Алгоритмы бездатчикового отказоустойчивого управления вентильно-индукторным электродвигателем насоса для добычи нефти
Электронный архив ТПУ
Информация об архиве | Просмотр оригинала| Поле | Значение | |
| Заглавие |
Алгоритмы бездатчикового отказоустойчивого управления вентильно-индукторным электродвигателем насоса для добычи нефти
Algorithms of fault-tolerant sensorless vector control of switched-reluctance motor in electrical oil pump |
|
| Автор |
Однокопылов, Георгий Иванович
Розаев, Иван Андреевич Odnokopylov, Georgy Ivanovich Rozaev, Ivan Andreevich |
|
| Тематика |
вентильно-индукторные электродвигатели
обрывы электродвигатели отказоустойчивые электроприводы алгоритмы отказоустойчивое управление бездатчиковое управление насосы добыча нефти switched-reluctance motor motor phase failure fault-tolerant electric drive fault-tolerant control algorithm sensorless control |
|
| Описание |
Актуальность. Нефтегазовая отрасль России сегодня одна из самых быстро развивающихся в стране. Высокие темпы развития предполагают внедрение новых технологий и значительную модернизацию технологических комплексов, входящих в состав производственной базы. В частности, исполнительных двигателей насосов добычи и транспортировки ископаемого топлива. Надѐжное и бесперебойное функционирование двигателя насоса является конкурентным преимуществом. Для снижения вероятных простоев оборудования и недоотпуска нефти предлагается использовать современный вентильноиндукторный электродвигатель в качестве исполнительного двигателя насоса добычи нефти. Существующие разработки показывают конкурентные преимущества этого типа электродвигателя при доработке системы управления и применении алгоритмов отказоустойчивого управления. Повысить отказоустойчивость и расширить области применения вентильноиндукторного электродвигателя позволяет использование бездатчикового управления. На сегодняшний день в технической литературе данная тематика проработана недостаточно глубоко, а математическая и имитационная модели бездатчикового управления вентильно-индукторным электроприводом в аварийном неполнофазном режиме работы ранее рассмотрены не были. Цель: разработка алгоритмов отказоустойчивого бездатчикового управления исполнительным вентильно-индукторным электродвигателем в неполнофазных режимах работы; обеспечение корректности переключения структуры управления при обрыве фазы; повышение отказоустойчивости вентильно-индукторного электродвигателя насоса в аварийных режимах работы путем подключения алгоритмов отказоустойчивого управления при переключении структуры управления. Объект: четырехфазный вентильно-индукторный электродвигатель насоса добычи или транспортировки нефти в аварийных неполнофазных режимах работы. Методы: математическое и имитационное моделирование, программирование в среде Matlab Simulink. Результаты. Разработаны математическая и имитационная модели бездатчикового отказоустойчивого четырехфазного вентильно-индукторного электропривода в аварийном режиме работы. Получен алгоритм бездатчикового отказоустойчивого управления насосом с вентильно-индукторным электродвигателем в аварийном режиме работы. Получены характеристики насоса добычи нефти в неполнофазном режиме работы исполнительного вентильно-индукторного электродвигателя с применением алгоритма отказоустойчивого управления.
The relevance. Russian oil and gas industry today is one of the fastest growing in the country. High rates of development suggest introduction of new technologies and significant modernization of technological complexes that make up the production base. Particularly it is necessary to modificate the executive motors of fossil fuel extraction and transportation pumps. Reliable and uninterrupted operation of the pump motor is a competitive advantage. To reduce the probable equipment downtime and oil shortage it is considered to use modern switched-reluctance motor as an actuator for oil production pump. Existing developments show the competitive advantages of this type of electric motor when finalizing the control system and applying fault-tolerant control algorithms. Use of sensorless vector control allows improving fault-tolerance and expanding the scope of the switched-reluctance motor. To date this topic has not been reviewed sufficiently deeply in technical literature. Moreover, the mathematical and simulation models of sensorless vector control of a switched-reluctance electric drive in emergency non-phase operation mode have not been previously considered. The main aim of the research is to develop fault-tolerance sensorless vector control algorithms of switched-reluctance electric motor of pump in non-phase operating modes; to ensure control structure switching correctness during phase failure; increase the fault-tolerance of the switched-reluctance electric motor of the pump in emergency operation modes by using fault-tolerant control algorithms under switching the control structure. Object: four-phase switched-reluctance motor of oil production or transportation pump in emergency non-phase operation modes. Methods: mathematical and simulation modeling, programming in the MatLab Simulink. Results. Mathematical and simulation models of a sensorless fault-tolerant four-phase switched-reluctance electric drive in emergency operation mode are developed. A sensorless fault-tolerant control algorithm of a pump with a switched-reluctance motor in emergency operation is received. The characteristics of an oil production pump in an emergency non-phase operation mode of an actuating switchedreluctance electric motor using the fault-tolerance control algorithms were obtained. |
|
| Дата |
2020-06-29T01:57:50Z
2020-06-29T01:57:50Z 2020 |
|
| Тип |
Article
Journal article (info:eu-repo/semantics/article) Published version (info:eu-repo/semantics/publishedVersion) |
|
| Идентификатор |
Однокопылов Г. И. Алгоритмы бездатчикового отказоустойчивого управления вентильно-индукторным электродвигателем насоса для добычи нефти / Г. И. Однокопылов, И. А. Розаев // Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов. — 2020. — Т. 331, № 5. — [С. 208-218].
2413-1830 http://earchive.tpu.ru/handle/11683/62012 10.18799/24131830/2020/5/2653 |
|
| Язык |
ru
|
|
| Связанные ресурсы |
Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331, № 5
|
|
| Права |
Open access (info:eu-repo/semantics/openAccess)
Attribution-NonCommercial 4.0 International https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ |
|
| Формат |
application/pdf
|
|
| Издатель |
Томский политехнический университет
|
|
| Источник |
Известия Томского политехнического университета
Bulletin of the Tomsk Polytechnic University |
|