Ключові слова
induction electric drive
periodic load
nonlinear link
PI controller поршневий компресор
асинхронний електропривод
періодичне навантаження
нелінійна ланка
ПІ-регулятор
Як цитувати
Анотація
Розроблено двоконтурну систему регульованих електроприводів одноциліндрових поршневих компресорів із статичним пропорційно-диференцюючим регулятором у зовнішньому контурі регулювання швидкості та астатичним пропорційно-інтегруючим регулятором у внутрішньому контурі регулювання моменту з урахуванням нелінійної залежності між моментом навантаження двигуна та кутовим переміщенням його ротору. Для синтезу регулятора внутрішнього контуру моменту асинхронного двигуна за фіксованого значення частоти живлення застосовано метод налаштування на технічний оптимум. На прикладі математичного моделювання режимів роботи регульованого електроприводу одноциліндрового поршневого компресора на базі асинхронного двигуна 4А63В2У3 показано, що застосування двоконтурної системи дає змогу збільшити енергоефективність приводу, покращити THD та коефіцієнт потужності, зменшити амплітуди коливань електромагнітного моменту порівняно як з нерегульованим, так і з регульованим за одноконтурною системою приводами. Бібл. 23, рис. 4, табл. 1.
Посилання
Bibik O.V., Golovan I.V., Popovych O.M., Shurub Yu.V. Efficient operating conditions of induction motors for piston compressors with frequency regulation. Tekhnichna Elektrodynamika. 2020. No 1. Pp. 33–39. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2020.01.033.
Jakobsen A., Rasmussen B. Energy optimization of domestic refrigerators. International Appliance Manufacturing. 1998. Vol. 1. No 2. Pp. 105–109.
Binneberg P., Kraus E., Quack H. Reduction In Power Consumption Of Household Refrigerators By Using Variable Speed Compressors. International Refrigeration and Air Conditioning Conference, USA. 2002. Pp. 1–9. URL: http://docs.lib.purdue.edu/iracc/615 (accessed at 15.05.2025).
Monasry J.F., Hirayama T., Aoki T., Shida S., Hatayama M., Okada M. Development of large capacity and high efficiency rotary compressor. International Compressor Engineering Conference at Purdue. USA. 2018. Pp. 1-10. URL: https://docs.lib.purdue.edu/icec/2576 (accessed at 15.05.2025).
Morillo A.H.V., Kurka P.R.G., Bittencourt M.L. Dynamics analysis of reciprocating compressor crankshafts. Proceedings of the 10th International Conference on Rotor Dynamics, 21 August 2018. Springer. 2019. Vol. 1. Pp .489–501. DOI: https://doi .org/ 10.1007/978-3- 319-99268-6_34.
Chernyi S.G., Erofeev P., Novak B., Emelianov V. Investigation of the mechanical and electromechanical starting characteristics of an asynchronous electric drive of two-piston marine compressor. Journal of Marine Science and Engineering. 2021. No 9 (2). Article no 207. Рр. 1–11. DOI: https://doi.org/10.3390/ jmse9020207.
Bukaros A.Yu., Romchuk N.O., Bukaros V.N. Adaptive compressor electric drive control system. Avtomatyzatsiia tekhnologichnyh i biznes-protsesiv. 2014. Vyp. 4. No 6. Pр. 84–90. DOI: https://doi.org/10.15673/2312-3125.20/2015.36965. (Rus)
Bibik O.V. The development of theory and measures of improve the energy efficiency of switched reluctance and induction motors with variable load: thesis for a doctor of technical sciences degree in specialty 05.09.01. Institute of Electrodynamics of NAS of Ukraine, Kyiv, 2020. 40 p. (Ukr)
Shurub Y.V., Popovych O.M., Bibik O.V. Increase of power efficiency of the single-cylinder piston compressor regulated electric drive. Tekhnichna Elektrodynamika. 2024. No 4. Pp. 63–72. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2024.04.063. (Ukr)
Sandler A.S., Sarbatov R.S. Automatic frequency control of induction motors. Moskva: Energiia, 1974. 328 p. (Rus)
Pechenik M., Kiselychnyk O., Buryan S., Petukhova D. Sensorless control of water supply pump based on neural network estimation. Electrotechnic and Computer Systems. 2011. Nо 3 (79). Pp.462-466.
Kiselichnik O.I., Bodson M. Nonsensor control of centrifugal water pump with asynchronous electric-drive motor based on extended Kalman filter. Russian Electrical Engineering. 2011. Vol. 82. No 2. Pp. 69–75. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068371211020088.
Jakovljević B.B., Rapaić M.R., Jelicić Z.D., Šekara T.B. Optimization of fractional PID controller by maximization of the criterion that combines the integral gain and closed-loop system bandwidth. 2014 18th International Conference on System Theory, Control and Computing (ICSTCC), Sinaia, Romania, October 17-19, 2014. Pp. 64–69. DOI: https://doi.org/10.1109/ICSTCC.2014.6982392.
Åström K.J., Hägglund T. Revisiting the Ziegler-Nichols step response method for PID control. Journal of Process Control. 2004. Vol. 14. Pp. 635–650. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jprocont.2004.01.002.
Romasevych Y., Loveikin V., Dudnyk A., Loveikin Y. Optimal constrained PI-controllers tuning for real-world plants. IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine, 05-10 October 2020. Pp. 47–52. DOI: https://doi.org/10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250108.
Luo X., Ma R., Li G., Zhao D. Parameter Optimization of Multi-mode Vibration Control System. International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation, Zhangjiajie, China, 11-12 April 2009. Vol. 1. Pp. 685–688. DOI: https://doi.org/10.1109/ICMTMA.2009.15.
Popovych M.G., Kovalchuk O.V. Theory of automatic control. Кyiv: Lybid, 2007. 656 p. (Ukr)
Kliuchev V.I. Theory of electric drive: textbook for universities. Moskva: Energoatomizdat, 2001. 704 p. (Rus)
Voldek A.I. Electric machines. Moskva: Energia, 1966. 782 p. (Rus)
Leonard W. Control of electric drives. Berlin, Germany: Springer-Verlag, 2001. 460 p.
Shurub Yu., Dudnyk A. Synthesis of the Digital Controllers of the Electric Drives as Actuators of Utility Technological Control Systems. Proc. 6th International Conference on Energy Smart Systems (2019 IEEE ESS), Kyiv, Ukraine, April 17-19, 2019. Pp. 319–323. DOI: https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764186.
Bibik O.V., Popovich O.M. Increasing the efficiency of electric drives with periodical loading by using comprehensive mathematical modeling means. Priority areas for development of scientific research: domectic and foreing experience: collective monograph. Riga, Latvia: Baltija Publishing, 2021. 260 p. Pp. 1–19. DOI: https://doi.org/10.30525/978-9934-26-049-0-31.
Popovych O.M. Determination and study of the power factor of electromechatronic systems with asynchronous motors. Tekhnichna Elektrodynamika. 2014. No 4. Pp. 111–113. (Ukr)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2025 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА