ASINXRON O’ZGARUVCHAN TOKLI ELEKTR YURITMANING BOSHQARUV TIZIMLARI

Jumayev Odil Abdujalilovich; Jo’Rayeva Ruxsora Olimovna; Moxilova Nafisa To’Lqin Qizi; Ibragimova Charos Qobilovna

DOI: 10.24412/2181-144X-2022-1-82-86 Jumayev O.A., Jo'rayeva R.O., Moxilova N.T., Ibragimova Ch.Q.

ASINXRON O'ZGARUVCHAN TOKLI ELEKTR YURITMANING

BOSHQARUV TIZIMLARI

Jumayev Odil Abdujalilovich - Navoiy davlat konchilik instituti "Avtomatlashtirish va boshqaruv" kafedrasi dotsent, t.f.d.

Jo'rayeva Ruxsora Olimovna - Navoiy davlat konchilik instituti "Avtomatlashtirish va boshqaruv" kafedrasi magistranti, e-mail: [email protected] Moxilova Nafisa To'lqin qizi - Navoiy davlat konchilik institut "Avtomatlashtirish va boshqaruv" kafedrasi talabasi

Ibragimova Charos Qobilovna - Navoiy davlat konchilik institut "Avtomatlashtirish va boshqaruv" kafedrasi talabasi

Annotatsiya. Ushbu maqolada elektr yuritmani boshqarish masalalari va uning boshqarish turlari tahlil qilingan. Hozirgi vaqtda keng qo'llaniladigan asinxron dvigatellarini energiya isrofini kamaytirish muhim masalalardan biri hisoblanadi. Zamonaviy boshqarish turlaridan foydalanish orqali energiya isroflarini kamaytirishga erishishiladi.

Kalit so'zlar: elektryuritma, boshqarish tizimi, vektor, boshqarish, asinxron dvigatel, chastotaliboshqarish, kvadrant.

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМИ ПРИВОДАМИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Жумаев Одил Абдужалилович - д.т.н., доцент кафедры "Автоматизация и управления", Навоийский государственный институт

Жураева Рухсора Олимовна - магистрант кафедры "Автоматизация и управления", Навоийский государственный институт, e-mail: [email protected]

Мохилова Нафиса Тулкин кизи - студентка кафедры "Автоматизация и управления", Навоийский государственный институт

Ибрагимова Чарос Кобиловна - студентка кафедры "Автоматизация и управления", Навоийский государственный институт

Аннотатсия. В данной статье анализируются вопросы управления электроприводом и его виды управления. Снижение энергопотребления широко используемых в настоящее время асинхронных двигателей является одним из важнейших вопросом. Ключевые слова: электропривод, система управления, вектор, управление, асинхронный двигатель, частотное регулирование, квадрант.

CONTROL SYSTEMS FOR ASYNCHRONOUS ALTERNATING CURRENT DRIVES

Jumayev Odil Abdujalilovich - Doctor of Technical Sciences Department of "Automation and Control", Navoi State Mining Institute

Jo'rayeva Ruxsora Olimovna - master student of Department of "Automation and Control", Navoi Mining State Institute, e-mail:[email protected] Moxilova Nafisa To'lqin qizi - student of Department of "Automation and Control", Navoi State Mining Institute

Ibragimova Charos Qobilovna - student of Department of "Automation and Control", Navoi State Mining Institute

Abstract. This article analyzes the issues of electric drive management and its types of control. Reducing the energy consumption of currently widely used induction motors is one of the most important issues.

Key words: electric drive, control system, vector, control, asynchronous motor, frequency regulation, quadrant.

O'zgaruvchan chastotali yuritma (O'ChY) - elektromexanik qo'zg'aluvchan tizimlarida kirish chastotasini o'zgartirish orqali o'zgaruvchan tokning dvigatel tezligini va momentini boshqarish va elektr zanjiriga qarab, tegishli kuchlanish yoki oqim o'zgarishini boshqarish uchun ishlatiladigan vosita yuritmasining bir turi. O'ChY'lar chastota sozlanishli yuritmalar, tezlik sozlanishli yuritmalar, o'zgaruvchan tezlikli yuritmalar sifatida turkumlanadi. "AC (O'zgaruvchan tokli) yuritmalar", "mikro yuritmalar", "invertorlar" yoki oddiygina "yuritmalar" deb yuritiladi [1].

O'ChY lar nisbatan kichik qurilmalardan tortib katta kompressorlarni boshqarish uchun qo'llaniladi. Emissiya standartlari va ishonchliligi va mavjudligining sifat darajalarini doimiy yaxshilash talabi tufayli foydalanuvchilar soni ortib borayotganligi elektr yuritma tizimlariga bo'lgan ehtiyojni uzluksiz oshirmoqda. O'ChY lardan foydalanadigan tizimlar suyuqlik oqimining drosselli boshqaruvini ishlatadigan tizimlarga qaraganda samaraliroq natijalarga erishish imkonini beradi [2].

So'nggi to'rt o'n yillikda kuch elektronikasi texnologiyasi yutuqlari O'ChY narxini va hajmini sezilarli pasaytirdi va yarim o'tkazgichli kommutatsiya qurilmalari, yuritma elektr zanjirlarii, simulyatsiya va boshqarish texnikasi, boshqaruv apparati va dasturiy ta'minotidagi yutuqlar tufayli ishlashni yaxshiladi [3].

Zamonaviy sanoat va qishloq xo'jalik ishlab chiqarish juda ko'p ko'rinishdagi texnologik jarayonlar bilan xarakterlanadi. Ularni amalga oshirish uchun esa minglab har xil turdagi mashina va mexanizmlar yaratilgan. Masalan, material va maxsulotlarni qayta ishlash dastgohlar, prokat stanlari va presslarda amalga oshiriladi; qattiq jism va buyumlarni, gaz va suyuqliklarni boshqa joyga ko'chirishda esa konveyerlar, ko'tarish kranlari, eskalatorlar, nasoslar va kompressorlardan foydalaniladi [4].

Ko'pgina hollarda ijro organining - dastgoh shpindeli, prokat stanining valiki, lift kabinasi, konveyer tasmasining harakat tezligini rostlash talab qilinadi. Ba'zida esa ijro organlari harakat yo'nalishini o'zgartirish (reverslash) zaruriyati ham tug'iladi. Ijro organi o'zining harakati jarayonida, ishqalanish yoki yerni tortilish kuchlari, materiallarni egiluvchan va plastik deformasiyalari orqali vujudga keladigan harakatga qarshilikni bartaraf qiladi [5].

Shunday qilib, ijro organi, texnologik jarayonni boshqarish uchun talab qilinadigan (ba'zida rostlanadigan) tezlik bilan mexanik harakatni amalga oshirishi uchun qarshilik kuchini bartaraf qilishi kerak bo'ladi. Buning uchun, ijro organiga, alohida qurilma orqali muayyan mexanik energiyani keltirib berish lozim, ushbu qurilma o'zining vazifasiga ko'ra yuritma nomini olgan.

Yuritma mexanik energiyani, boshqa turdagi energiyalarni o'zgartirish natijasida hosil qiladi. Foydalanilayotgan energiya turiga qarab gidravlik, pnevmatik, issiqlik va elektr yuritmalar farqlanadi. Hozirda ishlab chiqarish, kommunal xo'jalik va boshqa tarmoqlarda elektr yuritma eng ko'p qo'llanishga egadir, u sanoatda ishlab chiqarilayotgan elektr energiyaning 60 foizdan ko'prog'ini iste'mol qiladi [6].

Tezligi rostlanadigan yuritmalardan foydalanishning ikkita asosiy sababi bor:

1. Tezlikni boshqarish;

2. Tezlikni samarali rostlash orqali yuritmaning energiya tejamkorligiga erishish.

Tezlikni boshqarish. Tezligi rostlanadigan yuritma ko'pincha muqobil belgilangan

tezlikda ishlash rejimiga nisbatan yaxshiroq samaradorlikni ta'minlaydi. Misol uchun, kanalizatsiya stantsiyasida kanalizatsiya odatda tortishish kuchi ostida kanalizatsiya quvurlari orqali nam quduq joyga oqib o'tadi. Ruxsat etilgan tezlikda ishlaydigan nasoslardan foydalanilganda, nasoslar nam quduqdagi suyuqlik darajasi yuqori nuqtaga © International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences Vol. 3(1) 2022 SJ IF=3.943

^AnnlM I __wiSiSi INDEX (^COPERNICUS (j^ST.^^N 83

yetganda ishga tushadi va aksincha past darajaga tushganda to'xtaydi. Nasoslarni yoqish va o'chirish dvigatellarni ishga tushirish uchun elektr tokining tez-tez yuqori kuchlanishiga olib keladi, bu esa dvigatellar va quvvatni nazorat qilish uskunalarida elektromagnit va issiqlik kuchlanishiga olib keladi, nasoslar va quvurlar mexanik va gidravlik kuchlanishlarga duchor bo'ladi va kanalizatsiya tozalash jarayon orqali oqava suv oqimining ko'tarilishiga moslashishga majbur. Tezligi rostlanadigan yuritmadan foydalanilganda, nasoslar nam quduq darajasi oshgani sayin ortib boruvchi tezlikda uzluksiz ishlaydi. Bu chiqish oqimini o'rtacha oqimga moslashtiradi va jarayonning ancha yaxshi ishlashini ta'minlaydi.

Tezlikni samarali rostlash orqali yuritma yordamida energiyani tejash.Nasoslar sanoat elektr motorlari tomonidan ishlatiladigan energiyaning katta qismini iste'mol qiladi. Ventilyatorlar va nasoslar turli xil texnologik yuklarga xizmat qiladigan hollarda, yetkazib beriladigan suyuqlik miqdorini o'zgartirishning oddiy usuli - bu nasosning chiqishidagi amortizator yoki valfdir, bu bosimning oshishi tufayli jarayondagi oqimni kamaytiradi. Biroq, bu qo'shimcha bosimning pasayishi energiya yo'qotilishini anglatadi. Ba'zida yo'qolgan energiyani tiklaydigan qurilmani o'rnatish mumkin. Nasosda o'zgaruvchan tezlikli yuritmadan foydalanishda talabga mos ravishda sozlanadi va qo'shimcha yo'qotishlar bo'lmaydi.

Misol uchun, ventilyator to'g'ridan-to'g'ri katta tezlikda ishlaydigan vosita tomonidan boshqarilsa, havo oqimi tizimning maksimal talabi uchun mo'ljallangan bo'ladi va shuning uchun odatda kerak bo'lganidan yuqori bo'ladi. Havo oqimi amortizator yordamida tartibga solinishi mumkin, ammo ventilyator motorining tezligini to'g'ridan-to'g'ri tartibga solish samaraliroq. Bunda havo oqimining 50% uchun o'zgaruvchan tezlikli vosita kirish quvvatining taxminan 20% iste'mol qiladi. Ruxsat etilgan tezlikda ishlaydigan vosita oqimning yarmida kirish quvvatining taxminan 85% iste'mol qiladi.

O'zgaruvchan chastotali yuritma - bu quyidagi uchta asosiy kichik tizimdan iborat bo'lgan qo'zg'alish tizimida ishlatiladigan qurilma: o'zgaruvchan tok dvigateli, asosiy yuritma boshqaruv moslamasi va operator interfeysi.

Operator interfeysi

1-rasm. O'zgaruvchan chastotali yuritmaning ishlash tizimi.

Elektr dvigatelning ishlash kvadrantlari. Jadvaldan bilish mumkinki, elektr dvigatel momentlari bitta kvadrant, ikki kvadrant yoki to'rt kvadrant deb tasniflanishi mumkin. Grafikning to'rtta kvadrantlari quyidagicha aniqlanadi:

• I kvadrant - yuritma, musbat tezlik va moment bilan oldinga tezlashtiruvchi kvadrant;

• II kvadrant - generatsiyalash yoki tormozlash, oldinga tormozlash - musbat tezlik va salbiy moment bilan sekinlashtiruvchi kvadrant;

• III kvadrant - haydash yoki harakatlanish, salbiy tezlik va moment bilan teskari tezlashtiruvchi kvadrant;

• IV kvadrant - hosil qiluvchi yoki tormozlovchi, salbiy tezlik va ijobiy momentga ega teskari tormozlash-sekinlashtiruvchi kvadrant [7].

2-rasm. Elektr dvigatel tezligining moment diagrammasi

Aksariyat yuritmalar quyidagi boshqaruv platformalaridan bir yoki bir nechtasini ishlatadi:

• skalyar boshqaruv;

• maydonga yo'naltirilgan boshqaruv yoki vektorli boshqaruv;

• to'g'ridan-to'g'ri momentni boshqarish.

Vektorli boshqaruv ikkiga bo'linadi:

1. maydonga yo'naltirilgan boshqaruv;

2. to'g'ridan- to'g'ri momentni boshqarish.

Vektor boshqaruvi, shuningdek, maydonga yo'naltirilgan boshqaruv deb ham ataladi, o'zgaruvchan chastotali haydovchi boshqaruv usuli bo'lib, unda uch fazali AC yoki cho'tkasi bo'lmagan DC elektr motorining stator oqimlari visual tarzda ko'rsatilishi mumkin bo'lgan ikkita komponent sifatida vektor bilan aniqlanadi. Birinchi komponent dvigatelning magnit oqimini, ikkinchisi esa momentni belgilaydi. Yuritmaning boshqaruv tizimi og'ishgan tezligini boshqarish tomonidan berilgan oqim va moment ko'rsatkichlari asosida mos keladigan joriy component havolalarini hisoblab chiqadi. Odatda proportsional-integral (PI) rostlagichlari o'lchangan oqim miqdorlarini belgilangan qiymatlarda ushlab turish uchun ishlatiladi. Bu o'zgarmaydigan chastotali yuritmaning impuls kengligi modulyatsiyasi hisoblanib PI oqim rostlagichlarning chiqishiga mos bo'lgan stator kuchlanishini ta'minlovchi tranzistorni almashtirishni amalga oshirishni belgilaydi [8].

To'g'ridan-to'g'ri moment usuli, tezlikni o'lchash datchigi bo'lmasa ham, juda yaxshi samaradorlikka ega. Biroq, oqimni baholash odatda magnit oqimi fazasi kuchlanishlarining integrallash asosida aniqlanadi. Kuchlanishni o'lchash va stator qarshiligini baholashda muqarrar xatolar tufayli integrallar past tezlikda noto'g'ri bo'lib qoladi. Shunday qilib, o'zgaruvchan chastotali yuritmaning chiqish chastotasi nolga teng bo'lsa, dvigatelni boshqarish mumkin emas. Biroq, boshqaruv tizimini ehtiyotkorlik bilan loyihalash orqali 0,5 Gtsdan 1 Gtsgacha bo'lgan minimal chastotaga ega bo'lish mumkin, bu asinxron motorni ishga tushirish uchun yetarli [9].

Agar past tezlikda uzluksiz ishlash, shu jumladan nol chastotali ishlash kerak bo'lsa, DTC tizimiga tezlik yoki joylashuv sensori qo'shilishi mumkin. Sensor yordamida moment va tezlikni boshqarishning yuqori aniqligi butun tezlik oralig'ida saqlanishi mumkin.

To'g'ridan-to'g'ri o'zgaruvchan tok tarmog'idan ta'minlanadigan ko'plab katta tezlikli dvigatellar o'zgaruvchan chastotali yuritma yordamida o'zgaruvchan tezlikda ishlaganda

energiyani tejash imkonini beradi. Bunday energiya tejamkorligi, ayniqsa, o'zgaruvchan momentli markazdan qochma kuch va nasos qo'shimchalarida yaqqol namoyon bo'ladi, bu yerda yukning momenti va quvvati mos ravishda tezlikning kvadrati va kubiga qarab o'zgaradi. Ushbu o'zgarish tezlikni nisbatan kichik kamaytirish uchun katta tezlikda ishlashga nisbatan katta quvvatni kamaytiradi. Misol uchun, 63% tezlikda dvigatel yuki to'liq tezlikdagi quvvatning atigi 25% ni iste'mol qiladi [10].

Vektor nazoratini qo'llashning muhim jihatlari:

- tezlik yoki joylashuvni o'lchash yoki qandaydir baholash kerak;

- moment va oqimni mos yozuvlarni o'zgartirish orqali tez, 5-10 millisekunddan kamroq vaqt ichida o'zgartirish mumkin;

- agar PI boshqaruvi ishlatilsa, qadam javobi biroz oshib ketadi;

- tranzistorlarning o'tish chastotasi odatda doimiy va modulyator tomonidan o'rnatiladi;

- momentning aniqligi boshqaruvda ishlatiladigan vosita parametrlarining to'g'riligiga bog'liq;

- rotor haroratining o'zgarishi sababli katta xatolarga tez-tez duch keladi;

- protsessorning monand ishlashi talab qilinadi;

- boshqaruv algoritmi har bir siklida hisoblanadi.

Foydalanilgan adabiyotlar:

1. Jaeschke, Ralph L. (1978). Controlling Power Transmission Systems. Cleveland, OH: Penton/IPC., pp.210-215

2. "Field-oriented control for motors". MachineDesign.com. Archived from 2021, pp.12-16

3. Jumaev O A, Sayfulin R R, Samadov A R and Arziyev E I 2021 Methods for the Synthesis of Digital Controllers for an Asynchronous Brushless Motor New Visions in Science and Technology 9, pp.45-53

4. Jumaev O A, Nazarov J T, Mahmudov G B, Ismoilov M T and Shermuradova M F 2021 Intelligent control systems using algorithms of the entropie potential method J. Phys.: Conf. Ser. 2094 022030

5. Jumaev O A Mahmudov G B and Arziyev E I 2021 Fuzzy logic controller in the management of technological processes of bacterial oxidation International Scientific Research Journal 2, pp.191-197

6. Kamolov Sh.O. "Asinxron o'zgaruvchan tokli elektr yuritma uchun boshqaruv tizimlarini optimallashtirish algoritmlari va usullari" 2021, 2-3 b.

7. Wu, Bin. "High-Power Converters and AC Drives" IEEE PES. p.slide 22. Retrieved Feb 3, 2012.

8. NEMA Standards Publication. Application Guide for AC Adjustable Speed Drive Systems Rosslyn, VA USA: National Electrical Manufacturers Association. p.4. Retrieved Mar 27, 2008.

9. Zambada, Jorge (Nov 8, 2007). "Field-oriented control for motors" MachineDesign.com.

10. Murray, Aengus (Sep 27, 2007). "Transforming motion: Field-oriented control of ac motors EDN. Retrieved 9 May 2017. pp.4-7

ASINXRON O’ZGARUVCHAN TOKLI ELEKTR YURITMANING BOSHQARUV TIZIMLARI Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CONTROL SYSTEMS FOR ASYNCHRONOUS ALTERNATING CURRENT DRIVES

Текст научной работы на тему «ASINXRON O’ZGARUVCHAN TOKLI ELEKTR YURITMANING BOSHQARUV TIZIMLARI»