Дроссельный электропривод с улучшенными массогабаритными и энергетическими показателями и повышенной производительностью

• Автор: Нестеров, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава I ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНДУКТИВНЫХ РЕОСТАТОВ (ДРОССЕЛЕЙ) В АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ
1.1 Использование роторной цепи асинхронного электродвигателя с
фазным ротором для ограничения пуско-тормозных токов и регулирования скорости
1.2 Дроссель как средство формирования электромеханических свойств асинхронного электропривода
1.3 Современное состояние и перспективы ДЭП
Выводы
Глава II ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДРОССЕЛЯ ДЛЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С АДФР
2.1 Общие положения
2.2 Электрическое и магнитное сопротивление дросселя
2.3 Экспериментальное исследование дросселей
2.4 Распределение магнитного потока по магнитопроводу
дросселя
2.5 Влияние частоты и амплитуды тока на сопротивление
дросселя
2.6 Влияние формы и геометрических размеров дросселя на его сопротивление
Выводы
ГЛАВА III. ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ДРОССЕЛЕ ПРИ РАБОТЕ В СОСТАВЕ ДЭП
3.1 Общие положения
3.2 Математическая модель тепловых процессов, протекающих
в дросселе
3.3 Реализация модели тепловых процессов, протекающих
в дросселе, и проверка ее адекватности

3.4 Расчет мощности дросселя
Выводы
ГЛАВА IV. ПРИМЕНЕНИЕ ДРОССЕЛЕЙ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПУСКО-ТОРМОЗНЫХ РЕЖИМОВ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
4.1 Требования к пуско-тормозным режимам ДЭП
4.2 Методика расчета улучшенных энергетических
и массогабаритных показателей дросселя
4.3 Выбор серийного дросселя по каталогу
Выводы
ГЛАВА V. ПОВЫШЕНИЕ ПРИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДЭП В УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ РАБОТЫ
5.1 Ограничения при работе ДЭП
5.2 Повышение жесткости механической характеристики ДЭП
5.3 Тиристорный регулятор РСТ05-В для выхода ДЭП на естественную механическую характеристику электродвигателя
5.4 Математическая модель ДЭП с регулятором РСТ05-В
5.5 Экспериментальное исследование ДЭП с регулятором РСТ05-В
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акты внедрения в учебный и производственный
процессы результатов диссертационной работы
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Каталог серийных дросселей
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы обусловлена необходимостью создания асинхронных электроприводов, в частности, для крановых механизмов, с включением в роторную цепь дросселя с силовым вентильным преобразователем и системой управления, обладающих улучшенными массогабаритными показателями в сочетании с повышенными энергетическими характеристиками и производительностью.
В направлении развития электроприводов данного класса, получивших название «дроссельный асинхронный электропривод» (ДЭП), работает ряд организаций, таких как: ООО «Горнозаводское объединение» (г. Челябинск), Липецкий металлургический завод, и другие. ООО «Горнозаводское объединение» за период с 1996 - 2008 г. установило по России и странам ближнего зарубежья более 7000 ДЭП. В настоящее время это предприятие работает с 22 крановыми заводами по России п странам ближнего зарубежья (Кировским заводом железнодорожных кранов, Нязепетровским заводом башенных кранов, Харьковским заводом ПТО, заводом «НКМЗ» г. Новокраматорск, Павлодарским крановым заводом, Ташкентским заводом «Подъемник» и др.).
Интерес к ДЭП, несмотря на потери энергии скольжения, не снижается, так как они позволяют получить низкие скорости при выборе слабины канатов, низкие посадочные скорости и сверхнизкие скорости для точной остановки крановых механизмов. Кроме того, ДЭП по сравнению с часютно-регулируемыми электроприводами имеют более широкий температурный диапазон эксплуатации, менее критичны к параметрам агрессивности окружающей среды и, в силу простоты своей технической реализации, не требуют высокого уровня квалификации обслуживающего персонала.
Большой вклад в исследование и развитие ДЭП внесли ученые МЭИ, МГТУ им. Носова, кафедры электропривода Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) и др.

После подстановки в выражение (2-5) формул для расчета периметра сердечника цилиндрической формы, магнитной проницаемости и частоты получено следующее выражение:
2т=0Л6~і- hE-f-r.ei* . (2-6)
V М-Р0
Далее необходимо рассмотреть магнитную характеристику стали, которая применяется в сердечнике дросселя [37, 38, 39, 85, 90, 100]. Как видно из рис.
2.6 магнитная характеристика существенно нелинейна.
Рис. 2.6. Магнитная характеристика стали экспериментальная 1 и расчетная
В зоне, где формула (2-6) дает хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных, магнитную характеристику можно представить выражением
Для нахождения коэффициентов а н Ь возьмем две точки на рабочем
участке магнитной характеристики. При Я=10 А/см /=900, а при Н= 30 А/см
/я410. Подставляя эти значения в выражение (2-7) получим систему уравнений
|900-(« + ЫО) = 1 |4Ю-(а + Я30)