Синтез електромеханічної системи векторного керування швидкістю асинхронного двигуна із частотним перетворювачем та ланкою постійного струму

Abstract

У роботі було здійснено математичну формалізацію принципів енергоефективного управління коефіцієнтом корисної дії (ККД), а також розроблено відповідні математичні моделі для асинхронних двигунів. На основі цих моделей створено електромеханічні системи автоматичного керування, які забезпечують суттєве підвищення енергоефективності в порівнянні з існуючими методами управління. Розроблені енергоефективні регулятори можуть досягти економії електроенергії до 33%, що є значним показником у контексті зростаючих витрат на енергію. Важливо зазначити, що ця енергоефективність досягається навіть у присутності різноманітних збурень у системі, що свідчить про robustness (стійкість) запропонованих рішень в умовах, які не завжди ідеальні. Крім того, були розроблені оцінювачі ККД, які дозволяють суттєво зменшити кількість датчиків, необхідних для роботи системи. Це не тільки спрощує систему, але й значно знижує її собівартість, особливо в випадках, коли мова йде про регулювання продуктивності. Таке зменшення витрат на обладнання робить автоматизовані системи ще більш привабливими для промисловості в умовах конкуренції, де енергоефективність і економія ресурсів стають ключовими факторами успіху. Отже, результати даної роботи відкривають нові можливості для впровадження енергоефективних технологій у різних галузях виробництва, сприяючи зменшенню витрат на енергоресурси та підвищенню конкурентоспроможності підприємств.

The paper provides a mathematical formalization of the principles of energy- efficient control of the efficiency coefficient (ECC), and also develops appropriate mathematical models for asynchronous motors. Based on these models, electromechanical automatic control systems have been created that provide a significant increase in energy efficiency compared to existing control methods. The developed energy-efficient controllers can achieve electricity savings of up to 33%, which is a significant indicator in the context of growing energy costs. It is important to note that this energy efficiency is achieved even in the presence of various disturbances in the system, which indicates the robustness of the proposed solutions in conditions that are not always ideal. In addition, efficiency estimators have been developed that allow a significant reduction in the number of sensors required for the system to operate. This not only simplifies the system, but also significantly reduces its cost, especially in cases where it comes to regulating performance. Such a reduction in equipment costs makes automated systems even more attractive to industry in a competitive environment where energy efficiency and resource conservation are key success factors. Therefore, the results of this work open up new opportunities for the implementation of energy-efficient technologies in various industries, contributing to the reduction of energy costs and increasing the competitiveness of enterprises.