Применение адаптивного регулятора напряжения автономного инвертора асинхронного электропривода для улучшения спектральных характеристик фазного тока двигателя

DOI: 10.21293/1818-0442-2026-29-1-169-177

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Актуальность. В статье анализируются проблемы вибрации, шума в асинхронных электроприводах, вызванные высшими гармониками импульсных преобразователей. Существующие методы компенсации ограничены массогабаритными показателями силового фильтра, переменной частотой коммутации транзисторов преобразователей или высокими требованиями к вычислительным ресурсам управляющего контроллера. Цель исследования. Разработка новой структуры импульсного преобразователя и оригинального метода синтеза адаптивного регулятора напряжения, направленных на целенаправленное улучшение спектрального состава выходных токов для минимизации виброакустических эффектов в асинхронных электроприводах. Методы. В работе применяются принципы и методы линейной теории управления и моделирования электромеханических систем. Научная новизна. Предлагается структура импульсного преобразователя, замкнутого по выходному напряжению, с оригинальным методом синтеза адаптивного регулятора напряжения автономного инвертора. Разработанное управление обеспечивает контроль координат регулирования и целенаправленное улучшение спектрального состава выходных токов. Результаты. Показано, что применение такого подхода позволяет улучшить спектральный состав выходных токов преобразователя, что позволяет минимизировать виброакустические эффекты электропривода. Практическая значимость. Разработанная система управления может быть внедрена в промышленные, транспортные и бытовые электроприводные системы, где критичны требования к уровню акустического комфорта, надёжности и компактности оборудования.

Ключевые слова: асинхронный электропривод, автономный инвертор напряжения, широтно-импульсная модуляция, адаптивный регулятор напряжения, спектральный состав фазного тока двигателя, виброакустические характеристики

Библиография статьи:
Перевощиков Ф. В. Применение адаптивного регулятора напряжения автономного инвертора асинхронного электропривода для улучшения спектральных характеристик фазного тока двигателя / Ф. В. Перевощиков, В. Г. Букреев // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2026. – Т. 29, № 1. – С. 169–177. DOI: 10.21293/1818-0442-2026-29-1-169-177

Авторы и правообладатели:

  • Перевощиков Ф. В. , Национальный исследовательский Томский политехнический университет (Томск, Россия)
  • Букреев В. Г. , Национальный исследовательский Томский политехнический университет (Томск, Россия)

  • 1. Васильев Б.Ю. Автоматизированный электропривод машин и установок горного производства. – Т. 1: Основы электро-привода и преобразовательной техники. – СПб.: Лань, 2023. – 356 с.
  • 2. Чернышев А.Ю. Электропривод переменного тока: учеб. пособие для академического бакалавриата / А.Ю. Чернышев, Ю.Н. Дементьев, И.А. Чернышев. – М.: Юрайт, 2025. – 215 с.
  • 3. ГОСТ IEC 60034-9–2024. Машины электрические вращающиеся. – Ч. 9. Пределы шума. – М.: Российский институт стандартизации, 2024. – 24 с.
  • 4. Каплин А.И. Эффективность применения регулиро-вания частоты вращения для снижения вибраций электро-двигателей и электромеханизмов // Вопросы электромеха-ники. Труды ВНИИЭМ. – 2010. – Т. 118, № 5. – С. 3–8.
  • 5. Снижение виброактивности вентилятора системы жизнеобеспечения нефтегазовых станций / А.Н. Гаврилин, В.С. Дмитриев, Д.В. Ермаков, Д.А. Дерусова // Изв. Том. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334, № 11. – С. 128–137.
  • 6. Шубов И.Г. Шум и вибрации электрических ма-шин. – Л.: Энергоатомиздат, 1986. – 208 с.
  • 7. Казаков Ю.Б. Влияние несинусоидальности питаю-щего напряжения на виброшумовые характеристики асин-хронных двигателей / Ю.Б. Казаков, Ю.И. Бондаренко // Вестник Ивановского гос. энергет. Ун-та. – 2015. – № 3. – С. 34–38.
  • 8. Анучин А.С. Системы управления электроприво-дов: учебник для вузов. – М.: Изд. дом МЭИ, 2015. – 373 с.
  • 9. Богданов А.А. Анализ влияния алгоритма и режи-мов работы трехфазного инвертора на спектральный состав выходных токов / А.А. Богданов, Е.А. Быстров // Элек-тронные и электромеханические системы и устройства: сб. науч. трудов. – Томск: ОАО «НПЦ «Полюс», 2016. – C. 93–97.
  • 10. Cortes P. Predictive Current Control Strategy with Im-posed Load Current Spectrum / P. Cortes, J. Rodrigues, D.E. Quevedo, C. Silva // IEEE Transactions on industrial elec-tronics. – 2008. – Vol. 23, No. 2. – P. 612–618.
  • 11. Моделирование самообучающейся системы управ-ления инвертором преобразователя частоты для подавле-ния высших гармоник / В.И. Кульманов, А.С. Анучин, Д.М. Шпак, Ю.О. Беляков, В.Н. Остриров // Вестник МЭИ. – 2017. – № 4. – С. 75–82.
  • 12. Силовой преобразователь с активным подавлени-ем высших гармоник для систем электроснабжения лета-тельных аппаратов / А.С. Анучин, В.И. Кульманов, Р. Стжелецки, Г.Л. Демидова // Изв. высш. учеб. заведений. Приборостроение. – 2020. – Т. 63, № 5. – С. 417–428.
  • 13. Перевощиков Ф. В. Синтез регулятора напряжения автономного инвертора асинхронного электропривода с использованием ненормированных полиномов / Ф.В. Пере-вощиков, В.Г. Букреев // Научно-технический вестник ин-формационных технологий, механики и оптики. – 2026. – Т. 26, № 1. – С. 196–206.
  • 14. Онищенко Г.Б. Теория электропривода. – М.: Науч.-изд. центр ИНФРА-М, 2023. – 294 с.
  • 15. Фурсов В.Б. Моделирование электропривода. – СПб.: Лань, 2022. – 220 с.
  • 16. Разработка наблюдателя с оперативным монито-рингом угловой скорости ротора и момента сопротивления на валу погружного асинхронного двигателя / А.С. Глазы-рин, С.П. Семен, Е.И. Попов, В.А. Копырин, Р.Н. Хамитов, А.А. Филипас, М.В. Денеко // Изв. Том. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2024. – Т. 335, № 9. – С. 203–219.
  • 17. Perevoshchikov F.V. Analysis of state estimation ac-curacy for an asynchronous electric drive by Luenberger and Kalman algorithms / F.V. Perevoshchikov, V.G. Bukreev, E.B. Shandarova // Scientific and Technical Journal of Infor-mation Technologies, Mechanics and Optics. – 2023. – Vol. 23, No. 1. – P. 35–43.
  • 18. Таланов М.В. Бездатчиковая система векторного управления асинхронным электродвигателем на основе сигма-точечного фильтра Калмана / М.В. Таланов, В.М. Таланов // Научно-технический вестник Поволжья. – 2021. – № 8. – С. 39–44.
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru