Publication:
Разработка и исследование наблюдателя полного порядка динамической системы "кабельная линия - синхронный двигатель с постоянными магнитами" в дискретном времени

Research Projects

Organizational Units

Item type:Organizational Unit,
Кафедра «Электроника и автоматика физических установок» (ЭиАФУ)
Кафедра «Электроника и автоматика физических установок» (ЭиАФУ) является основным учебно-научным структурным подразделением Северского технологического института – филиала федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», обеспечивающим проведение учебной, методической, научно-исследовательской, инновационной и воспитательной работы, в том числе с инвалидами и лицами с ограниченными возможностями здоровья, а также подготовку научно-педагогических кадров и повышение их квалификации. По характеру участия в процессе подготовки и выпуска специалистов кафедра ЭиАФУ относится к выпускающей и ведет подготовку студентов по направлениям: 14.05.04 Электроника и автоматика физических установок (уровень образования: Специалитет); 09.03.03 Прикладная информатика (уровень образования: Бакалавриат)

Journal Issue

Abstract

Актуальность. В настоящее время возрастает доля установок центробежных электронасосов, эксплуатирующихся в прерывистых режимах, что позволяет повысить добычу нефти для мало- и среднедебитных скважин. Это достигается путем перевода скважины на двухпозиционные режимы управления с отдельными циклами откачки и накопления жидкости. Однако в этом случае существенно сокращается время разгона погружного электродвигателя, которое может достигать нескольких минут. Такой подход ведет к сокращению наработки на отказ как электродвигателей, так и компонентов погружной части установки вследствие повышения амплитуды вибраций и крутильных колебаний в сравнении с квазистационарными процессами в случае непрерывной эксплуатации скважины. Достичь снижения влияния пусковых токов и моментов, приводящих к избыточному усталостному износу элементов погружной части установки, можно путем применения замкнутых бездатчиковых систем управления электроприводов погружных электродвигателей. Это обуславливает актуальность разработки методов идентификации неизмеряемых переменных состояния погружных электродвигателей, таких как вектор потокосцепления и угловая скорость ротора, на основе наблюдателей состояния полного порядка. Цель. Разработка и исследование наблюдателя полного порядка угловой скорости и момента сопротивления на валу для динамической системы «кабельная линия - синхронный двигатель с постоянными магнитами» на основе явных математических моделей в дискретном времени для реализации замкнутых бездатчиковых систем управления электроприводом установок центробежных электронасосов. Методы. Методы системного анализа и структурно-параметрического синтеза динамических систем, методы идентификации неизмеряемых переменных состояния динамических систем на основе наблюдателей состояния, методы численного математического моделирования динамических систем, описываемых системами жестких дифференциальных уравнений, и методы решения систем нелинейных алгебраических уравнений. Результаты. Разработана настраиваемая математическая модель наблюдателя полного порядка угловой скорости ротора и момента сопротивления на валу для динамической системы «кабельная линия - синхронный двигатель с постоянными магнитами». Исследована работоспособность наблюдателя при отработке типовых режимов и при отклонении параметров его настраиваемой модели от эталонных. Для всех режимов относительная ошибки оценивания угловой скорости ротора и момента сопротивления на валу составили менее 1,5 и 1 % соответственно.

Description

Keywords

установки центробежных электронасосов, наблюдатель полного порядка, бездатчиковые системы электропривода, динамическая система «кабельная линия – синхронный двигатель с постоянными магнитами», идентификация переменных состояния динамических систем, прерывистые режимы эксплуатации нефтяных скважин

Citation

Разработка и исследование наблюдателя полного порядка динамической системы "кабельная линия - синхронный двигатель с постоянными магнитами" в дискретном времени / А.С. Глазырин, Е.И. Попов, В.А. Копырин [и др.] // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2025. – Т. 336. – № 11. – С. 226-241. – DOI: 10.18799/24131830/2025/11/5396, EDN: RDLOQW

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By