Исследование и разработка асинхронных частотных электроприводов с управляемыми координатами вектора тока статора

• Автор: Трубецкой, Виктор Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПРИВОДОВ С УПРАВЛЯЕМЫМИ КООРДИНАТАМИ ВЕКТОРА ТОКА СТАТОРА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЕЕ Обобщенная структура электроприводов с управляемыми координатами вектора тока статора. Анализ вариантов построения внешнего и внутреннего контуров системы
Е2. Проблемы проектирования контура регулирования фазных токов
ЕЗ. Постановка задачи исследования и разработки
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ш-ФАЗНОЙ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ
2.Е Особенности выбора модели асинхронной машины при векторном проектировании
2.2 Преобразования координат ш-фазной машины. Структуры контура регулирования фазных токов
2.3. Структурное представление асинхронной машины как системы с параметрической обратной связью
2.4. Выводы
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ФОРМ ФАЗНЫХ ТОКОВ
З.Е Минимизация потерь в приводе
3.2. Минимизация амплитуды фазных токов в трехфазной

машине

3.3. Двухфазное питание трехфазной машины
3.4. Однополярное питание электродвигателя
3.5. Выводы

4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОНТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ ФАЗНЫХ ТОКОВ
4Л. Структурные представления контура регулирования
токов
4.2. Преобразователь электрической энергии
4.3. Управляющая часть контура регулирования токов
4.4. Выводы
5. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИВОДА С УКВТ
5.1. Структура внешнего контура регулирования
5.2. Разработка и исследование контура регулирования частоты вращения
5.3. Разработка электропривода для перегрузочных манипуляторов
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Современные высококачественные частотные электроприводы
проектируются как системы с векторным управлением. Широкое распространение получили варианты, в которых в качестве управляющих координат используются составляющие вектора тока статора.
Выбор координат вектора тока статора в качестве регулируемых величин обусловлен прежде всего тем, что с их помощью относительно просто выражаются электромагнитный момент, потери, магнитный поток двигателя и, соответственно, сравнительно несложными средствами реализуется система управления привода. К системам с управляемыми координатами вектора тока статора (УКВТ) относится целый ряд известных частотных приводов, таких как частотно-токовые, “Тгашуекіог” и другие.
Несмотря на перспективность и сравнительно большой опыт разработки и эксплуатации приводов с УКВТ в области их аналитического конструирования остается ряд проблем. Одна из основных связана с необходимостью разработки эффективных методов векторного проектирования, позволяющих синтезировать системы с направленным формированием не только динамических, но и ряда других, например, эксплуатационных характеристик.
При создании асинхронных частотных приводов часто не учитывается векторный характер задач проектирования, и синтез структур производится на основе динамических моделей. Это проявляется уже на этапе выбора математической модели электрической машины как объекта автоматического управления. Предпочтение отдается вариантам, удобным для анализа динамических процессов и имеющим минимальное число регулируемых переменных и перекрестных связей, для чего осуществляется переход от трехфазной машины к двухфазной, используются вращающиеся ортогональные

1.3. Постановка задач исследования и разработки.
Аналитический обзор частотных электроприводов с УКВТ позволил определить основные особенности существующего подхода к их проектированию, а так же выбрать направление исследования и разработки. Он показал, что высококачественные электроприводы является системами с направленным формированием переходных процессов. Реализация требуемых динамических характеристик обеспечивается соответствующим выбором математических моделей и принципов проектирования.
Несмотря на многообразие вариантов и различия в подходах к проектированию, можно составить обобщенную структуру процесса проектирования частотных электроприводов с направленным формированием переходных процессов, которая представлена на рис. 1.13. Она включает этапы:
1) задания требований к желаемой динамике системы с помощью одного из способов:
а) задания предельных значений величин, характеризующих переходную характеристику (времени переходного процесса 1пп , перерегулирования 5, числа колебаний п и т.д.);
б) задания некоторой желаемой кривой и требования близости к ней кривой переходного процесса с определенной точностью А;
в) задания совокупности требований в виде некоторого функционала (критерия оптимальности, качества) от фазовых координат и управляющих воздействий;
2) выбора базового варианта Уо, в качестве которого выступают либо асинхронная машина, либо система асинхронная машина - идеальный преобразователь энергии /20/;
3) составления динамической модели базового варианта в виде модели идеализированной двухфазной машины в системе ортогональных координат, связанных с одних из векторов состояния;