Электротехническая система точного задания частоты вращения с синхронно-реактивным электроприводом

• Автор: Борисова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 135 с.

Оглавление

^ Введение
1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования
1.1. Перспективы развития электропривода систем точного задания
частоты вращения
1.2. Принципы построения систем точного задания частоты вращения
1.3. Синхронно-реактивный электропривод в системах точного задания
частоты вращения
1.4. Анализ причин, влияющих на частоту вращения синхроннореактивного электропривода
Выводы
2. Математическая модель механотронной системы с СРД
2.1. Особенности математической модели. Блок схема силовой

части МТС
2.2. Моделирование полупроводниковых элементов в силовых цепях

2.3. Математическая модель и схема замещения источника питания
2.4. Математическая модель и схема замещения звена постоянного

2.5. Математическая модель и схема замещения преобразователя частоты
2.6. Математическая модель синхронно-реактивного двигателя
Выводы
* 3. Компьютерное моделирование переходных процессов в МТС с

3.1. Выбор стратегии, метода и средств численного моделирования
3.2. Компьютерная модель МТС с СРД в среде Ое1рЫ
* 3.3. Компьютерное моделирование процессов в электроприводе с СРД
при различных источниках питания
Выводы
4. Практическая реализация, экспериментальное и компьютерное
исследование электропривода с СРД
4.1. Электропривода с СРД в устройстве точного задания частоты
ь вращения
4.2. Измеритель мгновенной частоты вращения привода
4.3. Анализ результатов теоретического и экспериментального исследования влияния различных факторов на мгновенную
частоту вращения привода с СРД
Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложение 1. Сведения о внедрении результатов диссертации
Акт об использовании результатов диссертации в ОАО “Нефтехимпроект”
Акт об использовании результатов диссертации в учебном процессе КГТУ им. С.М, Кирова, г. Казань

Введение
Актуальность проблемы. Технический прогресс в различных отраслях промышленности и науки невозможен без широкого применения электротехнических систем и комплексов (ЭТС и К). Часто их силовой основой является электропривод постоянного или переменного тока. Для современных ЭТС и К характерна тесная взаимосвязь электромеханической части с цепями ее питания и регулирования, причем часто отдельные узлы схемы способны функционировать только в виде единой системы привода. Подобные устройства с электромеханическим приводом получили название электромехано-тронных систем (МТС), и их все чаще рассматриваю! как единый элемент электротехнической системы.
Появление новой техники и технологии в ряде производств предъявляет повышенные требования в отношении точности частоты вращения ведущего вала. Такие системы применяются в машиностроении, металлургии, станкостроении, химической промышленности при получении тонких плёнок и волокон, измерительной технике, приборостроении, метрологии, космической технике и других отраслях.
Для электротехнических систем точного задания частоты вращения используются автоматизированные электроприводы постоянного и переменного тока, которые содержат в своей структуре традиционные и специальные электрические машины постоянного и переменного тока, элементы силовой полупроводниковой техники и управляющих микропроцессорных систем. Для электропривода постоянного тока характерна существенная зависимость механической характеристики от параметров окружающей среды и стабильности источника питания, что делает необходимым применение соответствующих корректирующих звеньев в цепи стабилизации частоты вращения выходного вала устройства. Но даже в этом случае трудно добиться высокой точности стабилизации значений средней и мгновенной частот вращения вала привода. Эти ограничения, а также низкие эксплуатационные характери-

фективным методом следует считать численное исследование во временной области с помощью средств вычислительной техники. Возможности ЭВМ последнего поколения и современные программные средства позволяют быстро и
% эффективно решать системы дифференциальных уравнений, как с постоянными, так и с переменными коэффициентами.
5. В настоящее время имеются значительные достижения в разработке различных по сложности и поставленным задачам математических моделей электроприводов с СРД. В диссертации отмечен ряд эффективных аналитических, численных и комбинированных методов исследования математических
» моделей, позволяющих учесть специфические условия работы СРД в составе
МТС для точного задания частоты вращения. Следует отметить, что не достаточно изучен ряд теоретических вопросов, связанных с процессом преобразования энергии в МТС, мощность которых соизмерима с мощностью источника питания. Не определены однозначные требования и рекомендации по проектированию и расчету схемы и конструкции отдельных элементов, а также всей МТС в целом, позволяющие создавать системы с высокой точностью и ста-

бильностью мгновенной частоты вращения.
6. Анализ причин, вызывающих нестабильность мгновенной частоты вращения, показывает, что наибольшее влияние на равномерность мгновенной частоты вращения высокоточных приводов с СРД оказывает непостоянство электромагнитного момента, развиваемого двигателем в течение оборота вращения ротора из-за ряда причин. Основной среди них является питание частот-
* но-регулируемого двигателя от статического преобразователя частоты с конеч-
ными параметрами цепей питания и управления. Именно исследование этого вопроса является основной научной и практической целью диссертации.