Енергетично оптимальне керування частотним електроприводом побудоване на математичній моделі процесу з урахуванням обмежень для вентиляторів та насосів

Abstract

Мета роботи – полягає в розробленні та дослідженні енергетично оптимального закону керування електроприводом насосно-вентиляторних установок на перетворювачах частоти на основі математичної моделі процесу з урахуванням технічних і технологічних обмежень. Об’єкт розробки – є енергетично оптимальна система керування електроприводом насосів і вентиляторів на основі частотного перетворювача. Розділ 1 присвячено аналізу областей застосування електроприводів насосів і вентиляторів, сучасних структур привода з частотним перетворювачем та існуючих підходів до енергетично оптимального керування. У ньому сформульовано постановку задачі, визначено вимоги до системи керування та обґрунтовано вибір напрямку дослідження. Розділ 2 містить побудову математичних моделей асинхронного двигуна, навантаження «насос/вентилятор – мережа трубопроводів/каналів» та їх об’єднання в єдину модель електромеханічної системи. На основі цих моделей визначено робочі точки, енергетичні показники та сформовано вихідні дані для синтезу оптимального закону керування. Розділ 3 присвячено синтезу енергетично оптимального закону керування, побудові залежності між оптимальною швидкістю привода та потрібною продуктивністю/тиском і розробці алгоритму оптимізації. У ньому реалізовано енергетично оптимальний алгоритм у MATLAB/Simulink, проведено моделювання та проаналізовано отримані результати щодо ефективності запропонованого підходу.