Энергоэффективное прогнозное управление в векторно-управляемом асинхронном электроприводе

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:


Г. Г. Дяченко, orcid.org/0000-0001-9105-1951, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Г. Шуллерус, orcid.org/0000-0001-9740-9213, Ройтлингенский университет, г. Ройтлинген, Германия, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. Доминик, orcid.org/0000-0001-6872-1814, Ройтлингенский университет, г. Ройтлинген, Германия, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. А. Азюковский, orcid.org/0000-0003-1901-4333, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.


повний текст / full article



Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2020, (6): 061 - 067

https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-6/061



Abstract:



Цель.
Повысить энергоэффективность векторно-управляемого асинхронного электропривода во время переходных процессов, когда меняются условия нагрузки, учитывая эффект насыщения магнитной индукции.


Методика.
Задача оптимального управления определяется как минимизация интеграла потерь энергии. Алгоритм, применяемый в этой работе, использует Matlab/Simulink, интерфейс реального времени dSPACE и язык C. Обработка программ в режиме реального времени выполняется в экспериментальном программном обеспечении ControlDesk.


Результаты.
Разработана дискретная модель с интегрированной схемой на базе метода прогнозирования, где оптимизация проводится в режиме онлайн на каждом этапе выборки. Оптимальная траектория тока намагничивания определяется таким образом, что потери минимизируются в широком рабочем диапазоне. Дополнительно предоставляются сравнения результатов измерений с обычными методами, что подтверждает преимущества и эффективность схемы управления.


Научная новизна.
Для решения заданной задачи используется информационный вектор о текущем состоянии координат электромеханической системы для формирования управляющего воздействия в динамическом режиме работы. Впервые процесс формирования элементов управления учитывает текущее состояние и желаемое будущее состояние системы в области реального времени.


Практическая значимость.
Прогнозный итеративный подход для оптимального уровня потока асинхронной машины важен для создания необходимого электромагнитного крутящего момента и одновременного уменьшения мощности потерь.


Ключевые слова:
прогнозное управления, энергоэффективность, динамический режим, реальное время

References.


1. Beshta, A., Beshta, A., Balakhontsev, A., & Khudolii, S. (2019). Performances of asynchronous motor within variable frequency drive with additional power source plugged via combined converter. 2019 IEEE 6 th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), (pp. 156-160). Kyiv, Ukraine. https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764192.

2. Koriashkina, L. S., Deryugin, O. V., Fedoriachenko, S. O., Cheberiachko, S. I., & Vesela, M. A. (2019). On determining productive capacity of EV traction battery repair area. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 113-121. https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-5/17.

3. Beshta, O. S., Fedoreiko, V. S., Balakhontsev, O. V., & Khudolii, S. S. (2013). Dependence of electric drive’s thermal state on its operation mode. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 67-72.

4. Hannan, M. A., Ali, J. A., Mohamed, A., & Hussain, A. (2018). Optimization techniques to enhance the performance of induction motor drives: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81, 1611-1626. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.240.

5. Diachenko, G., & Schullerus, G. (2015). Simple dynamic energy efficient field oriented control in induction motors. Proceedings of the 18 th International Symposium on Power Electronics EE2015, (pp. 1-5). Novi Sad, Serbia. Retrieved from https://elprivod.nmu.org.ua/ua/articles/Дяченко_Session8-03615.pdf.

6. Diachenko, G., Aziukovskyi, O., Rogoza, M., & Yakimets, S. (2019). Optimal field-oriented control of an induction motor for loss minimization in dynamic operation. 2019 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), (pp. 94-97). Kremenchuk, Ukraine. https://doi.org/10.1109/MEES.2019.8896455.

7. Stumper, J., Dötlinger, A., & Kennel, R. (2013). Loss minimization of induction machines in dynamic operation. IEEE Transactions on Energy Conversion, 28(3), 726-735. https://doi.org/10.1109/TEC.2013.2262048.

8. Borisevich, A., & Schullerus, G. (2016). Energy efficient control of an induction machine under torque step changes. IEEE Transactions on Energy Conversion, 31(4), 1295-1303. https://doi.org/10.1109/TEC.2016.2561307.

9. Abdelati, R., & Mimouni, M. F. (2019). Optimal control strategy of an induction motor for loss minimization using Pontryaguin principle. European Journal of Control, 49, 94-106. https://doi.org/10.1016/j.ejcon.2019.02.004.

10. Käpernick, B., & Graichen, K. (2014). The gradient based nonlinear model predictive control software GRAMPC. 2014 European Control Conference (ECC), (pp. 1170-1175). Strasbourg, France. https://doi.org/10.1109/ecc.2014.6862353.

11. Diachenko, G. (2020). Rotor flux controller for induction machines considering main inductance saturation. Problems of the regional energetics, 3(47), 10-19. https://doi.org/10.5281/zenodo.4018933.

12. Dominic, A., Schullerus, G., & Winter, M. (2019). Optimal flux and current trajectories for efficient operation of induction machines. 2019 20 th International Symposium on Power Electronics (Ee), (pp. 1-6). Novi Sad, Serbia. https://doi.org/10.1109/PEE.2019.8923512.

 

Следующие статьи из текущего раздела:

Предыдущие статьи из текущего раздела:

Посетители

3311974
Сегодня
За месяц
Всего
54
8198
3311974

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Авторам и читателям требования к авторам RusCat Архив журнала 2020 Содержание №6 2020 Энергоэффективное прогнозное управление в векторно-управляемом асинхронном электроприводе