Частотный преобразователь Левкин Дмитрий ©

Частотный
преобразователь
© Левкин Дмитрий
Левкин Дмитрий – руководитель проекта
степень Магистра техники и технологии по направлению «Проектирование и
технология электронных средств» АПИ (филиал НГТУ)
Опыт создания электронных систем управления на всех стадиях от НИОКР до
изготовления. Множество наград за научные работы. Член ассоциации IEEE.
Шкаров Иван – инженер электроник
степень Магистра техники и технологии по направлению «Проектирование и
технология электронных средств» АПИ (филиал НГТУ)
Опыт разработки электронных систем управления: схемотехника, отладка,
программирование, трассировка и др.
По мере необходимости привлекаем инженера конструктора. При
развитии проекта есть специалисты на все ключевые позиции
связанные с разработкой.
Частотный преобразователь
с бездатчиковым векторным
управлением
позволяет оптимально управлять бесщеточным
синхронным электродвигателем с постоянными
магнитами (СДПМ).
Характеристики
Синхронный двигатель с
постоянными магнитами
(СДПМ)
Асинхронный двигатель
(АД)
КПД
более 90%
~ 70-80%
Стоимость
высокая
низкая
Диапазон изменения частоты
широкий, свыше 100 000
об/мин
до 30 000 об/мин
Момент
Большая перегрузочная
способность по моменту
Небольшой пусковой
момент, значительный
пусковой ток
Система управления
Требуется относительно
сложная система управления
Не обязательна
Габариты
Меньше чем у АД
Больше чем у СДПМ
 Экономия электроэнергии
 Не требуется датчик положения ротора
 Быстрая, плавная и точная установка скорости вращения
 Плавный старт
 Векторный алгоритм управления
 Модульность
Бытовая техника
Лифты и эскалаторы
Насосы
Компрессоры
Автоматика
Тяговые электроприводы
 Энергетика
 Водоснабжение
 Судовое оборудование
 Промышленность
 Системы вентиляции
 Снижение энергопотребления
 Экономия места (меньшие размеры и масса)
 Экономия на послепродажном сервисном обслуживание
 Улучшение контроля над двигателем
Отсутствует возможность
бездатчикового векторного управления
во всем диапазоне скоростей
Нужен датчик
General electric
Использует в основном
метод прямого контроля
момента, который уступает
методу ориентации по полю
Нет определения начального положения ротора
Работают только до 40 000 об/мин
Метод
определения
положения
ротора
Старт
(0 об/мин)
Начальное
положение
Датчик
Резолвер
Бездатчиковый
векторный
алгоритм без
определения
положения ротора
Установка в
известное
положение полем
Бездатчиковый
векторный
алгоритм
(физический
принцип)
Подача тестового
сигнала и анализ
отклика на него.
Метод основан на
разности
индуктивностей по
осям d и q и
эффекте насыщения
стали статора.
Низкая скорость (0 2000 об/мин)
Высокая
скорость (1000 –
20 000 об/мин)
Резолвер, энкодер, датчик Холла
Сверхвысокая
скорость (до 100
000 об/мин)
нет
Скалярное управление с заранее определенной характеристикой
напряжения от частоты или от времени: U/f, S-образная кривая и
регулировкой тока.
Наложение на основной
сигнал высокочастотной
составляющей
(модуляция) и анализ
отклика на него.
Метод основан на
разности
индуктивностей по осям
dиq
Анализ обратной
ЭДС
электродвигателя
Анализ обратной
ЭДС
электродвигателя
Этап
Старт (0 об/мин)
Разработка бездатчикового
способа определения
начального положения
ротора
НИР
Разработан и испытан на
оборудовании National
Instruments (погрешность
метода < 4%)
ОКР
Предстоит реализация
алгоритма на
микроконтроллере Texas
Instruments (TI)
Низкая скорость (0 -2000
об/мин)
Разрабатывается на микроконтроллере TI
Высокая скорость (1000 –
20 000 об/мин)
Разработан и испытан на старките TI (электродвигатель
Anaheim automation BLY172S-24V-4000 1000 – 5000 об/мин).
Для оценки скорости используется наблюдатель состояния на
скользящих режимах.
Сверхвысокая скорость
(до 100 000 об/мин)
Проведены исследования существующих методов.
Будет реализован в случае появления интереса
потребителей.
Требуется
~ 1-2 месяца
~ 3-4 месяца
~ 6 месяцев
№
Этап
Стадия
Требуется
1
Разработка бездатчикового
алгоритма управления СДПМ
во всем диапазоне скоростей
НИР
Близиться к завершению (подробно
описывается на предыдущем слайде)
~ 4 – 6 месяцев
~ 400 тысяч рублей
2
Разработка контроллера
Разработаны электрические схемы и
печатные платы для макета мощностью
1 кВт
Потребуется разработка и изготовление
опытного образца
~ 4 месяца
~ 1 миллион рублей
Изучен вопрос по коррекции мощности,
пока используются лабораторные
источники питания
~ 6 – 8 месяцев
~ 350 тысяч рублей
Не начиналась
~ 2 – 3 месяца
~ 200 тысяч рублей
Будет начата по завершении 1 этапа при
разработке опытного образца
~ 1 – 2 месяца
~ 250 тысяч рублей
3
Разработка инвертора
4
Разработка источника
питания с коррекцией
мощности
5
Разработка приборной панели
6
Разработка корпуса
 Финансирование НИОКР (грант)
- на завершение НИР 400 тысяч рублей
- на ОКР 1.8 млн. рублей
 Продвижение товара на рынке (заказчик)
 Стратегический инвестор
(компания работающая на рынке
приводов или использующая их в
своей продукции)
При успешной реализации привода:
 Передовые технологии энергосбережения
 Конкурентные преимущества над аналогами
 Выход продукта на российский и зарубежный рынок
E-mail: d.levkin@gmail.com
Телефон: +79101487319