CC BY
0
УДК 621.314.5
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-193-76-83 EDN: EQVFHC
А. В. ПЕТУХОВ
Комсомольский-на-Амуре государственный университет, г. Комсомольск-на-Амуре
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОВЫМ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ПРИВОДОМ С ПОВЫШЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ПРОВАЛАМ НАПРЯЖЕНИЯ В СЕТИ_
Рассматривается принцип управления групповым частотно-регулируемым приводом со скалярной системой управления при кратковременных провалах напряжения в питающей сети. Представлена функциональная схема системы управления преобразователем частоты, позволяющая ограничить броски тока на входе автономного инвертора напряжения в момент резкого восстановления напряжения в питающей сети. Рассмотрены результаты исследования предлагаемого способа управления, полученные в процессе имитационного моделирования частотно-регулируемого привода в среде «MatLab». Ключевые слова: система электроснабжения, защита минимального напряжения, преобразователь частоты, система управления, инвертор напряжения, общий выпрямитель, провал напряжения, частотное регулирование, звено постоянного напряжения.
В настоящее время в различных отраслях промышленности эксплуатируется частотно-регулируемый привод (ЧРП) и групповой частотно-регулируемый привод (ГЧРП). ГЧРП представляет собой сложный электротехнический комплекс, состоящий из системы электроснабжения, системы управления, ЧРП, исполнительных механизмов, приводимых в движение ЧРП. В агропромышленном секторе существует множество предприятий с непрерывным процессом производства, на которых эксплуатируется ГЧРП [1, 2]. Аварийная остановка процесса непрерывного производства может привести к увеличению времени повторного запуска оборудования, браку продукции, преждевременному выходу из строя механических узлов оборудования из-за возникновения динамических нагрузок в процессе неуправляемой остановки механизмов, возникновению аварий [3]. В большинстве случаев аварийная остановка оборудования с ГЧРП во время кратковременного снижения напряжения в питающей сети возникает по причине срабатывания защиты минимального напряжения (ЗМН), контролирующей напряжение в звене постоянного напряжения (ЗПН) ЧРП [4]. Срабатывание ЗМН происходит при возникновении переходных процессов и аварийных режимов в системе электроснабжения, переключении автоматического включения резерва (АВР) и автоматического повторного включения (АПВ) [5], коротких замыканий в линии электропередач и включения мощной нагрузки [6]. Интервал времени, в течение которого ЧРП и ГЧРП продолжает работать в условиях понижения питающего напряжения в сети ниже допустимой нормы, составляет 0,02 — 0,04 с.
При снижении напряжения в питающей сети штатными системами управления (СУ) автономными инверторами напряжения (АИН) для предотвращения возникновения аварийных бросков тока в транзисторных ключах АИН в момент резкого восстановления напряжения на их входах обеспечивается снятие импульсов управления транзисторами АИН. Существующие системы АПВ в преобразователях частоты (ПЧ) обеспечивают автоматический запуск ЧРП и ГЧРП в работу после срабатывания ЗМН по окончанию заряда конденсатора С-фильтра ЗПН и полной остановки асинхронного двигателя (АД). Интервал времени подготовки ПЧ к повторному запуску в 10—15 раз превышает время кратковременного снижения напряжения в питающей сети при возникновении дестабилизирующих факторов, влияющих на сеть [7].
Срабатывание ЗМН, входящей в состав ПЧ, приводит к остановке технологического оборудования с ЧРП и ГЧРП, аварийным ситуациям на производстве, снижению ресурса технологического оборудования. В агропромышленном комплексе эксплуатируются технологические установки с ЧРП и ГЧРП, в которых, в соответствии с условиями технологического процесса, допускается кратковременное снижение скорости АД без полной остановки приводимых в движение механизмов на интервале времени преодоления кратковременного снижения напряжения в питающей сети. Для повышения устойчивости ЧРП к кратковременным провалам напряжения в лаборатории силовой электроники Комсомольского-на-Амуре университета разработан способ управления ЧРП и ГЧРП, направленный на увеличение времени ожидания на-
пряжения при возникновении аварийных режимов работы в питающей сети [8].
Работа ЧРП при снижении питающего напряжения характеризуется двумя случаями. В случае снижения напряжения в питающей сети до уровня, при котором не происходит срабатывания ЗМН,
UDC.Hom. >UDC > UDC.Muh.'
изпн,В 55»
ГДе UDC.HO„.
в ЗПН, В; U,
номинальное значение напряжения DC — фактическое значение напряжения в ЗПН, В; UDCMuh — напряжение срабатывания уставки ЗМН.
Привод продолжает работать с уменьшенным электромагнитным моментом.
В случае если UDC < UDC Мин штатной СУ ЧРП осуществляется отключение привода за счёт снятия импульсов управления IGBT транзисторами АИН, с переводом АД на режим свободного выбега, повторный запуск ЧРП возможен после полной остановки АД, восстановления напряжения в трёхфазной сети и заряда конденсатора С-фильтра ЗПН до значения UDC Ном . Время подготовки к повторному включению ЧРП tnB зависит от времени заряда конденсатора, определяемого параметрами токо-ограничительной цепи tRC и быстродействием системы шунтирования токоограничительной цепи tc Ш ,
tn. В. = tRC + tC. Ш..
После восстановления напряжения в питающей сети длительность tnB может превышать длительность кратковременного провала напряжения в трёхфазной сети в 10—15 раз.
Скорость разряда конденсатора С-фильтра ЗПН определяется следующими соотношениями: мощность потребляемая АИН от ЗПН
P„
= U-I,
DC Вх.АИН'
Вт,
(1)
где 1В
входной ток автономного инвертора, А;
мощность, потребляемая АД от АИН,
■ cos ф, Вт,
Рдв. =V3 ■ Uml ■ Im
(2)
U„, =■
mUn
V2
, B,
(3)
где m — коэффици ент м о дуля ции OsHH.
Входной ток АМН, зависящий от активной составляющей тока АД, определяется соотношением
v2m ■ 1ш1 • c os ф 30
(4)
О ■ C
т S ас '-ф 0 е -— , с,
2PV3p
^ т
500 450400 350 300 250 200 150 100 50
\ сф - 1,1 Сф Г 1 1 ^1,2 Сф исф МСф 1,5 Сф 1д6Сф 1.7 Сф -
" ^_____1,8 Сф
---—--" __-1,9 Сф
____-2Сф
w ЧЙ №
шк
ш
У. \ \\ л,-
ОД
0J
Рис. 1. Осциллограммы зависимости скорости изменения напряжения в ЗПН от ёмкости Сф
изпк, В
Кр=0,4 Кр=0Д
"i-OJ Кр=0Д
Рис. 2. Осциллограммы зависимости изменения напряжения на конденсаторе Сф ЗПН от коэффициентов загрузки Кр АД
где С K
ь — ёмкость конденсатора С-ф ильтра ЗПН, Ф; р коэффициент загрузки АД. Зависимость коэффициента загрузки АД от угловой скорости при вентиляторной нагрузке на валу двигателя определяется выражением
(со - s ■ со)ц
Вт,
(6)
где Цш1 — амплитуд-лине йного напряжения первой гармоники на выходе АИН, В; I — амплитуда тока первой гармоники на во-росе АИН, А.
В установив шемся режиме работы ЧРП РВхАИН = = Рдв амплитуда первой гармоники линейного напряжения на вылоде вШН с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) определяется в соответствии с выражением
Интервал времени разряде! конденсатора С-фильтра ЗПН до значения напряжения звена постоянного напряжения иос = 0 опррделяется из уравнения энер гетического баленсаиак
где Сй — номинальная скорость АД; в — скольжение.
Таким образом, скорость разряда конденсатора С-фильтра ЗПН зависит от ёмкости конденсатора С-фильтра [9] и степени загрузки АД п]ее розряде конденсатора после снятия напряжения в питающей сети.
На рис. 1 предотаалены экспериментальные осциллограммы, характе,изующие зависимость изменения напряжения в ЗПН от ёмкости Сф при его разряде после снятия аитоющеро нанряжения с входа АИН, полученные в среде имитациояного моделирования МаНаЪ.
На рис. 2 пренставлены осаиллогралмы изменения напряжения не еовденсатррт Ыф ЗПН при различных коэффициентах загрузки Кр АД после снятия напряжения с входа °03Д Исхоыя из полученных в ходе эксперемента данных установлено, что увеличить время ожидания восстановления напряжения в питающей сети еизаожно зе счёт замедления скорости АД одновременно со снижением напряжения в ЗПН на интервале времени разряда конденсатора Сф при сохранении управления АД
ЧРП. ф
В лаборатории силовой электроники Комсо-. ольского-на-Амуре государственного университета разработана СУ, реализующая способ управления
ц
w
3р е
1
77
п„
.АМН ' DC. Ном.
VP
(7)
где K — icoэффнциент заполнения ШИМ, изменяющийся в фиапазоне K = 0...1 при упмавлении
= П..50 Гц[11, Щ:
Ko
1В.Ном.
(8)
Рис. 3. Функциональная схема ГЧРП с повышенной устойчивостью к провалам напряжения в питающей сети
выходной частотой АИН для замедления снижения напряжения в ЗПН по мере разряда конденсатора Сф ЗПН и ограничения бросков входного тока АИН в момент резкого восстановления питающего напряжения на его входе с сохранением управления приводом на интервале преодоления аварийных режимов в питающей сети.
На рис. 3 представлена функциональная схема ГЧРП с повышенной устойчивостью к провалам напряжения в питающей сети.
Функциональная схема ГЧРП рис. 3 содержит питающую сеть (U), датчик контроля напряжения в трёхфазной сети (ДКН), общий трёхфазный выпрямитель (В), датчик контроля напряжения в ЗПН (ДН ЗПН), анализатор провалов в трёхфазной сети (АП), задатчик скорости асинхронных двигателей (ЗС), преобразователи частоты (ПЧ1, ПЧ2, ПЧп), асинхронные двигатели (АД1, АД2, АДп), подключенные к выходам ПЧ. В состав ПЧ входят: конденсатор С-фильтра Сф ЗПН, система управления автономным инвертором (СУ АИН), коммутатор (К), блок масштабирования (БМ).
В предлагаемой схеме входы АИН, входящие в состав ПЧ, подключены к выходу общего выпрямителя [10]. В штатном режиме работы ГЧРП, скорость всех АД определяется заданием от общего ЗС. При возникновении в питающей сети отклонения напряжения от нормы, в АП формируется сигнал управления коммутатором К, который переводит СУ АИН в режим управления скоростью АД напряжением ЗПН. В процессе снижения напряжения в ЗПН осуществляется изменение задания скорости БМ с поочерёдным переводом АД из двигательного режима в режим генераторного торможения, что обеспечивает замедление разряда конденсатора Сф и увеличение интервала ожидания восстановления напряжения в питающей сети. При восстановлении напряжения в пжтающей оети осуществляется разгон АД до номинальной скорости, без поиной остановки, возникносения электродинамических ударов в статорных обмотках АД и превышенэя тока в транзисторных ключах ТТН выше аварийного значения.
Возможность управления снижением скорости и разгоном АД изменяюыимтэ напряжением в ЗПН при вентиляторной механической нагрузке основана на законе частотного регулирования Ы и const.
Среднее значение напряжения в ф азах на выходе трёхфазного АИН для выполнения закона частотного регулирования Ы и const определяется выражениями: f
В случае правления выояэной пастотой i3ыхАп:н изоеняющимсл ниприжениео в ЗПН UDC Чш в процессе разыона АД до ноэинальнэй скорости среднее значение? напряжений трёхфазноИ системы на выходе трёхфазного АИН определяется выражениями:
П„
00DC.Vai. SÍn(pnH
BMX.AMH.DC.Vai.
VP
(9)
коэффициинт иаполнения прн ШИМ
^ KDCYa
IGBT сраозисторсе силоыого модуля АИН, зависящий от зыдания возходной частоты АИН 1ВыхАИН на момент восзтановлоэпж напряжынит в ЗПН; f^AHKix:.Vat. — тастота та вытзес АИН в режиме управления заданиеи выхосной иыозотой АЛ» из-меняющиыеи псапряжеыиэм в ЗПН:
f o f
Вых. АМН .DC.Var. 1Вых.АМН
пг
Пл
(10)
При уыравлении оыэоднс>Ы засто той 1ВыхАИНDC Yal изменяющиисс в ЗПН напрожением UDC Чш управляющим воздействием является напнижение UDC Va. .
При изменении Р
в .диапазоне Н
1П
частотного рееиаифоиания — и const.
В штатной СУ ЧРП при разряде конденсатора звена постояиноги нпшряжения и снижении напряжения в ЗПН сраб атывает ЗМН, предотвращающая броски аварийного тока в транзисторных ключах АИН при резком восстановлении иаприжения ни входе АИН, вонникающие по двум причлнам.
При резком восстановлении напряжения на входе АИН выходное напряжеыии ИИН иВыжАИН для каждой из а|сиз изределяется зыражением:
П„
KDC.aar. ' ПDC.Нол.
VP
(11)
При разряде конденсатора С-фильтра 3ПН после снятия питающего напряжения, ивыхаин, приложенное к статорной обмотке АД, снижается до ивьшлинпров . В момент восстановления напряжения uв,,х.аиh.пpов<uвых.аин, чТО привоЛДт к броску тока
в транзисторных ключах АИН и обмотках статора АД.
Вторая причина связана с нарушением синхронизации выходного тока 1вых Шнт1 частоты первой гармоники и тока статора 1ст т1 асинхронного двигателя. Нарушение синхронизации 1вьхааш т1 и 1ст ад т1 связано со снижением скорости АД в режиме выбега по отношению к заданию выходной частоты АИН 1выхН Для преодоления провала напряжения в ЗПН с отсутствием бросков тока на входе АИН 1вхаин и тока в статоре АД 1стад необходимо выполнить на момент восстановления напряжения следующие условия:
= 0...U Н для выражения А) сохраняется закон
Рис. 4. Функциональная схема комбинированной системы управления АИН
равенство частот
/„ .„„ = ю /2п,
Вых АИН в. V. '
(12)
где юв — радиальная скорость вектора поля статора;
— равенство выходного напряжения формируемого на выходе АИН системой управления иВых АИН и остаточного напряжения на обмотке АД иСт АД Ост в момент восстановления напряжения в звене постоянного напряжения
иВых.АИН иСт АД . Ост.'
(13)
Из анализа выражений (9), (10) следует, что сохранение равенства ГвыХАИН = ю„./2п и иВыхАИН = = и можно достичь в момент восстановления
Ст.АД.Ост. ^
напряжения на входе АИН за счёт контроля значения 1ВыхАИН системой управления и одновременной подстройкой коэффициента заполнения ШИМ Кпс уаг в соответствии с изменением напряжения на входе АИН. Включение АИН в работу без нарушения синхронизации тока статора АД и выходного тока АИН при отсутствии бросков тока статора АД и входного тока АИН с разгоном АД до номинальной скорости после восстановления напряжения на входе АИН возможно за счёт одновременного изменения К£с Шг и 1В ШН в пропорции, изменяющейся в соответствии с кривой разгона АД.
На рис. 4 представлена функциональная схема разработанной комбинированной СУ, позволяющая устранить аварийные броски входного тока АИН при восстановлении напряжения на входе АИН с последующим разгоном АД до заданной скорости с любой пониженной скорости.
В нормальном режиме закон регулирования подчиняется отношению U/f2 = const. В момент регистрации глубокого провала напряжения в питающей сети на вход анализатора провала напряжения (АП) с датчика напряжения (ДН1) поступает информация о начале провала напряжения и на его выходе (РП) формируется сигнал управления коммутатором (К1), вход 1 которого в момент возникновения провала напряжения подключается к выходу 3.
С датчика напряжения (ДН2) информация об изменяющемся напряжении иЗПН поступает через блок масштабирования (БМ1) на вход делителя (Д), на выходе которого формируется сигнал управления выходной частотой АИН в соответствии с законом изменения напряжения иос, поступающий на вход управления частотой опорных генераторов (Г1-Г3) через коммутатор (К2). С Г1-Г3 синусоидальное напряжение с изменяющейся частотой поступает на входы компараторов. В компараторах амплитуда напряжения, изменяющаяся по синусоидальному закону, сравнивается с напряжением, формируемым на выходе генератора пилообразного напряжения (ГПН). На выходе компараторов формируется ШИМ сигнал управления силовыми 1СБТ транзисторами АИН.
В момент восстановления напряжения в питающей сети на выходе А.П. формируется сигнал режима восстановления (Р.В.), поступающий на входы устройства управления (УУ), элементов памяти М1, М2 и вход управления генератором линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН).
Одновременно на выходе УУ формируется сигнал управления коммутатором К2, который подключает выход 3 к входу 2. Элемент памяти М1 сохраняет информацию о значении выходной частоты АИН, а М2 — о значении остаточного напряжения в ЗПН на момент восстановления напряжения в системе электроснабжения.
Одновременно с восстановлением напряжения в питающей сети запускается генератор линейно изменяющегося напряжения, скорость нарастания выходного напряжения определяется временем разгона АД с момента восстановления напряжения в ЗПН с пониженной скорости до номинальной. На входы блоков масштабирования БМ2 и БМ3 поступает информация с М1, М2. На выходе блока БМ2 формируется сигнал управления выходной частотой АИН, а на выходе БМ3 формируется сигнал управления амплитудой пилообразного напряжения ГПН для коррекции коэффициента модуляции и выполнения условия баланса напряжения. Дальнейшее управление выходной частотой и выходным напряжением АИН осуществляется в соответствии с законом плавного нарастания напряжения на выходе ГЛИН, которое определяется заданной интенсивностью разгона АД до номинальной скорости в соответствии с технологическим процессом. По достижению выходной частоты АИН заданного значения 1ВыхшН происходит переключение К2 в исходное состояние, ГПН переводится в исходный режим работы, ГЛИН, ячейки памяти М1, М2 подготавливаются к работе для регистрации следующего провала.
На рис. 5 представлена имитационная модель с комбинированной СУ ГЧРП. В качестве основы имитационной модели для исследования динамических процессов, возникающих в силовой части ЧРП при возникновении аварийных режимов работы системы электроснабжения, использован программный комплекс [13], разработанный в среде МаНаЪ. Проанализируем результаты экспериментов, полученные в среде МаНаЪ с штатной и комбинированной СУ ГЧРП. В имитационной модели ГЧРП использовались 3 ЧРП с АД АДКЗР мощностью Р = 160 кВт с вентиляторной механической нагрузкой.
На рис. 6 представлены осциллограммы, полученные в процессе исследования ГЧРП с вентиляторной механической нагрузкой и штатной системой управления.
Р Пр.
г
С.-'
_ у-:
Рис. 5. Имитационная модель ГЧРП с повышенной устойчиж остью к провалам напряжения
Рис. 6. Осциллограммы изменения: IТ — тока статора АД;
и,
— напряжения на конденсаторе С-фильтра;
п — скорости АД при квадратичной нагрузке АД по штатной схеме СУ ЭТК с ГЧРП
Рис. 7. Осциллограммы работы ГЧРП на интервале нормального, аварийного и послеаварийного режима питающей сети: 1СТ — тока статора АД; изпн — напряжения на конденсаторе С-фильтра; п — скорости АД
Условия эксперимента следующие: суммарная мощность ГЧРП РГЧРП = 480кВт мощность исследуемого комплекта АИН-АД в составе ГЧРП Ршн-м = 160кВт, номинальный ток двигателя
1СтАДном =243 А, ёмкость конденсаторов С-фильтра ЗПН СфЗНН= 285000 мкФ, нагрузка АД вентиляторная.
На рис. 7 проиллюстрированы осциллограммы изменения тока статора АД, напряжения на конденсаторе С-фильтра, скорости АД на онтервале времени преодоления аварийного режижа в питающей сети при применении комбинированной СУ.
При построении СУ ГЧРП по штатной схеме интервал времени Тр Упр , в тенеоил которого сохраняется управление приводом после провала на-пряженин в питающе° сети до срабатывания ЗМН, определяетая в соответствии с выражением:
С
е .Утр.
оа.ила. о (0,6Соа Ила > Ф.ЗПИ
жед*.
(14)
и составляет Тпл/ =0,06 с.
Р. Упр. '
Интервал времени Тр Упр К СУ, в течение которого сохраняется управление приводом при применении комбинированной СУ для управления ГЧРП в соответствии с осциллограммами, представленными на рис. 7, составляет = 1,8 с. Предложенная комбинированная схема СУ позволяет обеспечить управление ЧРП и ГЧРП без остановки АД при кратковременном провале напряжения в питающей сети, без аварийных бросков тока в транзисторах АИН, с сохранением режима управления приводом на всём интервале времени аварийного режима сети =1,8 с, при плавном снижением тока статора АД 1Ст , по мере разряда конденсатора С-фильтра ЗПН, с последующим нарастанием 1Ст до номинального значения без возникновения перегрузки АИН.
Применение комбинированной СУ увеличивает время ожидания восстановления нормального режима сети в 30 раз по сравнению со штатной схемой СУ. Практическое применение разработанной системы управления АИН позволяет сохранить управление приводом на интервале времени включения АВР, а также при возникновении кратковременных провалов напряжения в аварийных режимах питающей сети и устранить аварийную остановку технологического оборудования с вентиляторным характером механической нагрузки.
В настоящее время также проводятся исследования, связанные с возможностью управления ГЧРП в соответствии с предлагаемым способом при векторном режиме управления для практического применения в промышленности.
Список источников
1. Ершов М. С. Устойчивость многомашинных промышленных электротехнических комплексов и систем // Труды VIII Междунар. (XIX Всероссийской) конф. по автоматизированному электроприводу АЭП-2014. 07 — 09 октября 2014 года: в 2 т. Саранск: Мордовский гос. ун-т им. Н. П. Огарёва, 2014. Т. 1. С. 268-274. ББ№ ТБЛЛУТ.
2. Веселова Н. М., Иванов А. С., Иванова О. А. [и др.] Влияние частотных преобразователей насосных и вентиляционных установок на работу сети внутреннего электроснабжения предприятия // Инженерный вестник Дона. 2022. № 3. С. 82-89. ББ№ ХСАРР8.
3. Петухов А. В., Климаш В. С. Опыт эксплуатации комплекса электроприводов автоматизированных линий по производству шпона // Научно-техническое творчество аспирантов и студентов: материалы 47-й Науч.-Техн. конф. студентов и аспирантов, 10-21 апреля 2017 года. Комсомольск-на-Амуре: Изд-во Комсомольского-на-Амуре гос. техн. ун-та, 2017. С. 858-860. ББ№ УОБЛТБ.
4. Климаш В. С., Петухов А. В. Исследование устойчивости электротехнического комплекса деревообрабатывающей линии к провалам напряжения в сети электроснабжения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 3. С. 184-190. Б01: 10.24412/2071-61682022-3-184-190. ББ№ КНАРТЛ.
5. Гуревич В. И. Автоматическое повторное включение промышленных электроустановок // Промышленная энергетика. 2005. № 8. С. 8-10. ББ№ НТАХНХ.
6. Ершов С. В., Жабин Б. А. Особенности определения провалов напряжения в системах электроснабжения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. № 8. С. 97-103. ББ№ 8Ки0ШК
7. Петухов А. В., Киба Д. А. Управление электротехническим комплексом с групповым частотно-регулируемым приводом при провалах напряжения в питающей сети // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2024. № 9. С. 579-584. Б01: 10.24412/2071-6168-2024-9579-580. ББ№ СИЛЕ.
8. Пат. 2740813 Российская Федерация, H02P 1/16, H02P 3/06. Способ управления электроприводом деревообрабатывающей линии во время автоматического включения резерва / Климаш В. С., Петухов А. В. № 2020107224; заявл. 17.02.2020; опубл. 21.01.20219. Бюл. № 3.
9. Гельвер Ф. А., Белоусова Н. В., Самосейко В. Ф., Са-ушев А. В. Выбор емкости конденсатора звена постоянного тока двухзвенного преобразователя частоты с инвертором напряжения // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы II Междунар. науч. конф. Санкт-Петербург: Молодой ученый, 2014. С. 44-47. EDN: QZKIVN.
10. Пат. на полезную модель 181730 Российская Федерация, B27L 5/02. Электропривод деревообрабатывающей линии по производству шпона. Климаш В. С., Петухов А. В., Соколовский М. А. № 2017130399; заявл. 28.08.2017; опубл. 26.07.2018. Бюл. № 21.
11. Зиновьев Г. С. Основы силовой электроники. Новосибирск: Мзд-во НГТУ, 2003. 651 с. ISBN 5-7782-0323-3. EDN: QMHYUZ.
12. Куделько А. Р. Автоматизированный частотно-регулируемый электропривод с асинхронными двигателями. Владивосток: Мзд-во Дальневосточного ун-та, 1992. 182 с.
13. Климаш В. С., Петухов А. В. Программный комплекс математической модели электропривода деревообрабатывающей линии в среде MatLab: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021611165 от 22.01.2021. Москва: ФМПС, 2021.
ПЕТУХОВ Александр Владимирович, старший преподаватель кафедры «Промышленная электроника и инновационные технологии» Комсомольского-на-Амуре государственного университета, г. Комсомольск-на-Амуре.
Адрес для переписки: [email protected]
Для цитирования
Петухов А. В. Разработка и исследование системы управления групповым частотно-регулируемым приводом с повышенной устойчивостью к провалам напряжения в сети // Омский научный вестник. 2025. № 1 (193). С. 76-83. Б01: 10.25206/1813-8225-2025-193-76-83. ББ№ БО^НС.
Статья поступила в редакцию 09.01.2025 г. © А. В. Петухов
UDC 621.314.5
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-193-76-83 EDN: EQVFHC
A. V. PETUKHOV
Komsomolsk-na-Amure State University, Komsomolsk-on-Amur, Russia
DEVELOPMENT
AND RESEARCH
OF THE CONTROL SYSTEM
OF THE GROUP VARIABLE
FREQUENCY DRIVE WITH
INCREASED RESISTANCE
TO NETWORK VOLTAGE SAGS_
The functional scheme of the frequency converter control system is presented, that allows limiting the current surges at the input of the autonomous voltage inverter at the moment of sharp voltage recovery in the supply network. The author describes the research results of the proposed control method in the simulation modeling of a frequency-controlled drive in the MatLab software.
Keywords: power supply system, minimum voltage protection, frequency converter, control system, voltage inverter, common rectifier, voltage dip, frequency regulation, DC link.
References
1. Ershov M. S. Ustoychivost' mnogomashinnykh promyshlennykh elektrotekhnicheskikh kompleksov i system [Stability of multi-machine industrial electrical engineering complexes and systems] // Trudy VIII Mezhdunarodnoy (XIX Vserossiyskoy) konferentsii po avtomatizirovannomu elektroprivodu AEP-2014. In 2 vols. Saransk, 2014. Vol. 1. P. 268-274. EDN: TBJJVF. (In Russ.).
2. Veselova N. M., Ivanov A. S., Ivanova O. A., Kuznetsova T. A., Nikolaeva S. I. [et al.]. Vliyaniye chastotnykh preobrazovateley nasosnykh i ventilyatsionnykh ustanovok na rabotu seti vnutrennego elektrosnabzheniya predpriyatiya [Influence of frequency converters of pumping and ventilation installations on the operation of the internal power supply network of the enterprise]. Inzhenernyy vestnik Dona. Engineering Journal of Don. 2022. No. 3. P. 82-89. EDN: XCAPPS. (In Russ.).
3. Petukhov A. V., Klimash V. S. Opyt ekspluatatsii kompleksa elektroprivodov avtomatizirovannykh liniy po proizvodstvu shpona [Experience of operation of the electric drives complex for automated veneer production lines]. Nauchno-Tekhnicheskoye Tvorchestvo Aspirantov i Studentov. Komsomolsk-on-Amur, 2017. P. 858-860. EDN: YQFJTE. (In Russ.).
4. Klimash V. S., Petukhov A. V. Issledovaniye ustoychivosti elektrotekhnicheskogo kompleksa derevoobrabatyvayushchey linii k provalam napryazheniya v seti elektrosnabzheniya [Investigation of the stability of the electrical engineering complex of the woodworking line to voltage failures in the power supply network]. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki. News of the Tula State University. Technical Sciences. 2022. No. 3. P. 184-190. DOI: 10.24412/2071-6168-20223-184-190. EDN: KHAPTJ. (In Russ.).
5. Gurevich V. I. Avtomaticheskoye povtornoye vklyucheniye promyshlennykh elektroustanovok [Auto-reclosing for electrical installation]. Promyshlennaya energetika. Industrial Power Engineering. 2005. No. 8. P. 8-10. EDN: HTAXHX. (In Russ.).
6. Ershov S. V., Zhabin B. A. Osobennosti opredeleniya provalov napryazheniya v sistemakh elektrosnabzheniya [Features of definition of voltage dips in power supply systems]. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki. News of the Tula State University. Technical Sciences. 2014. No. 8. P. 97-103. EDN: SNUOWR. (In Russ.).
7. Petukhov A. V., Kiba D. A. Upravleniye elektrotekhnicheskim kompleksom s gruppovym chastotno-reguliruyemym privodom pri provalakh napryazheniya v pitayushchey seti [Control of an electrical complex with a group frequency-controlled drive in case of voltage failures in the network]. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki. News of the Tula State University. Technical Sciences. 2024. No. 9. P. 579584. DOI: 10.24412/2071-6168-2024-9-579-580. EDN: GITTLE. (In Russ.).
8. Patent 2740813 Russian Federation, H02P 1/16, H02P 3/06. Sposob upravlenia elektroprivodom derevoobrabatyvayushchey linii vo vremya avtomaticheskogo vklyucheniya rezerva [Method of controlling the electric drive of a woodworking line during automatic activation of the reserve] / Klimash V. S., Petuhov A. V. No. 2020107224. (In Russ.).
9. Gel'ver F. A., Belousova N. V., Samoseyko V. F., Sau-shev A. V. Vybor yemkosti kondensatora zvena postoyannogo toka dvukhzvennogo preobrazovatelya chastoty s invertorom napryazheniya [Selection of DC link capacitor size of a two-link frequency inverter with voltage inverter] // Tekhnicheskiye Nauki: Problemy i Perspektivy. Saint Petersburg, 2014. P. 44-47. (In Russ.).
10. Patent RU 181730 Russian Federation, B27L 5/02. Elektroprivod derevoobrabatyvayushchey linii po proizvodstvu shpona [Electric drive for wood veneer production line] / Klimash V. S., Petuhov A. V., Sokolovskiy M. A. No. 2017130399. (In Russ.).
11. Zinoviev G. S. Osnovy silovoy elektroniki [Basic power electronics]. Novosibirsk, 2003. 651 p. ISBN 5-7782-0323-3. EDN: QMHYUZ. (In Russ.).
12. Kudelko A. R. Avtomatizirovannyy chastotno-reguliruyemyy elektroprivod s asinkhronnymi dvigatelyami [Automated frequency-controlled electric drive with asynchronous motors]. Vladivostok, 1992. 182 p. (In Russ.).
13. Klimash V. S., Petuhov A. V. Programmnyy kompleks matematicheskoy modeli elektroprivoda derevoobra-batyvayushchey linii v srede MatLab [Software complex of mathematical model of woodworking line electric drive in MatLab]: Certificate No. 2021611165 dated 22.01.2021. Moscow: FIPS, 2021. (In Russ.).
Technologies Department, Komsomolsk-na-Amure State University, Komsomolsk-on-Amur. Correspondence address: petuhovaleasander@yandex.
For citations
Petukhov A. V. Development and research of the control system of the group variable frequency drive with increased resistance to network voltage sags. Omsk Scientific Bulletin. 2025. No. 1 (193). P. 76-83. DOI: 10.25206/1813-8225-2025-193-76-83. EDN: EQVFHC.
PETUKHOV Alexander Vladimirovich, Senior Received January 09, 2025.
Lecturer of the Industrial Electronics and Innovative © a. V. Petukhov
ru
