Исследование и совершенствование методов и средств испытания по определению энергетических параметров систем приводов с частотно-регулируемыми асинхронными двигателями

• Автор: Родионов, Роман Вячеславович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обзор состояния вопроса исследований в области систем приводов с частотно-регулируемыми асинхронными двигателями
1.2 Классификация и структуры систем приводов с частотно-регулируемыми асинхронными двигателями
1.3. Нормативно-техническая база в регулируемом электроприводе с асинхронными двигателями
1.4. Постановка задачи по разработке и исследованию методов и средств испытаний систем приводов с частотно-регулируемыми асинхронными двигателями

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ПРИВОДА С

ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

2Л. Управление частотой вращения регулируемого электропривода с асинхронным двигателем
2.2. Электромеханическое преобразование энергии в двигателе привода, работающего от полигармонического источника напряжения
2.3. Анализ схемы замещения регулируемого АД для 1—ой гармоники выходного напряжения АИН

2.4. Потери и КПД частотно-регулируемого АД

Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА СИСТЕМЫ ПРИВОДА С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
3.1. Основные этапы расчета и критерии оценки
3.2. Формирование технического задания на разработку системы привода с частотно-регулируемым асинхронным двигателем
3.3. Выбор основных элементов привода
3.4. Расчет параметров схемы замещения частотно-регулируемого АД для ь ой гармоники выходного напряжения АИН
3.5. Формирование зависимости выходного напряжения первой гармоники ПЧ от частоты

3.6. Расчет фильтрующих устройств
3.7. Разработка программного обеспечения для инженерного расчета
параметров системы привода
3.8. Расчет систем приводов, работающих при типовых нагрузках (M=const и
Р= const)
Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМ ПРИВОДОВ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМИ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
4.1. Разработка аппаратных средств, для исследования энергетических
параметров систем приводов с частотно-регулируемыми асинхронными двигателями
4.2. Разработка программного комплекса для исследования систем приводов
с частотно-регулируемыми асинхронными двигателями
4.3. Разработка устройств автоматизации испытаний
Выводы
ГЛАВА 5.ЭКСПЕРИМЕНТАЛБНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕГРЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ПРИВОДОВ С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
5.1. Разработка программы испытаний
5.2. Исследование рабочих характеристик частотно-регулируемых
асинхронных двигателей и приводов на их базе
5.3. Анализ результатов испытаний
5.4. Оценка адекватности математической модели по результатам
спектрального анализа
Выводы
ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

Технический прогресс в области силовой электроники тесно связан с развитием приводной техники. Одним из перспективных направлений является развитие регулируемого электропривода (ЭП) на базе асинхронного двигателя (АД) с преобразователем частоты (ПЧ). Регулируемый ЭП на базе АД имеет ряд преимуществ перед другими ЭП в числе которых, технологичность, надежность, энергосбережение, ресурсосбережение. Количественной оценкой этих качеств являются энергетические параметры ЭП, такие как мощность, коэффициент полезного действия, коэффициент мощности.
Важным вопросом при улучшении энергетических параметров является проведение испытаний. При проведении испытаний руководствуются требованиями международных и национальных стандартов, предъявляемым к условиям проведения, точности и методам испытаний.
Научно-технические цели данной работы являются актуальными для электромашиностроения, так как направлены на решение одной из проблем — испытаний регулируемых ЭП с АД, а именно определение энергетических характеристик.
В результате проведения испытаний по определению энергетических характеристик получены исходные данные для технического совершенствования АД общепромышленного применения в АД, предназначенные для работы с ПЧ; установлена возможность экономии применяемых материалов; разработка новых методов расчета и уточнение существующих.
Сложность проведения испытаний по определению энергетических параметров обусловлена несинусоидальным характером выходного напряжения ПЧ. Поэтому использование обычных средств и методов измерения: измерительных трансформаторов и измерительных приборов электромагнитной системы недопустимо. Точность измерения такими приборами гарантируется только на частотах близких к 50 Гц. Необходимо использование приборов с большей полосой пропускания (большим быстродействием).
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА СИСТЕМЫ ПРИВОДА С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ АСИНХРОННЫМ
* ДВИГАТЕЛЕМ
Задачей данной главы является уточнение и дополнение методики инженерного расчета системы привода с частотно-регулируемым АД. Уточнение и дополнение указанной методики дает возможность разработать программу для инженерного расчета системы привода с частотно-
* регулируемыми АД.
Для решения поставленной задачи необходимо:
-уточнить методику расчета параметров схемы замещения фазы частотнорегулируемого АД для г - ой гармоники выходного напряжения ПЧ;
- уточнить методику расчета потерь в стали частотно-регулируемого АД; -разработать методику расчета технических средств обеспечения
электромагнитной совместимости элементов привода;
- разработать программу инженерного расчета энергетических параметров систем
приводов по техническому заданию;
- выработать рекомендации по использованию технических средств обеспечения
электромагнитной совместимости элементов привода;
- разработать рекомендации по конструкции частотно-регулируемых АД для
систем приводов;
- рассчитать ряд ЭП подач и привод главного движения станка;
* - выработать критерии оценки инженерного расчета, позволяющие оценить
качество расчета по затратам на создание и эксплуатацию ЭП.
ЗЛ. Основные этапы и критерии оценки
Инженерный расчет ЭП включает в себя следующие этапы: Формирование первичного описания ЭП - разработка технического задания

(ТЗ); формулировка исходных данных в виде ограничений на параметры