksymującymi oraz adaptacją wzmocnienia). Keywords: sliding mode observer, induction motor drive, chattering, continuous approximation. Słowa kluczowe: obserwator ślizgowy, napęd indukcyjny, chattering, ciągła aproksymacja. Introduction The induction motor drives due to their low cost and operational reliability are becoming more and more common in the industry. Perfect dynamic performance of the drives can be assured by one of the field-oriented control methods. Additional cable reduction can be assured by a speed estimation. Speed estimation can be also applied in applications where the speed sensor can be damaged [1]. The control structure was the first sliding modes application area for induction motors. The sliding modes (SM) as a main part of variable structure systems theory was first proposed by Izosimov in[...]

Ślizgowe sterowanie prędkością silnika indukcyjnego przy wykorzystaniu zmiennej w czasie prostej przełączającej DOI:10.12915/pe.2014.05.02

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawione zostało zastosowanie ruchu ślizgowego w sterowaniu prędkością kątową silnika indukcyjnego. Wykorzystana została metoda ekwiwalentna, w której sygnał sterujący składa się z dwóch części: ciągłej oraz nieciągłej (podlegającej oscylacjom). W celu zapewnienia jednakowej dynamiki przebiegów prędkości kątowej napędu oraz odporności układu podczas etapu osiągania prostej przełączającej, niezależnie od zakłóceń zewnętrznych i parametrycznych, zaproponowano zastosowanie zmiennej w czasie prostej przełączającej. Abstract. The paper deals with the sliding mode application in the control of the induction motor speed. The equivalent control method, in which the control signal consists of two parts: continuous and discontinuous (that is subject to oscillations), is used. In order to ensure identical dynamics of the speed transients and system robustness during the switching line reaching phase, regardless of the external and parametric disturbances, the timevarying switching line approach is proposed. (Sliding mode control of the induction motor speed with a time-varying switching line). Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, sterowanie ślizgowe, projektowanie, zmienna prosta przełączająca. Keywords: induction motor, sliding mode control, design, time-varying switching line. doi:10.12915/pe.2014.05.02 Wstęp Sterowanie ślizgowe, jako algorytmiczna metoda sterowania, oparta na modelu matematycznym badanego obiektu, zapewnia doskonałą dynamikę regulowanych zmiennych [1]. Jedną z głównych cech tego rodzaju sterowania jest odporność na zakłócenia, zarówno zewnętrzne, jak i parametryczne. Inna z cech tego sterowania - chattering, czyli indukowanie oscylacji w sterowanych zmiennych, może zostać zredukowane między innymi poprzez dobór odpowiedniej metody sterowania [2] Sterowanie ślizgowe może z powodzeniem być stosowane do sterowania wszystkimi zmiennymi stanu w napędach z silnikami indukcyjnymi [3]. Sterowanie to, w sposób natural[...]

Analiza porównawcza wybranych struktur estymacji prędkości i strumienia wirnika silnika indukcyjnego w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono wyniki badań porównawczych trzech układów estymacji prędkości i strumienia wirnika silnika indukcyjnego, charakteryzujących się stosunkowo niewielką wrażliwością na zmiany parametrów schematu zastępczego oraz możliwością pracy w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej. Estymatory te zostały sprawdzone i porównane zarówno pod względem możliwości estymacji prędkości, jak też pod względem stopnia skomplikowania algorytmu i jego stabilności numerycznej. Wykonane zostały badania symulacyjne i eksperymentalne umożliwiające ocenę sterowanego wektorowo bezczujnikowego napędu indukcyjnego współpracującego z analizowanymi estymatorami. Abstract. The paper presents the comparative study of three types of the speed and flux estimators based on the mathematical model of the induction motor. These estimators are characterized by relatively low sensitivity to motor parameter changes and proper operation in a wide reference speed range. Proposed solutions are tested and compared in the speed estimation task as well as from the point of view of computational complexity and numerical stability. Simulation tests of all analyzed estimators are verified experimentally in the sensorless vector controlled induction motor drive. (Comparative analysis of the chosen speed and flux estimators of the induction motor in the wide reference speed changes). Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, napęd bezczujnikowy, estymacja prędkości, estymator ślizgowy, estymator MRAS Keywords: induction motor, sensorless drive, speed estimation, sliding mode estimator, MRAS estimator Wstęp Napędy elektryczne z silnikami indukcyjnymi (SI), w tym także napędy bezczujnikowe [1], stanowią coraz większy odsetek układów stosowanych w przemyśle. Ciągle rosnące wymagania, co do tych napędów powodują, że poszukuje się rozwiązań charakteryzujących się dużym stopniem bezpieczeństwa i stabilną pracą w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej [1], [3]. Dzięki rozwojowi u[...]

Experimental analysis of the sensorless traction drive system with DTC-SVM algorithm and MRASCC estimator

Czytaj za darmo! »

In the paper the sensorless DTC-SVM induction motor drive system for tram application is described. For the rotor speed, electromagnetic torque and stator flux vector reconstruction the MRASCC estimator was applied. This estimator is less sensitive to the motor parameter variation than other observers and is stable in the wide range of the speed reference changes as well as it is simple in practical implementation. Experimental tests, typical for traction applications, were performed for 50kW induction motor drive in the whole speed and torque ranges. Streszczenie. W pracy przedstawiono analizę bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z wykorzystaniem metody DTC-SVM dla trakcji miejskiej. Do estymacji strumienia stojana, momentu elektromagnetycznego i prędkości kątowej wykorzystano estymator MRASCC, charakteryzujący się zwiększoną odpornością na zmiany parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego oraz stabilnością w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej wirnika i prostotą realizacji sprzętowej. Wykonano obszerne badania eksperymentalne na stanowisku laboratoryjnym z silnikiem indukcyjnym o mocy 50kW w całym zakresie zmian prędkości i momentu obciążenia, typowe dla napędów trakcyjnych. (Analiza bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z wykorzystaniem metody DTC-SVM) Keywords: induction motor, sensorless drive, speed estimation, MRAS estimator, traction drive Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, napęd bezczujnikowy, estymacja prędkości, estymator MRAS, napęd trakcyjny Introduction Recently the AC motors are more and more popular in the industrial drives, because of their robust construction and relatively low manufacturing cost (especially in a case of induction motor drives), practically maintenance-free, and at least well-matured vector control methods, which assure as good dynamical performance as in the case of DC motor drives [1]-[4]. So, these control ideas have been in[...]

Zastosowanie emulacji analogowej do dyskretnej realizacji prądowego estymatora prędkości silnika indukcyjnego MRASCC DOI:10.15199/48.2018.05.17

Czytaj za darmo! »

W ciągu ostatnich lat bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi (SI) zaczęły przyciągać uwagę naukowców ze względu na swoje zalety związane m.in. ze zwiększeniem niezawodności, obniżeniem kosztów, zmniejszeniem liczby kabli i czujników, jak również możliwością pracy w nieprzyjaznym środowisku. Istotną właściwością takich układów jest konieczność estymacji wybranych zmiennych stanu. W literaturze można znaleźć wiele metod i technik estymacji zmiennych stanu dla bezczujnikowych układów sterowania silnikami indukcyjnymi [1-3]. Obecnie układy napędowe stosowane są w realizacji mikroprocesorowej. Zaprojektowana struktura sterowania podlega dyskretyzacji (zazwyczaj stosowana jest konwencjonalna metoda Eulera - prostokątów w przód) w celu cyfrowej implementacji. Dlatego też, w publikacjach naukowych od kilkunastu lat pojawiają się artykuły dotyczące dyskretyzacji wybranego elementu lub całej struktury sterowania [4-11]. Jak zostało omówione w literaturze, istnieje kilka metod modelowania dyskretnego i metod dyskretyzacji. W związku z istotnym wymaganiem dla bezczujnikowych układów napędowych z SI, jakim jest estymacja zmiennych stanu, w ciągu ostatnich kilkunastu lat ukazały się nieliczne artykuły dotyczące dyskretnych estymatorów zmiennych stanu, takich jak strumień wirnika [12-13] lub prędkość kątowa [14-18]. Podobnie jak w przypadku układów ciągłych, najczęściej omawianym i analizowanym dyskretnym estymatorem prędkości jest adaptacyjny obserwator pełnego rzędu (ang. Adaptive Full- Order Observer - AFO). W jednym z artykułów [17] omówiony został estymator strumieniowy (F - ang. Flux) MRASF (ang. Model Reference Adaptive System) wraz z jego modyfikacją. Niestety, literatura dotycząca dyskretnych estymatorów prędkości kątowej SI jest jak dotychczas uboga. W niniejszym artykule szczególna uwaga została poświęcona prądowemu (C - ang. Current) estymatorowi prędkości MRASCC [19] i jego stabilności w realizacji cyfro[...]

Analiza bezczujnikowego napędu trakcyjnego z estymatorem ślizgowym

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono analizę bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym DTC-SVM z estymatorem strumienia i prędkości kątowej, wykorzystującym teorię ruchu ślizgowego. Analizowano układ napędowy pracujący bez jawnego sprzężenia prędkościowego. Przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych układu napędowego w różnych warunkach pracy, charakterystycznych dla napędu trakcyjnego. Sprawdzono wrażliwość estymatora na zmiany parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego. Ponadto dokonano analizy wpływu funkcji przełączającej w algorytmie wyznaczania prędkości na jakość pracy estymatora. Abstract. The paper presents the analysis of the sensorless induction motor DTC-SVM control algorithm with the sliding mode speed and flux estimator. The traction drive system working without speed control loop is tested for different speeds and load torque conditions. Sensitivity to the motor parameter changes of the proposed estimator is investigated. Switching function algorithm is tested. (Analysis of the sensorless traction drive system with sliding mode observer). Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, napęd bezczujnikowy, estymacja prędkości, estymator ślizgowy Keywords: induction motor, sensorless drive, speed estimation, sliding mode estimator Wstęp Obecne tendencje w zakresie napędów trakcyjnych związane są z eliminacją układów napędowych z silnikami prądu stałego i zastępowanie ich napędami indukcyjnymi, które wymagają wektorowych metod sterowania. Trakcyjne układy napędowe muszą spełniać specyficzne wymagania, do których można zaliczyć pracę w szerokim zakresie zmian prędkości - od wartości zero do prędkości powyżej wartości znamionowej (w zakresie osłabiania strumienia), stabilne działanie zarówno podczas startu z pełnym momentem obciążenia pod górkę, z górki lub podczas hamowania [4, 8]. Moment elektromagnetyczny musi być bardzo precyzyjnie kontrolowany. Ponadto, obecnie dąży się do elimina[...]

 Strona 1  Następna strona »