Ученые Южно-Уральского государственного университета решают проблему точного регулирования скорости электропривода переменного тока в бездатчиковых системах. Проект по созданию системы управления комплектными транзисторными преобразователями частоты с новыми алгоритмами регулирования получил государственную поддержку по 218 постановлению Правительства РФ, целью которого является развитие кооперации российских вузов с производственными предприятиями для развития наукоемкого производства и внедрения инноваций в российской экономике.
Современное автоматизированное производство невозможно без электропривода, именно эта высокотехнологичная система приводит в движение почти все механизмы на промышленных предприятиях, например, 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 за счет применения датчика обратной связи по скорости, а в бездатчиковых системах задача точного регулирования скорости и момента не решена. Чтобы улучшить возможности существующих отечественных систем управления вентильными преобразователями, ученые ЮУрГУ предлагают использовать системы управления комплектными 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.
При поддержке гранта Уральского межрегионального НОЦ «Передовые производственные технологии и материалы» (УМНОЦ) в прошлом году командой кафедры «Электропривод и мехатроника» и специалистами ООО НТЦ «Приводная техника» были предложены алгоритмы управления электромагнитным моментом, а также система автоматической настройки контуров его регулирования и возбуждения. Данная работа является частью масштабного проекта по запуску серийного производства отечественных многоуровневых преобразователей частоты.
В рамках проекта «Разработка и постановка на высокотехнологическое производство комплектных транзисторных устройств на базе многоуровневых преобразователей частоты широкой номенклатуры с улучшенными энергетическими и надежностными показателями», который получил поддержку по 218 постановлению Правительства РФ, специалисты кафедры «Электропривод и Мехатроника» и ООО НТЦ «Приводная техника» образуют кооперацию для развития высокотехнологичного производства многоуровневых преобразователей частоты.
Целью комплексного проекта является развертывание высокотехнологичного производства многоуровневых преобразователей частоты (МПЧ) широкой номенклатуры и систем управления комплектных МПЧ, входящих в систему мощных электроприводов технологических механизмов в ресурсодобывающих отраслях, металлургии, машиностроении, с целью повышения их энергоэффективности и надежностных показателей
«Наша компания на протяжении 20 лет сотрудничает с 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 результате комплексного проекта промышленному рынку будут предложены преобразователи частоты полностью отечественного производства, которые позволят произвести импортозамещение современным западным решениям 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 конце 2023 года.
Южно-Уральский государственный университет – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В Год науки и технологий ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).