Експериментальне тестування системи робастного векторного керування асинхронним генератором

Abstract

Подано результати повномасштабного порівняльного експериментального тестування алгоритмів непрямого векторного керування асинхронним генератором, робастного до варіацій активного опору ротора та стандартного векторного керування з пропорційно-інтегральним регулятором напруги у ланці постійного струму. Проаналізовано результати досліджень властивостей робастності алгоритму векторного керування асинхронного генератора, що забезпечує локальне асимптотичне відпрацювання заданих траєкторій напруги ланки постійного струму та модуля вектора потокозчеплення ротора.

Експериментальне тестування проводилося на станції швидкого прототипного тестування алгоритмів керування. Вимірювання струмів виконувалося за допомогою двох давачів струму, принцип роботи яких оснований на ефекті Хола. Швидкість вимірювалася імпульсним давачем, що має роздільну здатність 1024 імпульси на оберт. Дослідження алгоритмів відбувалося за однакових налаштувань контурів регулювання струму.

Порівнюючи перехідні процеси, виявлено, що розроблений алгоритм непрямого векторного керування напругою ланки постійного струму та модулем вектора потокозчеплення ротора забезпечує властивості робастності до варіацій активного опору ротора. Подані результати порівняльного тестування двох алгоритмів непрямого векторного керування асинхронного генератора: стандартного з пропорційно-інтегральним регулятором напруги в ланці постійного струму та робастного до варіацій активного опору ротора. Експериментально показано, що на відміну від стандартного алгоритму, розроблений авторами алгоритм векторного керування асинхронним генератором забезпечує стабілізацію показників якості регулювання потокозчеплення та напруги ланки постійного струму, а також показників енергетичної ефективності, в умовах варіацій активного опору роторного кола.

The paper presents the results of comparative experimental study of algorithms of indirect vector control asynchronous generator, robust to variations of active resistance of a rotor and standard vector control with a proportional-integral voltage regulator in a DC link. The results of research on the robustness properties of the vector control algorithm of the asynchronous generator, which provides the local asymptotic development of the given trajectories of the voltage of the direct current line and the module of the vector of the connection of the rotor, are analyzed.

Experimental testing was carried out at the fast prototype testing station of the control algorithms. Measurement of currents was carried out with the help of two current sensors, the principle of which is based on the Hall Effect. The speed was measured by an impulse sensor having a resolution of 1024 pulses per revolution. The research of algorithms occurred at the same settings of current control circuits.

When comparing transient processes, it was discovered that the developed algorithm of indirect vector control of the voltage of the direct current link and the module of the vector of the connection of the rotor provides the robustness properties to the variations of the active resistance of the rotor. The results of the comparative testing of two algorithms of indirect vector control AG: standard with a proportional-integral voltage regulator in the DC link and robust to variations of the active resistance of the rotor are presented. It has been shown experimentally that unlike the standard algorithm developed by the authors, the algorithm for vector control by an asynchronous generator provides stabilization of the quality parameters of the regulation of the connection and voltage of the DC link, as well as the indicators of energy efficiency, in the conditions of variations of the active resistance of the rotor circle.

Представлены результаты полномасштабного сравнительного экспериментального тестирования алгоритмов косвенного векторного управления асинхронным генератором, робастного к вариациям активного сопротивления ротора и стандартного векторного управления с пропорционально-интегральным регулятором напряжения в звене постоянного тока. Проанализированы результаты исследований свойств робастности алгоритма векторного управления асинхронного генератора обеспечивает локальное асимптотическое отработки заданных траекторий напряжения звена постоянного тока та модуля вектора потокосцепления ротора.

Экспериментальное тестирование проводилось на станции быстрого прототипного тестирования алгоритмов управления. Измерение токов выполнялось с помощью двух датчиков тока, принцип работы которых основан на эффекте Холла. Скорость измерялась импульсным датчиком, имеющим разрешение 1024 импульсов на оборот. Исследование алгоритмов происходило при одинаковых настройках контуров регулирования тока.

При сравнении переходных процессов было выявлено, что разработанный алгоритм косвенного векторного управления напряжением звена постоянного тока и модулем вектора потокосцепления ротора обеспечивает свойства робастности к вариациям активного сопротивления ротора. Представлены результаты сравнительного тестирования двух алгоритмов косвенного векторного управления асинхронного генератора: стандартного с пропорционально-интегральным регулятором напряжения в звене постоянного тока и робастного к вариациям активного сопротивления ротора. Экспериментально показано, что в отличие от стандартного алгоритма, разработанный авторами алгоритм векторного управления асинхронным генератором обеспечивает стабилизацию показателей качества регулирования потокосцепления и напряжения звена постоянного тока, а также показателей энергетической эффективности, в условиях вариаций активного сопротивления роторного круга.