Aлгоритм оцінки енергетичної ефективності суднової холодильної установки за допомогою спостерігачів стану повного порядку

Анотація

Стаття розглядає побудування алгоритму оцінки енергетичної ефективності суднової холодильної
установки з використанням мінімально необхідної кількості датчиків. Визначено, що існуючі методи діагностики та
контролю технічного стану суднових холодильних установок недосконалі через наявність великої кількості датчиків та
необхідність припиняти роботу установки. Обґрунтований вибір холодильного коефіцієнту в якості показника
енергетичної ефективності. Запропонована методика, яка дозволяє визначати холодильний коефіцієнт в реальному часі
без необхідності зупинки роботи суднової холодильної установки та встановлення датчиків тиску. Для цього методика
передбачає обчислення питомої холодопродуктивності та роботи стискування компресора, механічної потужності на
валу та масової витрати холодильного агента. Розглянутий алгоритм визначення холодопродуктивності та роботи
стискування із застосуванням лише чотирьох датчиків температури. Даний алгоритм передбачає визначення ентальпій в
характерних точках холодильного циклу з використанням рівнянь стану холодильного агента. Запропонована методика
оцінки механічної потужності на валу компресора за допомогою адаптивних спостерігачів стану повного порядку.
Обґрунтовано рішення в якості вимірюваної величини використати електромагнітний момент приводного електродвигуна
компресора. Синтезований спостерігач стану із застосуванням модального методу на основі лінеаризованої моделі
електродвигуна. Запропонований вираз для обчислення середньогеометричного кореня та елементів матриці спостерігача.
Отримана структура спостерігача дозволяє будувати його на основі повної математичної моделі електродвигуна та
здійснювати оцінку не тільки частоти обертання, а й моменту навантаження на валу компресора. В середовищі
Matlab/Simulink побудована імітаційна модель спостерігача стану електродвигуна компресора. Отримані результати
моделювання підтверджують працездатність запропонованої методики. Розглянутий алгоритм визначення
електромеханічних параметрів компресора за заданий проміжок часу з використанням трьох датчиків напруги та струму.
Побудований загальний алгоритм оцінки енергетичної ефективності, який може бути основою для створення системи
діагностики та контролю технічного стану суднової холодильної установки