Корабельные системы электродвижения

• Автор: Никифоров, Борис Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 369 с. : ил.

1 АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ КОРАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Состояние дел в области построения систем электродвижения ^ подводных лодок
1.2 Обзор известных технических решений в области гребных
электрических установок
1.3. Сравнительный анализ регулируемых электроприводов
2 СЭД-4 НА БАЗЕ ВЕНТИЛЬНОЙ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
2.1 Основные технические характеристики и состав комплекса
2.2 Конструктивное исполнение комплекса и принцип работы
2.3 Система электропитания комплекса
2.4 Система управления комплекса
2.5 Сравнительная характеристика комплекса
2.6 Практическая реализация и результаты испытаний
3 ВЕНТИЛЬНЫЙ ИНДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД - ОСНОВА
СЭД НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
3.1 Обоснование выбора вентильной индукторной машины для СЭД
3.2 Принцип действия ВИП и варианты конструкции
3.3 Базовое математическое описание ВИП
3.4 Ретроспективный анализ методов исследования и проектирования ВИП
3.4.1 Современный этап развития систем с вентильно - индукторными ^ ^ ^ машинами: достижения, проблемы, перспективы
3.5 Особенности построения гребных электродвигателей на базе ^ ^ многофазных В ИМ
4 МЕТОДИКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО (КОМПЬЮТЕРНОГО) ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГЭД НА БАЗЕ ВИМ
4.1 Математическое моделирование электромагнитных процессов
4.1.1 Расчёт характеристик намагничивания зубцовой зоны
4.1.2 Варианты математических моделей ВИМ и алгоритмы
их реализации
4.1.2.1 Модель ВИМ без учёта насыщения ярма статора и ярма ротора
4.1.2.2 Модель ВИМ с учётом насыщения ярма статора и ярма ротора
4.1.2.3 Модель ВИМ на основе индуктивных параметров *43
4.1.3 Сравнительная оценка математических моделей ВИД
и проверка их адекватности
4.1.4 Моделирование работы ВИМ-13 в двигательном режиме
4.1.5 Моделирование работы ВИМ-13 в генераторном режиме
4.2 Определение главных размеров и конфигурации магнитной системы ГЭД
4.3 Оптимизация параметров ВИД и управляющих воздействий
по критерию минимума пульсаций момента
4.4 Выбор способа охлаждения
4.5 Варианты ГЭД разной мощности
4.6 Применение прецизионных магнитомягких сплавов при создании ВИМ для морской техники
5 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ НА БАЗЕ ВИМ
5.1 Постановка задачи построения СЭД
5.2 Перспективные схемы единой электроэнергетической системы (ЭЭС)сВИМ
5.2.1 Особенности ЭЭС на основе ВИМ
5.2.2 Единая ЭЭС на базе ВИМ с сетью постоянного тока
5.2.3 Единая ЭЭС на базе ВИМ с сетью переменного тока
5.3 Реализация мощных силовых преобразователей для СЭД
с ВИМ
5.3.1 Схемотехника статических преобразователей для ВИП
5.3.2 Выбор элементной базы силовых преобразователей
5.3.3 Конструктивные решения силовой части
5.4 Система управления СЭД с ВИМ
5.4.1 Описание режимов работы СЭД в целом
5.4.2 Анализ алгоритмов и структур систем управления ВИП
5.4.3 Структурная схема микропроцессорной системы управления
5.4.4 Алгоритмы управления СЭД и их аппаратно-программная реализация

5.4.5 Датчик положения ротора
5.5 Исследование индукторных генераторов в единой ЭЭС
6 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ СЭД НА БАЗЕ ВИМ
6.1 Методы управления ВИП
6.1.1 Методы управления ВИП при регулировании напряжения
в звене постоянного тока
6.1.2 Методы управления ВИП при неизменном напряжении в
звене постоянного тока
6.1.3 Метод комбинированного управления ВИМ
6.1.4 Адаптивные методы регулирования ВИМ
6.1.4.1 Регулирование с использованием временных параметров напряжения
6.1.4.2 Регулирование с использованием временных параметров напряжения при скачкообразном изменении амплитуды
6.1.4.3 Определение характеристики задания
6.1.4.4 Метод регулирования ВИМ в аварийных режимах
6.2 Метод управления ВИМ в генераторном режиме
6.2.1 Метод управления индукторным генератором при постоянстве нагрузки
6.2.2 Метод управления индукторным генератором в переходных режимах
6.3 Законы управления макетным образцом СЭД на базе ВИМ
6.3.1. Оптимизация параметров фазового управления
7. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА МАКЕТНЫХ ОБРАЗЦОВ СЭД
7.1 Анализ структур и законов управления испытательного стенда макетных образцов СЭД
7.2 Функциональная схема испытательного стенда макетных образцов

7.3 Разработка макетного образца ВИМ
7.4 Преобразователь для питания мощных вентильно-индукторных
электродвигателей
7.5 Экспериментальное определение электромагнитных параметров ВИМ
7.5.1 Зависимость индуктивности фаз в функции углового
положения ротора

Моделирование в режиме реального времени в принципе способно к работе с реальными аппаратными средствами как моделирование «в замкнутом контуре с аппаратными средствами» {НИ - Ьагдмаге-т^кеАоор). Высокоскоростное моделирование в режиме реального времени (#£/?7) позволяет частям преобразователя (ключи, плечи моста и мосты) работать с остальной частью преобразователя. Поэтому, для проверки правильности проектирования элементов, являющихся новыми, не нужно формировать целый преобразователь. Таким же образом, новые преобразователи могут моделироваться с полной системой, эмулированной в НЯЯТ моделировании. Процесс инкрементального макетирования разрабатывается для получения выгоды проведением минимума вычислительных НИ экспериментов для проекта. Базируясь на полученных результатах, новый эксперимент НИ сконфигурирован с целью минимальной аппаратной проверки достоверности. Процесс продолжается до получения приемлемого доверительного уровня от последовательных шагов макетирования. При полностью новых системах с эти шагами создадутся уникальные прототипы и проверки на основании физики процесса.
1.3 Сравнительный анализ регулируемых электроприводов
В отчете о научно-исследовательской работе по теме «Современное состояние и перспективы развития электроэнергетических систем нового поколения для заказов 21» под научным руководством академика МАИ доктора технических наук, профессора, капитана 1 ранга Г.С. Ясакова представлены результаты работы по техническому заданию «Обоснование технического облика электроэнергетической системы базовых моделей заказов 5-го поколения, включая неатомные». В данной работе сказано, что в настоящее время в классическом варианте использование асинхронных двигателей из-за сниженных энергетических показателей на режимах работы, отличных от номинальных, не удовлетворяет современным требованиям регулирования частоты вращения. Поэтому ведущие электротехнические фирмы в нашей стране и