Синхронный электропривод с оптимальными режимами работы

• Автор: Тумаева, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижнекамск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА, ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ 10 РЕШЕНИЯ

ВЫВОДЫ

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

2.1 Функциональная схема синхронного электропривода с оптимальными режимами работы

2.2 Моделирование полупроводниковых элементов в силовых цепях синхронного электромеханического преобразователя

2.3 Математическая модель и схема замещения преобразователя частоты

2.4 Математическая модель управляемого выпрямителя

2.5 Математическая модель ненасыщенного синхронного двигателя

в естественных координатных осях

2.6 Математическая модель ненасыщенного синхронного двигателя

с использованием преобразования координат

2.7 Математическая модель синхронного двигателя с позиций теории обобщенных машин с учетом насыщения магнитопровода и магнитных потерь
ВЫВОДЫ
3 ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТОКАМИ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
3.1 Оптимальное управление токами двигателя постоянного тока с независимым возбуждением
3.2 Оптимальное управление токами синхронного двигателя без учета нелинейности магнитопровода
3.3 Подобие оптимальных зависимостей токов синхронного двигателя от частоты вращения при различных значениях момента
3.4 Оптимальное управление токами моментного двигателя с учетом магнитных потерь и нелинейности магнитопровода
ВЫВОДЫ
4 ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ И МОМЕНТА
4.1 Применение двухдвигательного синхронного электропривода на
участке линии по выпуску экранирующего слоя
4.2 Описание экспериментальной установки для исследования синхронного электропривода
4.3 Определение параметров синхронного двигателя и эквивалентных параметров обобщенной машины
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Программа расчета переходных процессов в синхронном двигателе с учетом нелинейности магнитопровода и
потерь в стали
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Программа расчета оптимальных значений токов синхронного двигателя без учета насыщения магнитопровода и с
учетом потерь в стали
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Программа расчета оптимальных зависимостей токов синхронного двигателя от скорости вращения при различных
значениях момента
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Программа расчета оптимальных значений токов синхронного двигателя с учетом насыщения магнитопровода и
потерь в стал и
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Программа расчета оптимальных значений токов синхронного двигателя с учетом насыщения магнитопровода и
потерь в стали при линейно нарастающем моменте
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Программа расчета переходных процессов в
синхронном электроприводе при сбросе и набросе нагрузки
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Программа расчета переходных процессов в
двухдвигательном синхронном электроприводе
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. Программа линейной и нелинейной
аппроксимации кривой намагничивания
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. Акт о внедрении результатов диссертационной
работы Е.В.Тумаевой на ОАО «Нижнекамскшина»
ПРИЛОЖЕНИЕ 10. Акт о внедрении результатов диссертационной работы Е.В.Тумаевой в учебном процессе НХТИ КГТУ

Актуальность темы. В настоящее время в промышленности, в сельском хозяйстве, в строительстве и в быту широкое применение находят автоматизированные электроприводы. До недавнего времени основой регулируемых электроприводов являлись двигатели постоянного тока, а системы автоматического регулирования электроприводов постоянного тока обладали универсальностью и обеспечивали хорошие качественные показатели электропривода. Однако требования к электроприводам постоянно ужесточаются, что связано с общим прогрессом машиностроения, направленным на интенсификацию производственных процессов, их автоматизацию, повышение точности характеристик, необходимостью обеспечения и повышения качества производимой продукции, а также наметившимся переходом от экстенсивного применения электрической энергии к более рациональному ее использованию.
Поэтому наряду с совершенствованием электроприводов постоянного тока одной из важнейших задач современного электропривода является переход к регулируемым электроприводам переменного тока. Анализ техникоэкономических показателей систем регулируемых электроприводов, рассматриваемых в трудах зарубежных и отечественных ученых (Лиск М., Дейх С., Годвин Г., Вейнгер А.М., Аракелян А.К., Афанасьев A.A., Ключев В.И., Онищенко Г.Б., Зиннер Л.Я., Столов Л.И., Афанасьев А.Ю., Микеров А.Г. и др.) позволил сделать вывод о том, что в тех областях применения, где требуются высокая и стабильная точность выполнения технологических операций, высокая динамика системы, большие скорости обработки, целесообразно использовать синхронные электроприводы.
Основой такого электропривода является синхронный двигатель с электромагнитным возбуждением, обмотка якоря которого получает питание от преобразователя частоты, при этом управление преобразователем частоты осуществляет устройство автоматического регулирования, в которое вводится задание скорости электропривода, а также поступает информация от датчиков

Решением системы (2.21) являются токи или потокосцепления. Зная закон изменения токов или потокосцеплений, можно получить зависимость изменения электромагнитного момента, уравнение которого имеет вид:
м=Рп
фГ-М-И

(2.28)
где рп - число пар полюсов;
Ь88 I?
>1
- матрица индуктивностей.
Используя выражения, полученные в (2.22) - (2.24), можно записать уравнение электромагнитного момента:
2л) . . ,, . (п 2л)

М = Рп ІП

+ Ч1уЧМ8й 5>п
- 1А1уЧММ ЯІП

0 +

- 'А1гм8/5ІП0 - ‘УуЛ Э1П0-
. . . (а 2л')
-ісі/М8/$ ні 0 +
(2.29)
п -Га 5714
0 + — І + ісіучМм*т
3 ) . „
Зная закон изменения электромагнитного момента, можно получить уравнение движения электропривода:
,й?20
ра(М-Мг) = +

(2.30)
где Мс - статический момент нагрузки;
J- суммарный момент инерции подвижных частей.
Достоинством данного математического описания процессов электромеханического преобразования энергии является то, что в качестве независимых переменных в нем используются мгновенные значения токов и напряжений. Такое описание динамики дает прямое представление о физических процессах в СД [93, 96].