Многокритериальная оптимизация работы электропривода переменного тока

• Автор: Филюшов, Юрий Петрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 241 с. : ил.

! СОДЕРЖАНИЕ

1. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МАШИНЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1Л. Постановка задачи

1.2. Математическое описание преобразования энергии в

обобщенной электрической машине

1.3. Анализ изменения энергии, накапливаемой в обмотках

электрической машины, при электромеханическом преобразовании

1.4. Предельное управление обобщенной электрической машиной

в условиях ограничения ресурсов источника питания

1.5. Выводы по главе

2. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ КАЧЕСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНОЙ

2.1. Постановка задачи
2.2. Анализ взаимосвязи между механическими силами, энергией, запасаемой в обмотках электрической машины,
и тепловыми потерями
2.3. Определение показателя динамических свойств электропривода
2.4. Закон качественного управления электроприводом
2.5. Определение показателя эффективности использования напряжения, подводимого к обмоткам электрического двигателя
2.6. Выводы по главе
3. РАЦИОНАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНОЙ
3 Л. Сравнение способов управления электрической машиной
3.2. Закон управления синхронным двигателем с электромагнитным возбуждением, обеспечивающий минимум тепловых потерь в условиях минимизации реактивной
мощности
3.3.Способ управления, учитывающий насыщение магнитной системы синхронного двигателя с электромагнитным возбуждением
3.4. Способ управления синхронной машиной с магнитоэлектрическим возбуждением, обеспечивающий формирование электромагнитного момента при минимуме потребления реактивной мощности
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
4.1. Основные задачи экспериментального исследования алгоритмов управления синхронного двигателя с
постоянными магнитами
4.2. Описание экспериментальной установки
4.3. Исследование динамических режимов работы ЭП
4.4. Выводы по результатам экспериментальных исследований
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

Эффективность регулируемого электропривода (ЭП) определяется законами управления, рациональный выбор которых является необходимым условием наиболее полной реализации его потенциальных возможностей в условиях ограничения ресурсов источника питания.
Современный электропривод переменного тока строится в основном на базе синхронных [16, 17, 19, 20, 21, 22, 107] и асинхронных электрических машин [12, 32, 41, 71, 76, 86, 87, 108]. Каждый из видов электрических машин имеет свою целесообразную область практического применения. Синхронная машина имеет лучшие энергетические и массогабаритные показатели по сравнению с асинхронным двигателем [18, 34]. Появление новых
высокоэнергетических магнитных материалов с высокими магнитными характеристиками и относительно низкой стоимостью [6, 30, 49, 51, 53, 68, 92] обусловило широкое внедрение в технологических комплексах и системах синхронных машин с постоянными магнитами (СДПМ). Имея высокую надежность, такие электрические машины не имеют потерь в канале возбуждения, что позволяет снизить энергетические затраты электропривода. В общепромышленных системах электропривода наибольшее распространение получил трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Развитие теории машин переменного тока и автоматического управления, совершенствование силовых полупроводниковых приборов, использование микропроцессорных средств управления позволило создать высококачественные глубокорегулируемые ЭП переменного тока [1, 24, 25, 26, 72, 87, 108, 114]. В определенном смысле можно считать, что за счет больших функциональных возможностей встраиваемых микропроцессорных контроллеров вопросы совершенствования регуляторов современных приводов для улучшения качества технологических процессов теряют свою актуальность.

Анализируя это выражение и выражение (1.36), можно убедиться в верности следующего уравнения:
N л/ N лш
= 1Л
к=1 Ш Ы1 ш
Это равенство позволяет утверждать, что выражения (1.33) и (1.34) равны между собой:
ипэм _ у т ихк
Ж ЬАк &
Поэтому, интегрируя по времени левую и правую часть этого уравнения, получим известное выражение энергии, накапливаемой в обмотках электрического двигателя (1.32).
Таким образом, из уравнений для напряжений (1.1) и баланса мощности (1.23) определены не только электромагнитный момент (1.29), но и энергия магнитного поля (1.32).
Потокосцепления и токи, входящие в уравнение (1.32), являются функцией времени и угла поворота ротора. Вместе с тем энергия, накапливаемая в обмотках электрической машины, не зависит от угла поворота ротора. Рассмотрим это утверждение.
Значение энергии магнитного поля (1.32), в системе неподвижных координат а, (3 можно представить следующим образом:
'Г^^а'а+У^Р+Угака-'-Уг/зк/!)-(1-37)