Embed Size (px)
Citation preview
Частотный преобразовате
ль
© Левкин Дмитрий
Команда
Левкин Дмитрий – руководитель проектастепень 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 электроникстепень 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.
Наш продукт
Частотный преобразователь с бездатчиковым векторным управлением
позволяет оптимально управлять бесщеточным синхронным электродвигателем с постоянными магнитами (СДПМ).
СДПМ против АД
ХарактеристикиСинхронный 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 управленияТребуется относительно
сложная система управления Не обязательна
Габариты Меньше чем у АД Больше чем у СДПМ
Преимущества СДПМ с частотным преобразователем
Экономия электроэнергии Не требуется датчик положения ротора Быстрая, плавная и точная установка скорости вращения Плавный старт Векторный алгоритм управления
Модульность
Потенциальный рынок
КомпрессорыБытовая техника Автоматика
Тяговые электроприводыЛифты и эскалаторы
Насосы
Потенциальный рынок
Водоснабжение Промышленность Энергетика
Судовое оборудование Системы вентиляции
Проблемы потребителей
Снижение энергопотребления
Экономия на послепродажном сервисном обслуживание
Экономия места (меньшие размеры и масса)
Улучшение контроля над двигателем
Конкуренты
General electric
Отсутствует возможность бездатчикового векторного управления во всем диапазоне скоростей
Нужен датчик
Использует в основном метод прямого контроля момента, который уступает методу ориентации по полю
Нет определения начального положения ротораРаботают только до 40 000 об/мин
Методы управленияМетод
определения положения
ротора
Старт(0 об/мин)Начальное положение
Низкая скорость (0 -2000 об/мин)
Высокая скорость (1000 – 20 000 об/мин)
Сверхвысокая скорость (до 100
000 об/мин)
Датчик Резолвер Резолвер, энкодер, датчик Холла нет
Бездатчиковый векторный
алгоритм без определения
положения ротора
Установка в известное
положение полем
Скалярное управление с заранее определенной характеристикой напряжения от частоты или от времени: U/f, S-образная кривая и
регулировкой тока.
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.
Наложение на основной сигнал высокочастотной
составляющей (модуляция) и анализ
отклика на него.
Метод основан на разности
индуктивностей по осям d и q
Анализ обратной ЭДС
электродвигателя
Анализ обратной ЭДС
электродвигателя
Этап НИР ОКР Требуется
Старт (0 об/мин)Разработка бездатчикового
способа определения начального положения
ротора
Разработан и испытан на оборудовании National
Instruments (погрешность метода < 4%) Предстоит реализация
алгоритма на микроконтроллере Texas
Instruments (TI)
~ 1-2 месяца
Низкая скорость (0 -2000 об/мин) Разрабатывается на микроконтроллере TI ~ 3-4 месяца
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.~ 6 месяцев
НИОКР Стадии разработки бездатчикового алгоритма управления
Стадии разработки опытного образца частотного преобразователя
№ 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
кВтПотребуется разработка и изготовление
опытного образца
~ 4 месяца~ 1 миллион рублей
3 Разработка инвертора
4Разработка источника питания с коррекцией мощности
Изучен вопрос по коррекции мощности, пока используются лабораторные
источники питания
~ 6 – 8 месяцев~ 350 тысяч рублей
5 Разработка приборной панели Не начиналась~ 2 – 3 месяца
~ 200 тысяч рублей
6 Разработка корпусаБудет начата по завершении 1 этапа при
разработке опытного образца~ 1 – 2 месяца
~ 250 тысяч рублей
Что нам нужно для развития Финансирование НИОКР (грант) - на завершение НИР 400 тысяч рублей - на ОКР 1.8 млн. рублей
Стратегический инвестор (компания работающая на рынке приводов или использующая их в своей продукции)
Продвижение товара на рынке (заказчик)
Результаты
При успешной реализации привода:
Передовые технологии энергосбережения Конкурентные преимущества над аналогами Выход продукта на российский и зарубежный рынок
