Развитие теории и разработка усовершенствованных электроприводов на основе системы тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель

• Автор: Костылев, Алексей Васильевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 204 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Основные направления разработок систем ТИН-АД
1.2. Системы плавного пуска
1.3. Энергосбережение в системах ТПН-АД
1.4. Современные способы вычисления скорости двигателя
1.5. САР с оценкой скорости по полному сопротивлению двигателя
1.6. Постановка задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА УТОЧНЕННОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ТПН-АД
2.1. Постановка задачи. Общие положения
2.2. Разработка модели ТПН с учетом влияния угла нагрузки
2.3. Разработка модели ТПН с учетом влияния ЭДС нагрузки
2.4. Уточненная модель системы ТПН-АД
2.5. Эффект смещения первой гармоники напряжения
2.6. Сравнение динамических свойств систем ТПН-АД с различными типами синхронизации
2.7. Разработка динамической модели системы СЕТЬ-ГПН-АД
2.8. Основные выводы и результаты
3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ САР ДЛЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО РЕЖИМА РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТПН-АД
3.1. Основная идея регулирования скорости в энергосберегающем режиме.

3.2. Динамические свойства АД как объекта управления
3.3. Динамические свойства системы ТПН-АД как объекта управления
3.4. Синтез регулятора угла нагрузки АД
'VS. ГГиняминг0ски 3.6. Основные выводы и результаты
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОПРОСОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ СИСТЕМЫ ТПН-АД С ПИТАЮЩЕЙ СЕТЬЮ
4.1. Постановка проблемы. Общие положения
4.2. Баланс реактивной мощности в системе СЕТЬ-ТПН-АД
4.3. К вопросу генерации преобразователем высших гармоник в сеть
4.4. Оценка потребляемой при пуске системы ТПН-АД электрической энергии
4.5. Основные выводы и результаты
5. ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ ТПН-АД И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Общая концепция построения современного объектно-ориентированного электропривода
5.2. Аппаратное обеспечение ООЭ
5.3. Структура ПО ООЭ
5.4. Результаты экспериментов
5.5. Основные выводы и результаты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СИСТЕМА ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ЕДИНИЦ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. МАТЕРИАЛЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
В области массовых асинхронных электроприводов основной тенденцией в последние годы стал переход от нерегулируемых приводов к системам, оснащенным преобразователями частоты и преобразователями напряжения [1, 14,30,51,62,68]. Причина этой тенденции состоит, прежде всего, в необходимости внедрения ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий. Безусловно более дорогие, по сравнению с нерегулируемым приводом, данные системы электроприводов очень быстро окупают себя, позволяя сократить затраты на электроэнергию и продлить срок службы оборудования. Оснащение подобных электроприводов микропроцессорными системами управления позволяет легко состыковывать их с системами автоматизации различных уровней, решать задачи контроля и диагностики.
В технический язык входит термин "объектно-ориентированный электропривод". Его основным признаком является интеграция системы управления приводом с системой технологической автоматики. В этом случае система управления ориентирована на реализацию конкретного технологического процесса с обеспечением контроля и упреждающей диагностики. Очевидно, что подобная задача может быть решена только микропроцессорной системой. Одним из вариантов технологического электропривода стал мехатронный модуль движения.
Разработка тиристорных преобразователей напряжения (ТПН), предназначенных для работы с асинхронными двигателями является одним из весьма важных направлений развития современного асинхронного технологического электропривода. Доказательством того служит, прежде всего, тот факт, что в каталогах практически всех крупных мировых производителей систем электроприводов присутствуют системы 8ой-81аП на основе ТПН. Подобные разработки активно ведутся и российскими предприятиями, в том числе и с участием кафедры ЭАПУ Уральского государственного технического
Х/НМЙРПГ'.ИТ'РТЯ

Процесс, показанный на рисунке, можно признать вполне удовлетворительным, однако необходимо отметить колебания скорости в самом начале разгона. Природа этого явления заключается в следующем. В общем случае модуль полного сопротивления двигателя, вычисленный по току и напряжению статора, имеет не только статическую, но и динамическую составляющую. Ее наличие существенным образом изменяет статическую зависимость, по которой ведется вычисление скорости в САР. В результате в системе возникает динамическое возмущение, для компенсации которого приходится занижать полосу пропускания САР. Следует отметить, что влияние динамической составляющей больше проявляется у двигателей общепромышленной серии.
Учитывая вышесказанное, можно обозначить области применения САР с вычислителем скорости по полному сопротивлению двигателя. Данные системы целесообразно применять для двигателей малой мощности при невысоких требованиях к качеству регулирования. Они наиболее удобны в качестве систем плавного пуска с регулированием времени разгона.