Исследование и разработка быстродействующего вентильного электропривода органов управления новых самолетов

• Автор: Волокитина, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 196 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ НОВЫХ * САМОЛЕТОВ НА ОСНОВЕ ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ 1Л Вентильный электродвигатель с постоянными магнитами в авиационном электроприводе: обзор состояния и перспективы
1.2 Особенности применения постоянных магнитов и магнитных систем в вентильных электродвигателях постоянного тока
1.3 Схемотехнические решения приводов с ВДПТ и принципы управления
1.4 Методы анализа электромагнитных и электромеханических процессов ^ в ВДПТ, принципы проектирования и расчета параметров
Выводы к главе
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА ОСНОВЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
2Л Выбор и анализ динамических параметров силовой части авиационного электропривода
2.2 Исследование возможностей улучшения динамических параметров вентильных электродвигателей с постоянными магнитами
2.3 Сравнение динамических параметров пазовых и беспазовых * ® электродвигателей
2.4 Влияние частоты вращения и передаточного числа на динамические параметры силовой части электропривода Выводы к главе
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

3.1 Анализ динамических и массовых параметров ВДПТ методом планирования эксперимента
3.2 Оптимизация динамических и массовых параметров ВДПТ на основе полиномиальных моделей
3.3 Оптимизация динамических и массогабаритных параметров ВДПТ с помощью численного моделирования магнитного поля
Выводы к главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА В ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ
4.1 Требования к динамическим показателям электропривода органов управления самолетом
4.2 Структурная схема и модель системы регулирования
4.3 Имитационное моделирование переходных процессов в электроприводе ЭППЗ
Выводы к главе
ГЛАВА 5. ОПЫТНЫЕ ОБРАЗЦЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
5.1 Опытные образцы и их рабочие характеристики
5.2 Экспериментальные исследования переходных процессов ЭП Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт об использовании результатов кандидатской диссертации ведущего конструктора-руководителя проекта ОАО “Электропривод” Волокитиной Елены Владимировны “Исследование и разработка быстродействующих вентильных электроприводов для органов управления новых самолетов”
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Алгоритмы управления ВДПТ

ПРИЛОЖЕНИЕ В, Влияние демпфера на параметры ЭМ
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Вывод выражения электромеханической постоянной времени
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Математическая модель ВДПТ
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Уменьшение активного сопротивления при увеличении ВНшах
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Уменьшение момента инерции электродвигателя за счет уменьшения диаметра ротора
ПРИЛОЖЕНИЕ И. Уменьшение момента инерции электродвигателя за счет уменьшения диаметра ротора и увеличения отношения длины ротора к его диаметру X
ПРИЛОЖЕНИЕ К. Сравнение динамических показателей пазовых и беспазовых электродвигателей
ПРИЛОЖЕНИЕ Л. Количественная оценка влияния повышения частоты вращения на момент инерции J, электромеханическую постоянную времени Тм, массу электродвигателя m
ПРИЛОЖЕНИЕ М. Зависимость динамических параметров ДБ от максимального энергетического произведения
ПРИЛОЖЕНИЕ Н. Методика использования метода планирования эксперимента в задачах электромеханики для анализа и оптимизации
ПРИЛОЖЕНИЕ П. Алгоритм использования надстройки “Поиск решения” для выполнения процедуры поиска оптимального решения
ПРИЛОЖЕНИЕ Р. Зависимость магнитного потока полюса СМС от конфигурации магнитной системы
ПРИЛОЖЕНИЕ С. Технические характеристики электродвигателя и электропривода
ПРИЛОЖЕНИЕ Т. Передаточные функции вентильного электродвигателя
ПРИЛОЖЕНИЕ У. Электропривод ЭППЗ-334

Существует ряд параметров, характеризующих динамические возможности ЭД, оказывающих непосредственное влияние на быстродействие ЭП. К динамическим параметрам ЭД относятся: электромеханическая и электромагнитная постоянные времени (косвенные линейные параметры), частота вращения фдв, момент на валу электродвигателя, момент инерции Jдв, ускорение фдв, отношение квадрата момента к моменту инерции или крутизна мощности (косвенные нелинейные параметры) [159,160].
Электромеханическая постоянная времени служит косвенной оценкой быстродействия линейной системы первого порядка и определяется формулой:
7>Л>7(2.1)
где Jдв - момент инерции ЭД; ф° - угловая частота вращения идеального холостого хода; Мт - момент короткого замыкания.
Особенностью ВДГТГ в составе авиационного ЭП является требование к виду механической характеристики и к максимуму вращающего момента ЭД. Жесткий вид механической характеристики обеспечивает высокие энергетические и удельные показатели во всем диапазоне моментов. Высокая жесткость механической характеристики увеличивает опрокидывающий и пусковой моменты, а, следовательно, и пусковой ток ЭД. Обеспечение мягких регулировочных характеристик реализуется способами ШИМ регулирования напряжения на обмотках ЭД.
Обязательным условием при работе на жесткой механической характеристике является ограничение значений максимальных вращающих моментов и токов ЭД. Ограничение тока с одной стороны дает возможность уменьшить установленную мощность транзисторов инвертора, снизить его массу и габариты, с другой стороны повышает надежность и безопасность механических передач ЭП, ограничивая механические перегрузки до допустимых пределов, снижая массу передающих звеньев и обеспечивая высокую надежность трансмиссии.