Асинхронный электропривод электромеханических систем с оптимальными режимами работы по критерию энергосбережения

• Автор: Макаров, Валерий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 383 с. : 28 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ
1.1. Современные автоматизированные асинхронные электроприводы электромеханических систем, теория и практика
1.2. Обзор методов анализа и синтеза асинхронных электроприводов. Актуальные проблемы и методы их решения
1.3. Выводы
ГЛАВА 2. ЛИНЕЙНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
2.1. Схема замещения, уравнения, векторная диаграмма
и механические характеристики трехфазного асинхронного двигателя
2.2. Математическая модель трехфазного асинхронного двигателя в естественных координатных осях без учета насыщения магнитопровода и потерь в стали
2.3. Компьютерное моделирование процессов в трехфазном асинхронном двигателе без учета насыщения магнитопровода
и потерь в стали. Анализ точности линейной математической модели
2.4. Применение теории обобщенной электрической машины для трехфазного асинхронного двигателя без учета насыщения магнитопровода и потерь в стали
2.5. Гипотетическая физическая модель обобщенной электрической машины на основе трехфазного асинхронного двигателя
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С УЧЕТОМ НАСЫЩЕНИЯ МАГНИТОПРОВОДА И ПОТЕРЬ В СТАЛИ
3.1. Уравнения трехфазного асинхронного двигателя в естественных координатных осях с учетом насыщения магнитопровода и потерь в стали

3.2. Математическая модель обобщенной электрической машины с учетом насыщения магнитопровода и потерь в стали
3.3. Компьютерное моделирование процессов
в трехфазном асинхронном двигателе с учетом насыщения магнитопровода и потерь в стали
3.4. Анализ точности математических моделей трехфазного асинхронного двигателя
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ОПТИМАЛЬНОЕ ЧАСТОТНО-ТОКОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
4.1. Иерархический подход к решению задач оптимизации асинхронного электропривода
4.2. Оптимальное частотно-токовое управление асинхронным электроприводом без учета насыщения магнитопровода и потерь
в стали двигателя
4.3. Оптимальное частотно-токовое управление асинхронным электроприводом с учетом потерь в стали двигателя
4.4. Исследование влияния температур обмоток и сердечников двигателя на результаты решения задачи оптимального частотно-токового управления асинхронным электроприводом
4.5. Оптимальное частотно-токовое управление асинхронным электроприводом с учетом насыщения магнитопровода и потерь
в стали двигателя
4.6. Сравнительный анализ результатов решения задачи оптимального частотно-токового управления асинхронным электроприводом с помощью различных моделей
4.7. Функциональные схемы асинхронного электропривода с оптимальным частотно-токовым управлением

4.8. Система векторного управления асинхронным электроприводом с формированием оптимального потокосцепления ротора
4.9. Выводы
ГЛАВА 5. СИСТЕМНЫЕ СВОЙСТВА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
5.1. Управляемость асинхронного электропривода
5.2. Наблюдаемость асинхронного электропривода
5.3. Чувствительность асинхронного электропривода
5.4. Выводы
ГЛАВА 6. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ И ПРОЦЕССОВ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
6.1. Постановка задачи идентификации параметров асинхронного электропривода
6.2. Устройство идентификации параметров асинхронного электропривода
6.3. Моделирование процессов идентификации параметров асинхронного электропривода
6.4. Идентификация параметров и процессов асинхронного электропривода
6.5. Устройство идентификации параметров и процессов асинхронного электропривода
6.6. Моделирование процессов идентификации параметров и процессов асинхронного электропривода
6.7. Выводы
ГЛАВА 7. ВЕКТОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С УЧЕТОМ НАСЫЩЕНИЯ МАГНИТОПРОВОДА
7.1. Обоснование целесообразности ориентации системы координат по вектору основного магнитного потока

стальных сердечников из электротехнических сталей с толщиной листа 0,5 мм при частоте 50 Гц поверхностный эффект не проявляется [61].
Проведенный анализ показывает, что предлагаемые методики учета насыщения магнитопровода и потерь в стали являются достаточно сложными, что ограничивает их практическое применение. В связи с этим возникает необходимость разработки математических моделей АД с учетом насыщения магнитопровода и потерь в стали. Основным путем решения данной задачи является применение теории многообмоточного трансформатора, с точки зрения которой магнитный поток машины можно представить состоящим из двух составляющих - проекции вектора основного магнитного потока, создаваемого результирующей МДС, на ось фазы и магнитного потока рассеяния. При этом насыщение магнитопровода следует учитывать введением в математическую модель элемента, описываемого кривой намагничивания, а потери в стали - введением эквивалентных обмоток потерь в стали, активные сопротивления которых являются функциями частоты [57].
Применение разработанных математических моделей с учетом насыщения магнитопровода и потерь в стали позволит повысить точность моделирования и реализовать более эффективные с точки зрения энергосбережения алгоритмы управления частотно-регулируемого электропривода с АД.
Сочетание математического моделирования и современных компьютерных технологий, в основе которых лежат прикладные пакеты, предоставляет возможность глубокого изучения процессов, протекающих во всех звеньях электропривода. К таким пакетам относятся: Derive, Macsyma, Maple, MathCad, Mathematica, MatLab, MicroCap, PSpice, Reduce, Theorist и др. Компьютерному моделированию силовых полупроводниковых преобразователей, электрических машин и электроприводов в MatLab и PSpice посвящены [68 -70]. В то же время следует отметить успешное применение для численного исследования процессов в электромеханических вентильных системах языков программирования высокого уровня: Basic, Fortran, С, C++, Pascal и др. [71-78].