Исследование и разработка информационно-управляющих средств мехатронной системы с индукторным двигателем

• Автор: Салов, Семен Александрович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 230 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ОСОБЕННОСТИ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ С ИНДУКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
1.1. Развитие и применение мехатронных систем с индукторными двигателями в технике и промышленности

1.2. Технические средства и алгоритмы управления индукторными двигателями .

1.3. Сравнительный анализ мехатронных систем с ИД

и двигателями других типов

1.4. Особенности анализа и синтеза мехатронных систем с индукторными двигателями

1.5. Структурные схемы регулирования для мехатронных систем с ИД

1.6. Выводы, постановка задачи и определение методов исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЫ С ИНДУКТОРНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
2.1. Анализ электромеханического преобразования энергии и структурная схема индукторного двигателя
2.2. Анализ работы индукторной машины в режиме генератора
2.3. Модель источника питания и силового коммутатора
2.4. Уравнения баланса энергии
2.5. Применение МАТЬ А В для моделирования мехатронной системы с ИД
2.6. Экспериментальные исследования и проверка адекватности модели
2.7. Исследование основных электромеханических характеристик
2.8. Выводы
3. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ В МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЕ С ИНДУКТОРНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
3.1. Анализ процесса преобразования энергии на одном шаге

3.2. Исследование влияния углов коммутации на характеристики мехатронной системы с ИД
3.3. Исследование особенностей управления ИД при различных структурных схемах
3.4. Синтез регулирующих устройств в мехатронной системе с ИД
3.5. Исследование процесса торможения и реверсирования ИД
3.6. Выводы
4. РАЗРАБОТКА И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ С ИНДУКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
4.1. Разработка мехатронной системы со стабилизацией скорости мощностью 1,5кВт
4.2. Разработка мехатронной системы со стабилизацией скорости мощностью 30кВт
4.3. Разработка мехатронных систем с двухфазным ИД
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
П1. Документы об использовании результатов диссертационной работы
индукторным двигателем
ПЗ. Принципиальные схемы средств управления для мехатронных
систем с индукторными двигателями
П4. Листинг программы для микроконтроллера, реализующего алгоритмы управления мехатронной системы с трехфазным
индукторным двигателем
П5. Разработанные мехатронные системы с двухфазными и трехфазными индукторными двигателями

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АД - асинхронный двигатель
ВИП - вентильно-индукторный привод
ДПР - датчик положения ротора
ЗПТ - звено постоянного тока
ИД - индукторный двигатель
ИМ - индукторная машина
МДС - магнитодвижущая сила
МК - микроконтроллер
МП - механическая передача
МС - мехатронная система
МСУ - микроконтроллерная система управления
ОС - обратная связь
СК - силовой коммутатор
СУ - система управления
ЭМП - электромеханический преобразователь

расширяет возможности формирования требуемых механических характеристик и препятствует возникновению выбросов тока в переходных режимах, выполняет функцию предварительной защиты от перегрузки по току.
Многие структуры регулирования мехатронных систем с индукторными двигателями являются многоконтурными, которые содержат внутренний контур регулирования момента и внешние контуры регулирования скорости и координаты, причем регулирование среднего или мгновенного электромагнитного момента происходит в разомкнутой схеме без датчика момента.
С целью автоматического управления возбуждением вентильноиндукторных двигателей разработана и экспериментально подтверждена система, основанная на автоматической подстройке угла включения [101]. Структура такой системы представлена на рис. 1.12.
Рис. 1.12. Структура с автоматической настройкой угла включения
Алгоритм управления в данной системе состоит из двух частей. Первая часть определяет положение 0Р, при котором наблюдается пик фазного тока и вычисляет угол 0м, при котором индуктивность начнет увеличиваться. Вторая часть контроллера отслеживает амплитуду фазного тока. Опережение или запаздывание угла включения определяется автоматически по рассогласованию