Разработка и исследование асинхронизированного вентильного двигателя с управлением по фазе тока

• Автор: Юшков, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 198 с. : ил.

Список сокращений

АД - асинхронный двигатель,

СД — синхронный двигатель,

ДПТ — двигатель постоянного тока,

ВД - вентильный двигатель,

ВИМ — вентильно-индукторная машина,

ВИД - вентильно-индукторный двигатель,

ИМ - индукторная машина,

АВД - асинхронизированный вентильный двигатель,

БАВД - бесконтактный асинхронизированный вентильный двигатель, ПЧ - преобразователь частоты,

ДПР - датчик положения ротора,

АИН - автономный инвертор напряжения,
АИТ - автономный инвертор тока,
ШИМ - широтно-импульсная модуляция,
РИТ - регулятор напряжения трехфазный,
ЗИН - зависимый инвертор напряжения,
ЗИТ - зависимый инвертор тока,
СУ — система управления,
ДТ - датчик тока,
ГИТ - генератор постоянного тока,
ДН — датчик напряжения,
АЦП - аналого-цифровой преобразователь.
Введение
Глава 1 Современное состояние разработки и теории в области электромеханических преобразователей энергии
1.1 Электромеханический преобразователь на основе асинхронного двигателя
1.2 Электромеханический преобразователь на основе синхронного двигателя
1.3 Электромеханический преобразователь на основе двигателя постоянного тока
1.4 Электромеханический преобразователь на основе вентильного двигателя
1.5 Электромеханический преобразователь на основе вентильного индукционного двигателя
1.6 Асинхронизированный вентильный двигатель
1.7. Сравнительный анализ двигателей
1.8 Преобразователи для асинхронизированного вентильного двигателя
1.9 Этапы исследований асинхронизированного вентильного двигателя
1.10 Обоснование выбора методов исследования асинхронизированного
вентильного двигателя
Глава 2 Теоретические основы электромеханических преобразований энергии в асинхронизированиом вентильном двигателе
2.1 Допущения, применяемые при математических исследованиях
2.2 Теория квазиустановившихся режимов работы АВД
2.3 Векторная диаграмма АВД
Выводы
Глава 3 Математическое моделирование АВД с управлением по фазе

3.1 Математическое моделирование статических режимов работы АВД
3.1.1 Математическое моделирование естественных характеристик АВД
3.1.2 Математическое моделирование естественных характеристик АВД при возбуждении промышленной частотой
3.1.3 Математическое моделирование естественных характеристик АВД при возбуждении низкой фиксированной частотой
3.1.4 Математическое моделирование статических режимов работы в электронных таблицах Excel
3.1.5 Асинхронизированный вентильный двигатель с абсолютно
жесткими механическими характеристиками
3.2 Моделирование переходных процессов АВД с управлением по фазе тока якоря
3.2.1 Модель переходных процессов асинхронизированного вентильного двигателя с управлением по фазе тока
3.2.2 Модель системы управления преобразователя частоты якоря
3.2.3 Результаты моделирования переходных процессов АВД с
управлением по фазе тока якоря
Выводы
Глава 4. Проектирование и результаты экспериментальных исследований АВД с управлением по фазе тока якоря
4.1 Описание стенда
4.1.1 Механическая часть стенда
4.1.2 Преобразователи для асинхронизированного вентильного двигателя
4.1.3 Возбуждение АВД
4.1.4 Преобразователь частоты якоря
4.1.5 Система управления преобразователя частоты якоря
4.1.6 Пуск двигателя
4.2 Измерительное оборудование
4.3 Результаты экспериментальных исследований АВД с управлением по фазе тока якоря
Рисунок 1.8. График работы НПЧ Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. На рисунке 1.8 показан пример формирования выходного напряжения для одной из фаз нагрузки. На входе преобразователя действует трехфазное синусоидальное напряжение. Выходное напряжение имеет несинусоидальную «пилообразную» форму, которую условно можно аппроксимировать синусоидой (утолщенная линия).
«Резаная» синусоида на выходе преобразователя является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению КПД системы в целом.
Наряду с перечисленными недостатками преобразователей с непосредственной связью, они имеют определенные достоинства. К ним относятся:
-практически самый высокий КПД относительно других преобразователей (98,5% и выше),
-способность работать с большими напряжениями и токами, что делает возможным их использование в мощных высоковольтных приводах, -относительная дешевизна.