Разработка способа эффективного частотного управления асинхронным электроприводом машин, работающих с резкопеременной нагрузкой

• Автор: Неверов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 140 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЗАКОНОВ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
1.1. Необходимость использования законов частотного управления для повышения эффективности работы АЭП
1.2. Существующие законы частотного управления АД
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ,
ПОЗВОЛЯЮЩИХ ФОРМИРОВАТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ НЕЗАВИСИМО ОТ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА
2.1. Выбор и анализ математической модели асинхронного двигателя
2.2. Анализ способов математического описания системы преобразователь частоты — асинхронный двигатель
2.3. Неуправляемый вариант работы асинхронного двигателя
2.4. Формирование электромагнитного момента при скалярных законах управления
2.5. Формирование электромагнитного момента при частотно-токовом управлении
2.6. Формирование электромагнитного момента при
полеориентированном управлении
3. МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ И РАЗРАБОТАННЫЙ СПОСОБЫ
ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОМЕНТА НЕЗАВИСИМО ОТ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА
3.1. Модернизированный способ частотно-токового управления
3.2. Синтез многокритериальной системы управления на основе метода скоростного градиента
3.3. Выводы по главе
4. АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АД
РАССМОТРЕННЫХ СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Анализ энергии потерь в АД
4.2. Анализ изменения коэффициента мощности
4.3. Выводы по главе
5. АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ МОМЕНТОМ
АД, РАБОТАЮЩЕГО С ПУЛЬСИРУЮЩЕЙ НАГРУЗКОЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность работы. Применяемый на практике в подавляющем большинстве горно-транспортных машин (ГТМ) серийный нерегулируемый электропривод (ЭП) не может обеспечить значительное повышение производительности машин и удовлетворить основные требования, вытекающие из комплексной механизации и автоматизации технологических процессов. Это повышает энергоемкость, ресурсоемкость, фондоемкость технологического процесса и себестоимость продукции и снижает производительность до настоящего времени, к сожалению, в подавляющем большинстве технологических процессов.
Сложные условия работы ГТМ, особенно забойных (резкие стохастические изменения нагрузки, большие колебания грузопотока, тяговых усилий и скоростей движения), требуют не только регулирования скорости рабочего органа, но и, что очень важно, формирования нагрузок, усилий и ускорений в электромеханической системе, существенно влияющих на повышение надежности работы и долговечности машины в целом и увеличение ее производительности.
Пульсации нагрузки и стопорения исполнительного органа забойных машин вплоть до опрокидывания двигателя и частые неуправляемые пуски являются основной причиной преждевременного выхода из строя забойных машин и их электропривода.
Формирование нагрузок в электроприводе горных машин зависит от характера и интенсивности режимов нагружения последних, структуры горных машин и изменяется в широких пределах. Исследования [81, 85, 99, 107 - 110, 120, 123, 125, 126, 133, 134, 136, 137], проведенные в этой области с целью выявления фактических режимов работы горных машин, а также формирования нагрузок на исполнительных органах, показывают, что главной особенностью горных машин является невозможность работать в статиче-

а = аг+Р*, (2.18)
где а, аг - соответственно относительная частота тока статора и относительная частота вращения вала; Д - стабилизируемое значение параметра абсолютного скольжения.
Необходимость в контуре стабилизации тока возникает при использовании преобразователя частоты, построенного на базе инвертора напряжения.
Как видно из характера изменения механических координат, полученного, при моделировании процесса пуска АД под нагрузкой (причем нагрузка имеет пульсирующий характер), в соответствии со структурной схемой, приведенной выше, колебания момента сопротивления не оказывают существенного влияния на характер электромагнитного момента (рис. 2.9), но сказываются на колебании частоты вращения вала, т.е. момент двигателя имеет стабильную величину в процессе пуска, а механическая характеристика имеет абсолютно мягкий характер.
I, тс
Рис. 2.9. Временные зависимости частоты вращения, электромагнитного момента и момента сопротивления пуска АД при частотнотоковом управлении