ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ С ПРОГРАММНО-КОНФИГУРИРУЕМЫМ УПРАВЛЕНИЕ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

Анучин А.С., Демидова Г.Л., Вагапов Ю., Стжелецки Р. Исследование систем управления электроприводами с программно-конфигурируемым управлением в реальном времени // Научно-технический вестник информа- ционных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 2. С. 290–300. doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-2-290-300

Предмет исследования. Представлен учебно-лабораторный стенд для исследования систем управления элек- троприводами. Стенд используется для обучения студентов системам управления электроприводами и предна- значен для повышения эффективности усвоения материала. Метод. В основу предлагаемого решения положен метод взаимного нагружения электрических машин, питаемых от силовых преобразователей с общим звеном постоянного тока. Это позволяет использовать одну электрическую машину в качестве испытуемой, а другую — в качестве нагрузочной, и наоборот. Обеспечивается переток мощности от машины, работающей в генераторном режиме, к машине, функционирующей в двигательном. Подобное решение обеспечивает энергосберегающий режим работы — из сети потребляются только мощности для покрытия потерь в силовых преобразователях и машинном агрегате. Для изучения различных структур систем управления электродвигателей постоянного и переменного тока предложен способ организации программного обеспечения со свободно конфигурируемой структурой. Основные результаты. Приведено описание лабораторных стендов. Каждый стенд содержит двухмашинный агрегат, где электродвигатель получает питание от своего полупроводникового преобразователя, управляемого в реальном времени микроконтроллерной системой. Созданное программное обеспечение позво- ляет синтезировать исследуемую структуру управления с помощью настроек системы управления. Настройка осуществляется с использованием ряда свободно конфигурируемых управляющих элементов, которые ком- пилируются в алгоритм управления микроконтроллером. Безопасное выполнение эксперимента обеспечивает алгоритм управления, работающий во взаимодействии с основной программой, работающей в реальном времени. Таким образом, обеспечивается защита электродвигателей и силовых преобразователей. Наличие встроенных программных средств защиты позволило добиться надежной работы электроприводов мощностью 1,5 кВт и обе- спечить близкие к промышленным характеристики. Приведено подробное описание особенности лабораторного оборудования и его программного обеспечения для системы векторного управления асинхронным двигателем. Пример демонстрирует настройку систем управления, компиляцию исполняемого кода, процедуру проведения эксперимента и анализ результатов. Практическая значимость. Рассмотренные подходы к построению учебного оборудования могут быть применены при проектировании аналогичного учебного оборудования по смежным дисциплинам. Представленные результаты могут быть полезны научным и научно-педагогическим работникам, занимающимся подготовкой специалистов в области систем управления электроприводами.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License