Моделирование системы управления в скользящем режиме активным преобразователем тока

Аннотация

Постановка проблемы: традиционные алгоритмы широтно-импульсной модуляции и прогнозирующего релейно-векторного управления активными преобразователями тока не в полной мере отвечают требованиям практического применения. Так, например, при использовании в векторных системах регулирования первые алгоритмы характеризуются существенной колебательностью сетевых и выходного токов, а вторые излишне сложны. Совместить простоту реализации системы автоматического управления с обеспечением ее робастности и устойчивости позволяет принцип разрывного управления в скользящем режиме. Цель: разработка единого алгоритма разрывного управления в скользящем режиме фазовым сдвигом сетевых токов относительно сетевых напряжений, сетевыми и выходным токами трехфазного активного преобразователя тока, работающего в режимах активного выпрямителя тока и сетевого инвертора тока, а также синтез его системы управления и моделирование динамических режимов работы этой системы. Результаты: на основании предложенного алгоритма управления для трехфазного мостового активного преобразователя тока разработана функциональная схема системы с разрывным управлением в скользящем режиме, благодаря которой унифицированы ее регуляторы и упрощена структура системы автоматического управления. В среде MatLab/Simulink создана моделирующая программа, позволяющая анализировать динамические показатели функционирования синтезированной системы автоматического управления активного преобразователя тока, работающего в режимах активного выпрямителя и сетевого инвертора тока. Математическое моделирование показало, что разработанный алгоритм управления обеспечивает динамические показатели работы синтезированной системы автоматического управления, не уступающие традиционным алгоритмам, существенное уменьшение реактивных элементов активного преобразователя тока и значительное улучшение формы сетевых токов. Использование в активном преобразователе тока единого алгоритма разрывного управления в скользящем режиме вместо алгоритмов широтно-импульсной модуляции и прогнозирующего релейно-векторного управления упрощает структуру системы автоматического управления и обеспечивает ее робастность. Практическая значимость: разработанная процедура синтеза единого разрывного регулятора сетевых и выходного токов является простой, хорошо адаптированной для микропроцессорной реализации. Активный преобразователь тока может успешно применяться для модернизации традиционных тиристорных электроприводов постоянного тока в целях повышения их динамических показателей путем замены в них тиристорных выпрямителей с системами импульсно-фазового управления на активные преобразователи.