Номер части:
Журнал
ISSN: 2411-6467 (Print)
ISSN: 2413-9335 (Online)
Статьи, опубликованные в журнале, представляется читателям на условиях свободной лицензии CC BY-ND

ВЫБОР СПОСОБА ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ НАГНЕТАТЕЛЯ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВЫМ РАЗОГЕВОМ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ БН-ТИПА



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Данные для цитирования: . ВЫБОР СПОСОБА ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ НАГНЕТАТЕЛЯ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВЫМ РАЗОГЕВОМ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ БН-ТИПА // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Технические науки. ; ():-.

Одним из важных подготовительных этапов пуска ядерных реакторов на быстрых нейтронах серии БН (теплоноситель – жидкий натрий) является разогрев корпуса реактора, для чего предназначена система газового разогрева, состоящая из совокупности нагнетателей, задвижек и временных газопроводов, а теплоносителем в системе выступает инертный газ аргон. Основная задача данной системы – разогреть корпус реактора до температуры, необходимой для начала ядерной реакции (примерно 350ºС).

Для обеспечения целевого значения температуры, необходимо контролировать динамику разогрева, а также регулировать систему в случае выхода из строя одного или нескольких нагнетателей. Также следует заметить, что процесс газового разогрева является непрерывным и достаточно длительным (например, на реакторе БН-800 Белоярской АЭС этот процесс занял около двух месяцев – затраченное время в данном случае зависит от объема корпуса реактора). [1, c.13]

Основными методами, позволяющими добиться необходимой динамики разогрева, являются введение или вывод из системы одного или нескольких нагнетателей, а также изменение скорости прохождения газом улитки нагнетателя. В некоторых видах нагнетателей возможно также увеличивать трение в улитке посредством регулируемых направляющих лопаток.

Устройство нагнетателей, которые используются в системе газового разогрева, представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Устройство нагнетателя: 1 – улитка, 2 – редуктор, 3 – асинхронный двигатель

На основе опытных данных было установлено, что оптимальным количеством нагнетателей в системе является пять (при этом от одного до двух нагнетателей должно находиться в резерве), тогда как в системе газового разогрева реактора БН-800 использовалось только три нагнетателя. [1, c. 14] Нагнетатели соединяются по принципу общей магистрали, что позволяет обеспечить не только высокую производительность системы, но и надежность.

Система управления газовым разогревом реактора представляет собой программно-аппаратный комплекс, предназначенный для обеспечения требуемых характеристик системы разогрева, а также для мониторинга.

Для ввода или вывода из работы нагнетателя, а также для регулирования скорости прохождения газом улитки, целесообразно использовать частотное управление асинхронным двигателем (см. рисунок 1,3).

К способам частотного управления асинхронными двигателями можно отнести модульное (скалярное) и векторное управление.

Наибольшее распространение получило скалярное управление, которое применяется в приводах компрессоров, вентиляторов, насосов, где требуется обеспечивать определенный уровень или скорости вращения вала электродвигателя, или некоего технологического параметра (например, давления в системе). Несмотря на простоту такого способа управления, он обладает большим количеством недостатков: во-первых, для управления скоростью вращения вала необходима установка датчика скорости; во-вторых, даже при наличии датчиков скорости и момента, регулировать оба параметра одновременно в подобных системах невозможно. Кроме того, данный способ управления плохо применим к асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором.

Эти недостатки были устранены в способе трансвекторного управления, предложенном компанией Siemensв 1971 году. Векторное управление предполагает наличие в звене управления математической модели электродвигателя, при этом модель может быть как построена на основе типовых данных, так и уточняться в процессе работы системы. Несмотря на большую точность второй методологии, чаще применяется способ построения систем управления на основе типовой математической модели.

При расчете систем управления асинхронным частотно-регулируемым приводом, как правило, используют параметры Т-образной схемы замещения асинхронного двигателя (см. рис. 2).

Рисунок 2. Т-образная схема замещения асинхронного двигателя

Параметры схем замещения не всегда известны разработчикам систем управления асинхронными частотно-регулируемыми приводами, поэтому расчет происходит по каталожным данным. [2, c. 99]Причем, несмотря на допустимую точность существующихметодик (например, методика, приведенная в [2], дает погрешность в 10-15%), системы управления, построенные на основе типовых моделей, обладают посредственными характеристиками эффективности.Для уточнения параметров модели в процессе работы системы управления, применяются системы с обратной связью.

В последнее время, благодаря развитию вычислительной техники, популярным стал способ прямого управления моментом (DTC–directtorquecontrol).Фактически, данный способ можно также отнести к векторному управления. Основная идея прямого управления моментом заключается в том, что на каждом шаге расчета определяется оптимальное состояние инвертора напряжения по значению момента и потока статора. [3, c.64] Несмотря на то, что прямое управление моментом было реализовано компанией ABB еще в 90-е годы, данное направление в частотном управлении двигателями принято по сей день считать новым. В качестве преимуществ DTCвыделяют низкую чувствительность к изменению параметров асинхронного двигателя и высокое быстродействие, а основным недостатком данного способа управления можно назвать большие флуктуации момента.

В основе прямого управления моментом лежит уравнение электромагнитного момента асинхронного двигателя:

Основным параметром, который используется для расчета системы, выступает потокосцепление статора ψ1. Неточность определения активного сопротивления статора и его изменение из-за нагревания асинхронного двигателяприводят к накоплению ошибки. При ошибке определения сопротивления статора, превышающей 10%, можно говорить о неработоспособности системы DTC, поэтому в таких системах применяются идентификация параметров двигателя и механизмы адаптации в процессе работы. [3, c.68]Поэтому прямое управление моментом часто применяется в совокупности с регуляторами, построенными на принципах нечеткой логики.

Для синтеза систем DTCс нечеткой логикой могут применяться различные методики, например, на основе алгоритма Такаги-Сугено. Функциональная схема системы прямого управления моментом с нечеткими регуляторами потокосцепления и момента представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Функциональная схема DTC с нечеткой логикой

Исходя из задач управления, способ прямого управления моментом с использованием нечетких регуляторов является наиболее предпочтительным, хотя также достаточно эффективно может быть трансвекторное управление на основе модели с обратной связью.

Для практической реализации нечеткого регулятора можно использовать программное обеспечение SiemensFuzzyControl++, позволяющее создавать системы нечеткого управления на основе промышленных программируемых логических контроллеров Simatic S7-300/400. К сожалению, с января 2014 года поддержка данного продукта прекратилась, поэтому нет возможности использовать его для более новых ПЛК. Однако, в соответствии с выбранным в [1] оборудовании для системы управления газовым разогревом используются именно контроллеры SimaticS7-300.

Список литературы:

  1. Волкова Е.А., Дружинин А.В. Выбор оборудования для системы управления газовым разогревом ядерного реактора БН-типа. / XVIII-я Международная научная конференция «Актуальные вопросы современной техники и технологии». Липецк, 2015 г. – с.12-16
  2. Дружинин А. В., Дружинина Е. А., Полузадов В. Н. Определение параметров Т-образной схемы замещения асинхронного двигателя при расчете систем управления частотно-регулируемым электроприводом / Екатеринбург: УГГУ, Изв. вузов. Горный журнал. – 2013. – № 3, с. 98-105.
  3. Усольцев А.А. Частотное управление асинхронными двигателями / Учебное пособие. — СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. – 95 с.[schema type=»book» name=»ВЫБОР СПОСОБА ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ НАГНЕТАТЕЛЯ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВЫМ РАЗОГЕВОМ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ БН-ТИПА» description=»В статье рассматривается вопрос применения частотного управления асинхронным двигателем нагнетателя в системе управления газовым разогревом ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Сравниваются различные способы частотного управления асинхронными двигателями. Наиболее перспективным признан метод прямого управления моментом с нечеткой логикой.» author=»Волкова Евгения Алексеевна, Дружинин Алексей Владимирович, Полузадов Владимир Николаевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-30″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_04(13)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 9819

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх
slot thailand slot gacor 2023 slot dana jendralsmaya slot dana slot server luar demo slot slot deposit pulsa slot gacor slot terbaru slot terbaik slot deposit pulsa
404: Not Found