AKTUELNI SOSTOJBI VO ELEKTROMOTORNITE POGONI

Transcript

1 ЧЕТВРТО СОВЕТУВАЊЕ Охрид, септември 2004 Slobodan Mir~evski Zdravko Andonov Elektrotehni~ki fakultet, Skopje AKTUELNI SOSTOJBI VO ELEKTROMOTORNITE POGONI KUSA Se razgleduvaat tehni~kite aspekti za sostojbite i nasokite za razvoj na elektromotornite pogoni. Kako sostavni delovi na elektromotorniot pogon posebno se tretiraat elektromotorot, elektronskiot energetski preobrazuva~ za negovo napojuvawe i sistemot za upravuvawe. Vo trudot se davaat prognozi za razvoj na poedine~nite delovi i elektromotorniot pogon vo celina, koi se baziraat vrz evolucijata na tehnologiite i topologiite na komponentite i sklopovite na pogonot. So dadenoto obrazlo`enie, glavnoto vnimanie e posveteno na elektromotornite pogoni so asinhroni motori. Klu~ni zborovi: elektromotoren pogon (EMP), elektronski energetski preobrazuva~, sistem na upravuvawe, asinhron motor, digitalen signalen procesor (DSP). ABSTRACT State of the Art in Electric Drives - Technical aspects about states in electric drives and development trends are discussed. Electric motor, supplying electronic power converter and control system as common parts of electric drive are treated. Development prognosis of electric drives and its parts, based on evolution of technology and toplogy of components and devices are described. Clearly, the main attention is dedicated to electric drives with induction motors. Keywords: Electric Drive, Electronic Power Converter, Control System, Induction Motor, Digital Signal Processor (DSP). 1 VOVED Denes kaj elektromotorni pogoni najmnogu se raboti na pogonite so promenliva brzina so elektromotori za naizmeni~na struja. Toa e podra~je na intenzivno istra`uvawe so istovremeno najgolem godi{en porast (okolu 7%) na pazarot na elektromotorni pogoni. Se procenuva deka denes ssa 70% od svetskiot pazar na regulirani elektromotorni pogoni pripa a na naizmeni~nite regulirani pogoni, a ssa 30% na ednonaso~nite regulirani pogoni. Pogonite so golemi mo}nosti, poedine~ni izvedbi i re{enija, kako i specijalnite pogoni davaat 40-45% od vkupniot promet na regulirani naizmeni~ni elektromotorni pogoni. Duri i do skoro nezamenliviot reguliran ednonaso~en pogon so golemi mo}nosti vo valavnici se zamenuva so reguliran naizmeni~en elektromotoren pogon. Napredokot na elektromotornite pogoni najmnogu zavisi od sostojbite vo energetskata i upravuva~kata elektronika i inteligentnoto upravuvawe. Se raboti na celosno upravlivi (koi mo`e da se vklu~uvaat i isklu~uvaat preku upravuva~kata elektroda) poluprovodni~ki komponenti so {to pogolema brzina (frekvencija na vklu~uvawe i isklu~uvawe) i pogolemi mo}nosti. Kaj upravuva~kata elektronika najaktuelno e tragaweto po brzi i eftini digitalni signal procesori, koi se neophodni za operaciite i transformaciite vo vektorskoto upravuvawe na naizmeni~nite motori. Mo`ebi najdinami~no podra~je e inteligentnoto upravuvawe koe gi koristi tehnikite na ve{ta~kata A1-03 1/8

2 A1-03 2/8 inteligencija - ekspertskite sistemi, fuzi logikata i nevronskite mre`i. So niv upravuvaweto na elektromotornite pogoni se pro{iruva na sobirawe podatoci, dijagnostika, nadgleduvawe i javuvawe gre{ki. Na toj na~in se podobruva odr`uvaweto, se namaluvaat zastoite, se zgolemuva proizvodnosta i ekonomi~nosta. Na pazarot se pojavuvaat tn. elektronski motori, odnosno integrirani elektromotorni pogoni. Toa se komercijalni imiwa za prodavawe elektromotor zaedno so preobrazuva~ot za negovo napojuvawe. Idejata e od sedumdesetite godini, koga bez pogolem komercijalen uspeh na pazarot se pojavil vo paket ednonaso~en motor so elektronski preobrazuva~, a denes, paketot od motor i invertor donesuva i komercijalni uspesi. Energetskite preobrazuva~i za napojuvawe na elektromotorite sozdavaat novi problemi vo upotrebata na elektromotornite pogoni. Naponot na napojuvawe ne e pove}e sinusoidalen za naizmeni~nite motori ili gladok za ednonaso~nite motori. Kako posledica se javuvaat dopolnitelni zagubi kaj motorite i pulzacii na momentot, zabele`livi pri mali brzini i vnesuvawe harmonici vo naizmeni~nata mre`a za napojuvawe. Ovie problemi se re{avaat so podobruvawe na proektantskite re{enija i so donesuvawe novi propisi so koi se regulira upotrebata na uredite od energetskata elektronika. Za elektromotorite re{enijata se baraat vo podobruvawe na tehnologijata na izrabotka so zgolemuvawe na klasata na izolacija, namaluvawe na zagubite preku upotreba na podobri elektri~ni i magnetni materijali, odnosno se sozdavaat tnr. energetski efikasni elektromotori. Kaj preobrazuva~ite se razvivaat novi tehniki za impulsno {iro~inska modulacija i upotreba na novi poluprovodni~ki prekinuva~i, koi }e davaat napojuvawe so pomala sodr`ina na harmonici. Propisite od ova podra~je vo razvienite zemji se odnesuvaat na dozvolenoto nivo na harmonici (pre~ki) koi se javuvaat i na~inite kako tie da se ograni~at (primena na filtri). Treba da se zabele`i deka vo R. Makedonija se u{te ne se doneseni propisi so koi se reguliraat pra{awata za primena na uredite od energetskata elektronika. 2 ELEKTROMOTORI Elektromotorite za naizmeni~na struja gi pokrivaat pove}e od 2/3 site instalirani pogonski kapaciteti. Asinhronite kafezni motori poradi ednostavnosta, pogolemata nade`nost vo pogon, pomalite dimenzii, te`ina i cena se najprimenuvani elektromotori. Zatoa vnimanieto glavno e posveteno na pogonite so ovie elektromotori Asinhroni Sinhroni Asinh. i sinh. Nepoznato 0 do1 1 do 37, do do do 1875 >1875 nepoznato Slika 1 Primena na naizmeni~ni motori spored podra~jeto na mo}nost Drugite vidovi klasi~ni naizmeni~ni elektromotori - asinhroniot so namotan rotor i sinhroniot, za pomalite mo}nosti do 1000 kw, se poskapi od asinhroniot kafezen motor, pa zatoa pomalku se primenuvaat vo reguliranite pogoni. Za mo}nosti nad 1000 kw tie stanuvaat konkurentni po cenata, taka da nivnoto u~estvo vo reguliranite pogoni so ekstra golemi mo}nosti e zna~ajno. Npr., SIEMENS za valavni~ki pogoni koristi sinhroni motori napojuvani od ciklokonvertor. Na Slika 1 e pretstaven pregled na primenata na razli~ni vidovi motori spored podra~jeto na mo}nost. Cenite na asinhronite kafezni motori se podolgo vreme stabilizirani, no sepak dosta razli~ni vo zavisnost od proizvoditelot. Najgrubo mo`e da se ka`e deka cenata iznesuva EU/kW, pri {to glavno vlijanie imaat zemjata-proizvoditel, mo}nosta i brojot na ~iftovi polovi. Generalno, so porast na mo}nosta za o~ekuvawe e da se namaluva cenata, a so zgolemuvawe na brojot na ~iftovi polovi da se zgolemuva te`inata i cenata. Pokraj pravilniot izbor na elektromotorot za izvr{uvawe na osnovnata funkcija -

3 A1-03 3/8 pogonuvawe na rabotnata ma{ina, posebno vnimanie treba da se obrne i na negovite energetski parametri - koeficientot na iskoristuvawe η i faktorot na mo}nost cos ϕ, osobeno za pogolemi mo}nosti, {to treba da bide predmet na zakonskata regulativa od oblast na energetikata i osiguruvaweto. Kaj reguliranite pogoni, poradi stabiliziranata cena na elektromotorot, cenata na energetskiot preobrazuva~ se izrazuva i relativno, vo odnos na asinhron motor, c=ep/am=5-2, spored mo}nosta. Evolucijata na asinhronite motori, koja trae pove}e od sto godini, rezultira glavno vo namaluvawe na volumenot na elektromotorot, prose~no 10% za pet godini kaj elektromotorite so pomali mo}nosti, i vo diverzifikacija na tipovite (i na standardnite i na specijalnite elektromotori), {to vo najgolema merka go odreduvaat pora~kite. Na namaluvaweto na volumenot na elektromotorot bitno vlijaat proektot, materijalite (za aktivnite i neaktivnite delovi, za sistemot na izolacija) i proizvodstvoto. Osnoven multidisciplinaren problem vo proektot na elektromotorot e potrebata da se sintetiziraat elektromagnetskite, termi~kite i mehani~kite presmetki i istovremeno da se vodi smetka za izborot na izolacijata (denes naj~esto toa e "F" klasata) i tehnolo{kite procesi vo proizvodstvoto. Za elektromagnetskite presmetki ve}e se upotrebuvaat metodi za optimirawe na geometrijata, dinami~ka analiza na mehani~kite strukturi na AM, numeri~ka analiza za 2 i 3-dimenzionalno presmetuvawe zasnovani vrz metodata na kone~ni elementi, koja e komplemetarna so klasi~nite metodi. Poto~nite presmetki na stati~kite i dinami~kite karakteristiki na EMP so AM se izveduvaat so modelirawe na efektot na zasituvawe vo `elezoto, koe se javuva pri zgolemeni strui i pri napojuvawe so napon i frekvencija spored zakonot Ψ s <Ψ sn (zasituvawe na glavnoto magnetno kolo). Pokraj ova, na namaluvaweto na zagubite se vlijae i so koristewe na visokokvalitetni materijali. Dobivkata e vo podobrenata eksploatacija i stimulativnite merki na osiguruvaweto. Pri kupuvaweto na reguliran naizmeni~en pogon neophodno e da se nabavi specijalen motor. Poznato e deka standardniot asinhron motor pri napojuvawe od naponskofrekvenciski preobrazuva~, poradi izrazito potiskuvawe na strujata vo rotorskiot kafez, nu`no ima namaluvawe na mo}nosta i momentot. Zatoa specijalniot asinhron motor za reguliran pogon se izveduva so statorski i rotorski namotki so pomalo potiskuvawe na strujata. Barawata sprema parametrite na motorot se razli~ni vo zavisnost od vidot na preobrazuva~ot. Npr., pri napojuvawe od naponski invertor motorot treba da ima zgolemeni rasturni reaktansi, dodeka pri napojuvawe od struen invertor mala vrednost na reaktansata na kusa vrska. Na pazarot se nudat i uspe{no se primenuvaat vo eksploatacija specijalnite asinhroni motori so mal otpor na rotorot, modificirana geometrija na kanalite (taka da se osiguruvaat visoki reaktansi na diferencijalno rasturawe pri povisoki frekvencii), nadvore{en ventilator itn. Mora da se obrne vnimanie na zgolemenite du/dt napregawa na izolacijata kaj ovie motori, koi nastanuvaat poradi visokite prekinuva~ki frekvencii na poluprovodni~kite komponenti vo invertorot. Pri toa, struite koi te~at niz parazitnite kapaciteti pome u navivkite na statorskata namotka ja o{tetuvaat obi~no prvata navivka. Zatoa so propisite IEC e reguliranou peak <1000 V za klasi~en struen invertor i du/dt<500 V/µs za I[M invertor. Za da se postignat ovie vrednosti se primenuvaat dve merki: induktiven filter na izlezot od izmenuva~ot ili dvo i trostruka izolacija na statorskata namotka. Vo reguliranite naizmeni~ni elektromotorni pogoni se primenuvaat i elektronski komutiran motor, sinhron motor so permanentni magneti, prekinuva~ki i sinhron reluktanten motor i dr., osobeno za pomali mo}nosti i posebni nameni. 3 PRIMENA NA ENERGETSKATA ELEKTRONIKA VO EMP Razvojot na reguliranite naizmeni~ni elektromotorni pogoni sna`no e potiknat od razvojot na energetskite preobrazuva~i na napon i frekvencija, odnosno od istra`uvawata i razvojot na tehnologijata na diskretnite celosno upravlivi komponenti na mo}nost, integracijata na elektri~nite kola i izrabotkata na moduli.

4 A1-03 4/8 FET IGBT BJT GTO SCR do1 1 do 37, do 150 SCR BJT FET IGBT GTO a) b) Slika 2 Globalna primena na energetski poluprovodni~ki komponenti a), primena spored podra~jeto na mo}nost b). Vo Tabela 1 se pretstaveni karakteristikite (vrven napon, maksimalna struja i prekinuva~ka frekvencija) na nekoi ~esto upotrebuvani energetski poluprovodni~ki komponenti - tiristor (SCR), brz tiristor, tranzistor, MOSFET, IGBT, GTO. Na Slika 2.a e prika`ana nivnata globalna primena, a na Slika 2.b spored podra~jeto na mo}nost. 150do 750 Tabela 1 Karakteristiki na energetski poluprovodni~ki komponenti 750 do 1875 >1875 SCR brz SCR Tranz. MOSFET IGBT GTO Vrven napon [kv] 6 1,5 1,4 0,2 1,7 4,5 Maksimalna struja [ka] 5 1,5 0,5 0,15 0,6 3 Prek. frekvencija [khz] /40 10/20 1 Prognozata za razvoj i podobruvawe na karakteristikite na energetskite poluprovodni~ki komponenti za prekinuva~ki re`im - porastot na prekinuva~ka mo}nost i prekinuva~kata frekvencija e prika`ana na Slika 3. Spored taa prognoza razvojot na ovie komponenti za niski i sredni naponi zasnovani na MOS - geit, ovozmo`uva IGBT tranzistorite da gi zamenat bipolarnite BJT tranzistori i da gi potisnat GTO tiristorite vo toa podra~je na mo}nost. Od komponentite koi se nao aat vo po~etna faza na razvoj, najgolem predizvik za site proizveduva~i pretstavuvaat MCT tiristorite (MOS controlled thyristors). Se o~ekuva ovaa komponenta da dominira vo slednata generacija na energetski preobrazuva~i. Denes mo`e da se najdat na pazarot MST tiristori 600/1200 V, 60 A efektivna vrednost. Perspektivite na poluprovodni~kite komponenti so nova generacija materijali (GaAs, SiC, dijamant), koi se superiorni nad siliciumot ovde ne se razgleduvaat. 1E+05 S (kva) 1E+04 1E+03 1E+02 Tiristor GTO IGBT MOSFET 1E+01 1E+00 f (khz) 1E-01 1E-01 1E+00 1E+01 1E+02 1E+03 1E+04 1E+05 1E+06 1E+07 Slika 3 Prognoza za porast na prekinuva~ka mo}nost i frekvencija Kaj reguliranite naizmeni~ni elektromotorni pogoni denes glavno se koristat dva vida energetski preobrazuva~i na napon i frekvencija - indirektni (so ednonaso~no me ukolo) i direktni. Se o~ekuva deka ve}e standardnata topologija na indirektniot preobrazuva~, bilo so vtisnat napon ili so vtisnata struja - mre`en ispravuva~, ednonaso~no me ukolo, impulsno {iro~inski moduliran (I[M) invertor, }e ima {iroka primena vo

5 A1-03 5/8 bliska idnina, poradi najpovolniot odnos performansi/cena. Primenata e za razli~ni aplikacii na ednomotorni i pove}emotorni pogoni, so mo}nosti od stotina vati do desetina megavati, so ispravuva~ vo 6 ili 12 pulsen re`im na rabota i izlezna frekvencija naj~esto vo podra~jeto Hz. Se dodeka na pazarot ne zavladeat celosno upravlivite komponenti za proveduvawe struja vo dvete nasoki, ovaa topologija ne se o~ekuva bitno da se menuva. Na Slika 4 e pretstaven pregled na prisustvoto na pazarot razli~ni vidovi energetski preobrazuva~i na napon i frekvencija vo zavisnost od mo}nosta. I[M upravuvaweto so golem broj re{enija intenzivno se istra`uva i razviva pove}e od dve decenii. Napredokot vo performansite od sinusna (prirodna) modulacija kon podobrena sinusna modulacija (injektiran tret harmonik) e evidenten. Varijanta na ovaa modulacija e vektorskata modulacija (SVPWM), koja osiguruva ssa 15% podobro koristewe na naponot i ima za 30% pomal broj komutacii od sinusnata modulacija. I[M energetskiot preobrazuva~ so vtisnata struja, koj se primenuva kaj ednomotorni pogoni so asinhron motor vo ~etirikvadranten re`im na rabota so mo}nost nad 500 kw, }e ima ograni~ena primena. Pri modernizacijata na elektromotorni pogoni e interesna varijantata za zadr`uvawe na stariot elektromotor so nabavka samo na energetski preobrazuva~ na napon i frekvencija. Ova re{enie osobeno e primenlivo kaj visokonaponskite (do 10 kv) asinhroni motori so mo}nost do 25 MW za pogon na pumpi, kompresori i ventilatori. [emata e prika`ana na Slika 5. Naso~uva~ot i invertorot se identi~ni kako kaj konvencionalnoto re{enie za napojuvawe sinhroni motori, a klu~ni elementi se komutacionoto kolo na invertorot za re`imi na rabota so niski frekvencii i filterot, koj go pegla izlezniot napon na preobrazuva~ot i osiguruva napoen napon na asinhroniot motor. Vo podra~jeto nad ssa 60% od nominalnata frekvencija komutacionoto kolo se isklu~uva, a invertorot e komutiran so potro{uva~ot - so kombinacija na efektot na izlezniot filter i induciraniot napon na asinhroniot motor do1 1 do 37, do 150 CSI PWM 150do 750 CYCLO 750 do 1875 VSI LCI Ostanati Slika 4 Pregled na razli~ni vidovi energetski preobrazuva~i na napon i frekvencija vo zavisnost od mo}nosta Vo ponovo vreme se razviva topologija so paralelno ili serisko rezonantno kolo vo ednonaso~noto me ukolo na preobrazuva~ot, koe osiguruva komutacija na komponentite na invertorot pri nula napon, odnosno struja. Ovie re{enija nao aat primena za specijalni primeni-visoki barawa za smaluvawe na bu~avata (mo`na komutacija vo ultrazvu~noto podra~je i do 100 khz) i vi{ite harmonici vo izlezniot napon na preobrazuva~ot, ograni~en prostor za smestuvawe i dr. >1875 Slika 5 Ross Hill preobrazuva~ na napon i frekvencija za VN AM Prognozite za plasman na regulirani naizmeni~ni pogoni so ciklokonvertori, podsinhroni kaskadi vo razli~ni izvedbi i uredi za meko pu{tawe se pesimisti~ki ve}e i za

6 A1-03 6/8 bliska idnina. Prognozite za plasman na regulirani naizmeni~ni pogoni so matri~ni preobrazuva~i, preobrazuva~i so potisnato (suppressed) ednonaso~no me ukolo, preobrazuva~i so pove}e nivoi i drugi topologii, se optimisti~ki i za podale~na idnina. Pome u ovie dva ekstrema, evolucijata na preobrazuva~ite na napon i frekvencija se predviduva deka }e se karakterizira so: koristewe na aktivni mre`ni filtri za postoe~kite pogoni so naso~uva~i komutirani od mre`ata, invertorite so prisilna komutacija na tiristorite }e zastaruvaat, zamenuvawe na faznoupravlivite ciklokonvertori so dva I[M preobrazuva~i po faza i za najgolemi mo}nosti, konvencionalnite indirektni preobrazuva~i so vtisnata struja }e zastaruvaat i }e se zamenuvaat so GTO tiristori i I[M preobrazuva~i vo mre`niot i izlezniot del, invertorot komutiran od tovarot kaj indirektnite preobrazuva~i so vtisnata struja }e se realizira so I[M, ne samo za napojuvawe na sinhroni motori, tuku i za asinhroni itn. Treba da se odbele`i deka razvojot na regulirani naizmeni~ni elektromotorni pogoni e skapa investicija, koja denes mo`e da si ja dozvolat samo najrazvienite. Npr., ABB dava podatok deka vo razvojot na direktna regulacija na momentot (Direct Torque Control-DTC) bile vklu~eni nad 100 ~ovek/godina in`enerski kadar pove}e od 5 godini. 4 SISTEMI NA UPRAVUVAWE VO EMP Upravuvaweto na pogonot mnogu zavisi od vidot na rabotnata ma{ina i nejzinata namena. Pogonite najop{to mo`e da se podelat za op{ta namena (koi se ssa 90%), specijalni pogoni (so visoki performansi) i za golemi mo}nosti vo industrijata, proizvodstvoto na elektri~na energija i vle~ata. Pogonite za op{ta namena se ednomotorni ili pove}emotorni, koristat preobrazuva~i na frekvencija so vtisnat napon i imaat skalarno upravuvawe, npr. za konstanten stati~ki moment M s spored zakonot U/f=const. Specijalnite pogoni se upotrebuvaat obi~no kako ednomotorni i se izveduvaat so vektorsko upravuvawe. Pogonite so golemi mo}nosti isto taka voglavno imaat vektorsko upravuvawe. Vektorsko Kombinirano Ostanato Skalarno Skalarno Kombinirano Vektorsko Ostanato 0 do do do 1875 a) b) Slika 6 Pregled na skalarno i vektorsko upravuvawe; a) globalno, b) spored mo}nost. Na Slika 6 e daden pregled na skalarnoto i vektorskoto upravuvawe. Mo`e da se zabele`i deka industrijata go ima prifateno ednostavnoto i ekonomi~no skalarno upravuvawe za pogonite so mali mo}nosti i niski performansi. Od druga strana, vektorskoto upravuvawe koe e ovozmo`eno so razvojot na mikroprocesorite i digitalnite signal procesori DSP zasega e poretko primenuvano kaj skapi pogoni so visoki performansi. Ova upravuvawe ve}e gi nadminuva kvalitetite na reguliraniot pogon so ednonaso~en motor so nezavisna vozbuda. Vektorskoto upravuvawe se sre}ava vo literaturata i kako upravuvawe so orientacija na poleto {to mo`e da se izvede na pove}e na~ini. Za sistemot na upravuvawe mo`e da se koristi direktna ili indirektna orientacija na poleto, vektorsko upravuvawe po fluksot na statorot ili po fluksot na rotorot ({to obezbeduva nezavisno upravuvawe so momentot i magnetskiot fluks), direktna regulacija na momentot. Regulatorite na struja mo`e da bidat ednostavni histerezni, klasi~ni PI regulatori, PI regulatori so sinhrona referenca koi obezbeduvaat dinami~ki karakteristiki nezavisni od tovarot i rabotnata to~ka na motorot, prediktivni regulatori i dr. Dodeka pogonite so direktna orientacija na

7 A1-03 7/8 poleto ne se pogodni za rabota pri mali brzini i miruvawe, pogonite so indirektna orientacija na poleto rabotat podednakvo dobro i do brzina nula. So kombinirawe na ovie dve metodi se osiguruva upravuvawe so momentot na motorot vo {iroko podra~je na brzinata. Izborot na referentniot koordinaten sistem za vektorsko upravuvawe so opfatniot fluks zavisi od primenata. Pri indirektnata orientacija na poleto standardno se koristi vektorot na magnetskiot fluks na rotorot. Kako i da e, mo`e so sigurnost da se tvrdi deka vektorskoto upravuvawe }e pretstavuva univerzalen kontroler za naizmeni~ni pogoni. Poznatata firma ABB ve}e ima na pazarot nova generacija preobrazuva~i na napon i frekvencija ACS 600, koi se temelat na nova metoda na upravuvawe nare~ena direktna regulacija na momentot (Direct Torque Control DTC). Se raboti za podobreno vektorsko upravuvawe bez merewe na brzinata. Vrz baza na mereweto na strujata, naponot vo ednonaso~noto me ukolo i prekinuva~kata sostojba na preobrazuva~ot, vo adaptivniot model na motorot sekoi 25 µs procesorot na signali ja odreduva brzinata na motorot, vrednosta i polo`bata na vektorot na fluksot i momentot na motorot. Vo upravuva~kiot sistem ne postoi voobi~aeniot modulator, tuku novata prekinuva~ka sostojba se odreduva spored momentalno potrebniot moment i magneten fluks vo motorot. So ovaa metoda se postignuva odziv na momentot na motorot za pomalku od 5 ms. Iako brzinata na obrabotka na podatocite e mnogu golema, prose~nata frekvencija na prekinuva~ite na preobrazuva~ot se dvi`i okolu 3 khz, pa zatoa istata metoda e primenliva i za golemi mo}nosti. To~nosta na regulacijata na brzinata e tipi~no 0,1-0,5 % od nominalnata brzina. Po potreba to~nosta mo`e da se zgolemi so dodavawe na meren element za brzinata na vrtewe. Pri zadvi`uvaweto se postignuva dvoen nominalen moment na motorot. Za podesuvawe na pogonot se potrebni samo nominalnite podatoci za motorot od plo~kata. Ostanatite potrebni podatoci za pogonot preobrazuva~ot gi utvrduva sam vo fazata na identifikacija pri prvoto pu{tawe. Vo upravuvaweto na elektromotornite pogoni neminovno, spored barawata se vgraduvaat i razli~ni adaptivni metodi, kako samopodesuva~ka regulacija (selftuning regulation STR), sistemite so promenliva struktura (variable structure system VSS), model na referentno adaptivno upravuvawe (model referencing adaptive control MRAC) i modeli na robusno upravuvawe. Od neodamna i tehnikite na ve{ta~kata inteligencija - ekspertni sistemi (expert system), neizvesnata (fuzzy) logika i ve{ta~kite nevronski mre`i (artifical neural network ANN) se vgraduvaat i mnogu vetuvaat za inteligentnoto adaptivno upravuvawe i estimacija na pogonite. Ovoj napredok se dol`i na mikroprocesorskata tehnologija i primenata na specifi~ni integrirani kola (application specific integrated circuit ASIC). 4.1 Primena na digitalni signalni procesori (DSP) vo EMP Kako digitalna sklopovska podr{ka za sistemite na upravuvawe, za{tita, dijagnostika i nadzor na EMP so op{ta namena i za pogonite so golemi mo}nosti se primenuvaat 8 i 16 bita standardni mikroprocesori, odnosno mikrokontroleri (na pr , 68000), koi se specijalno proektirani za upotreba vo preobrazuva~ite na frekvencija i napon, a se odlikuvaat so visok stepen na fleksibilnost i brzina na procesirawe na signalot, ednostavno programirawe, modularna izvedba na sklopovskata i programskata podr{ka. Bidej}i kompleksnoto procesirawe na signalot vo najgolem del se realizira so relativno spora programska podr{ka, se razvivaat i primenuvaat specifi~ni integrirani kola (ASIC) - kompakten i brz ~ip za realizacija na I[M, transformacija na koordinati i drugi slo`eni funkcii. Me utoa, za obezbeduvawe visoki dinami~ki performansi na pogonite so specijalna namena i so slo`ena funkcija na rabotnata ma{ina i dodatni funkcii od nadvore{nite regulacioni kola, se neophodni digitalni signalni procesori. Samo so DSP, vo sega{niot stepen na razvoj mo`e da se obezbedi upravuvawe na multi varijabilni i kompleksni sistemi koristej}i ja ve{ta~kata inteligencija kako nevronski mre`i i fazi logikata; adaptivno upravuvawe so dinami~ki upravuva~ki algoritam koj vo realno vreme se prilagoduva na

8 A1-03 8/8 odnesuvaweto na sistemot, a istovremeno sistemot se nadgleduva i dijagnosti~ki nadzor so sledewe na frekvenciskiot spektar na mehani~kite vibracii. Denes pove}e firmi proizveduvaat DSP za elektromotorni pogoni, no najpopularni se Analog Devices so serijata ADMC-3xx i ADMC-401 i Texas Instruments so TMS320F243 i TMS320F241, bazirani na kontrolerot od generacijata TMS320Cxx. Drugi firmi (Hitachi H8/300, SH 1,2 serija, Motorola 68H908MR24, Mitsubishi M30624FG, ABB ICMC-IA613A itn.) proizveduvaat mikrokontroleri koi se interesni za primena vo upravuvaweto na naizmeni~ni elektromotorni pogoni. Cenata na DSP so fiksna to~ka, koi se nao aat na pazarot iznesuva pomalku od 5 USD. Mo`e da se zaklu~i deka razli~nite proizvoditeli nudat DSP so sli~ni karakteristiki. Ograni~uvawata se odnesuvaat na memorijata na ~ipot i periferiskite mo`nosti. Site DSP vklu~uvaat periferija nameneta za upravuvawe so AM, kako A/D konvertor, I[M generatorska edinica i soodvetni kola za inkrementalen enkoder. TI ima najbrza A/D konverzija (1 µs). TI edinstveno ima I[M generatorska edinica so prostorni vektori, {to e pogodno za direktno upravuvawe na momentot. AD edinstveno ima primeneto blokovi za vektorski transformacii (Park i Clark), specijalno nameneti za vektorsko upravuvawe na naizmeni~ni pogoni. Kaj drugite DSP ovie transformacii mora da se programiraat nadvore{no. Treba da se o~ekuva deka slo`enosta na DSP }e se zgolemuva (pokompleksni upravuva~ki algoritmi, dodatni zada~i za dijagnostika na gre{ki i sl.), a dimenziite na ~ipot i cenata da se namaluvaat. 5 ZAKLU^OK Neosporno e deka idninata im pripa a na reguliranite naizmeni~ni elektromotorni pogoni, koi se predviduva deka naskoro kaj razvienite }e pretstavuvaat nad 50% od site instalirani pogonski kapaciteti. Od motorite }e ostane da dominira asinhroniot kafezen motor vo varijanta na "elektronski motor" prilagoden kon preobrazuva~ot. Od preobrazuva~ite se predviduva deka naj{iroka primena }e imaat indirektnite preobrazuva~i na napon i frekvencija. Od na~inite na upravuvawe se o~ekuva vektorskoto upravuvawe da stane univerzalno upravuvawe za ovie pogoni. Razvojot i proizvodstvoto }e bide vrzano za razvienite zemji so visoka tehnologija. RM kako mal pazar prvenstveno treba da obezbedi uslovi za pravilna i stru~na primena na reguliranite naizmeni~ni elektromotorni pogoni. Proizvodstvoto za mali mo}nosti treba da se stimulira kaj pomalite privatni firmi koi se pofleksibilni. Za primenata kaj najgolemi mo}nosti (pumpi, kompresori, ventilatori) vo javnite pretprijatija (Elektrostopanstvo, Toplifikacija, rudnici i sl.) bi trebalo da postoi prioritet koj }e bide formuliran so soodveten zakon. Poradi vlijanieto na ovie pogoni vrz kvalitetot na elektri~nata energija Elektrostopanstvoto, Zavodot za standardizacija i kvalifikuvani instituti vedna{ treba da pristapat kon gradewe merki za za~uvuvawe na kvalitetot na elektri~nata energija, spored postoe~kite propisi vo razvienite zemji. 6 LITERATURA [1] AUTOMATIKA 1-2/1995. [2] ABB Variable Speed Control - from Demand to Decision, [3] Lajoie-Mazenc E., Pratmarty D., European market of AC - adjustable speed drives, 93NR00071 EDF, [4] Vas P., Drury W., Vector controlled drives, PCIM 94 ( ) [5] Vas P., Drury W., Future trends and developments of electrical machines and drives, PCIM 95 (1-21). [6] EPE Journal (European Power Electronics and Drives), Vol.5 - No 3/4 - january [7] B. K. Bose, "Power Electronics and Variable Frequency Drives - Technology and Applications", IEEE Press, 1996.