Систему управления для отечественных электроприводов создают в НОЦ Урал

Для регулирования скорости электропривода на производстве нужны преобразователи частоты. Однако в разомкнутых схемах регулирования точность управления такой переменной, как скорость, может быть недостаточной. Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) совместно со специалистами ООО НТЦ «Приводная техника» предлагают решить проблему за счет создания специальных законов управления преобразователем частоты. Работа над проектом ведется в рамках УМНОЦ.

Современное автоматизированное производство невозможно без электропривода, именно эта высокотехнологичная система приводит в движение почти все механизмы на промышленных предприятиях – такие, как прокатные станы, тяговые механизмы, приводы лебедок и буровых насосов.

Для регулирования скорости электропривода переменного тока применяются полупроводниковые (транзисторные) преобразователи частоты. На отечественном производстве точное поддержание скорости возможно, только применяя датчики, а в бездатчиковых системах задача точного регулирования скорости и момента не решена. Чтобы улучшить возможности существующих отечественных систем управления вентильными преобразователями, ученые Южно-Уральского государственного университета предлагают использовать системы управления комплексными транзисторными преобразователями частоты с новыми алгоритмами регулирования.

Задача синтеза систем управления транзисторными преобразователями частоты, обеспечивающих улучшенные регулировочные и надежностные показатели, является актуальной и требующей первоочередного решения. В разрабатываемой системе управления будут применены специальные законы с частотно-широтно-импульсной модуляцией несущей частоты, а в качестве наблюдателей оцениваемых переменных обратной связи – адаптивные модели электромагнитных процессов, — сообщил руководитель проекта, заведующий кафедрой «Электропривод и мехатроника» Политехнического института ЮУрГУ Максим Григорьев.

Проект «Разработка систем управления комплексным транзисторным преобразователем с дальнейшей постановкой на производство широкой номенклатуры преобразовательной техники, базирующейся на новых принципах управления, позволяющих существенно повысить энергетические и надежностные показатели изделия» — один из основных проектов мирового уровня, входящих в портфель Уральского межрегионального научно-образовательного центра «Передовые производственные технологии и материалы» (УМНОЦ).

Над проектом работает команда кафедры «Электропривод и мехатроника» ЮУрГУ, а также Научно-технический центр «Приводная техника» — ведущая в Челябинской области кампания, которая занимает лидирующие места среди производственно-инжиниринговых компаний в стране. «Приводная техника» специализируется на внедрении систем автоматизации и электропривода в металлургии, машиностроении, нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Наша компания на протяжении 20 лет сотрудничает с кафедрой ЮУрГУ, и все руководители являются ее выпускниками. Занимаясь разработкой современной преобразовательной техники, мы часто сталкиваемся с задачами, которые возможно решить только в тесном сотрудничестве с научными организациями. Данный проект не исключение. Он позволит нам догнать западных гигантов по уровню технологичности и функциональности наших преобразователей, а в совокупности с новыми схемотехническими решениями, разработанными уже нашими специалистами, мы сможем вывести Российскую преобразовательную технику на принципиально новый уровень, — рассказали представители Научно-технического центра «Приводная техника».

В ходе выполнения проекта участники работы предложат алгоритмы управления электромагнитным моментом, а также систему автоматической настройки контуров его регулирования и возбуждения.

Проект улучшит качественные показатели преобразователей частоты в части точностных характеристик. Кроме того, предполагается существенное улучшение надежности системы за счет снижения отказов при работе в режимах короткого замыкания (моментного тормоза). Разработка позволит конкурировать с современными западными решениями на их рынках и наладить высокотехнологичный экспорт.

В результатах работы заинтересованы крупные компании – Роснефть, группа «Мечел», АО «Урало-Сибирская промышленная компания» и другие.

По планам, реализация проекта должна завершиться в 2023 году.

Справочно

Уральский межрегиональный научно-образовательный центр «Передовые производственные технологии и материалы» создан в рамках национального проекта «Наука» для проведения прикладных научных исследований и разработок мирового уровня. Центр участвует в получении конкурентоспособных технологий и продуктов, их коммерциализации, а также подготовке кадров. В развитии УМНОЦ активное участие принимают ведущие вузы Свердловской, Челябинской и Курганской областей — УрФУ, ЮУрГУ и КГУ.