Повышение эффективности функционирования электротехнических устройств с управляемым реактором для мощных асинхронных электроприводов

• Автор: Гумилевский, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1 АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ, УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ, МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ, РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ И НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ С УПРАВЛЯЕМЫМ РЕКТОРОМ ДЛЯ МОЩНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
1.1 Анализ конструктивных схем и условий эксплуатации
1.2 Моделирование переходных процессов и методы расчета параметров и надежности
1.3 Цель и задачи исследования
1.4 Выводы
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ МОЩНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С УПРАВЛЯЕМЫМ РЕАКТОРОМ
2.1 Разработка математической модели
2.2 Определение параметров системы «электропривод — управляемый реактор»
2.3 Исследование математической модели для определения рациональных параметров и режимов работы электротехнической системы «электропривод - управляемый реактор»
2.4 Выводы
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ И УСЛОВИЙ РЕАЛИЗАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ «ЭЛЕКТРОПРИВОД - УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕАКТОР»
3.1 Определение структуры управления
3.2 Разработка структуры и определение работоспособности системы управления
3.3 Определение условий реализации математической модели электротехнической системы и её параметрического ряда
3.4 Выводы

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С УПРАВЛЯЕМЫМ РЕАКТОРОМ ДЛЯ МОЩНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
4 Л Планирование эксперимента
4.2 Стенд аппаратура и методика исследований
4.3 Экспериментальные исследования
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Повышение эффективности эксплуатации существующих электроприводов переменного тока экономически выгодно для мощных электроприводов. В основном такой привод оснащается высоковольтным двигателем переменного тока. Критериями такой оценки является количество и суммарная установленная мощность. В большей части привод нерегулируемый. Это обусловлено тем, что применение современной полупроводниковой техники является дорогостоящим решением на данном этапе. С другой стороны тяжелые условия прямого пуска приводят либо к ускоренному износу оборудования, либо к завышению требований к рабочим механизмам, либо оказывает отрицательное влияние на систему электроснабжения и являются основной причиной аварийных остановок, что повышает эксплуатационные затраты до 30% [1].
В этой связи актуальными продолжают оставаться задачи связанные с разработкой альтернативных способов пуска и управления мощными асинхронными двигателями, внедрение которых не требует значительных экономических ресурсов. При этом значительная роль отводится созданию математических моделей, адаптированных к исследованию электромагнитных и электромеханических процессов в асинхронном приводе, в которых реализуются новые способы пуска.
Системы, построенные на тиристорных регуляторах напряжения (ТРН), при работе искажают форму питающего напряжения, что негативно влияет на функционирование двигателя и питающей сети. Использование преобразователей частоты с частотным или векторным управлением осложняется из-за повышенных требований к емкости и классу напряжения накопителя энергии в звене постоянного тока. Часто для таких преобразователей требуются специальные многофазные трансформаторы. Применение обычных реакторов для управления высоковольтным АД тоже имеет ряд недостатков, таких

тов надёжности. Используя ограниченное количество измерений, добиваются достаточной достоверности результатов. Результаты определения показателей интенсивности отказов, буду точнее при большем количестве наблюдений, вероятность безотказной работы определяет вероятность отказа в пределах времени, заданного заданием. Далее с помощью коэффициентов дается оценка надежности. В общем случае для системы элементов рассчитывают наработку до отказа в часах и вероятность безотказной работы.
Рассмотренные математические модели не учитывают в комплексе характеристик электромагнитных и электромеханических процессов, обеспечивающих выбор рациональных параметров системы «электропривод - управляемый реактор».
1.3 Цель и задачи исследования
Цель работы - повышение эффективности функционирования электротехнических систем с мощными асинхронными электроприводами и регулируемыми реакторами путем обоснования их рациональных параметров, закона и структуры управления ими.
Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи исследования:
1. Анализ конструктивных схем и методов расчета, моделирования и условий эксплуатации мощных АД и управляемых реакторов.
2. Разработка математической модели системы «асинхронный двигатель - управляемый реактор», учитывающей в комплексе переходные электромагнитные и электромеханические процессы.
3. Исследование математической модели для расчета рациональных параметров системы «асинхронный двигатель - управляемый реактор» и синтеза системы управления.