Разработка и исследование асинхронных электроприводов с системами коррекции скольжения для подъемно-транспортных механизмов

• Автор: Зотов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СИСТЕМЫ РЕГУЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МЕХАНИЗМОВ
1.1. Анализ современного состояния электроприводов и электромеханических систем подъемно-транспортных механизмов
1.2. Состояние исследований и разработок в области частотно-регулируемого асинхронного электропривода
1.3. Системы электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, обеспечивающие механические характеристики экскаваторного типа
выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МЕХАНИЗМОВ
2.1. Математическая* модель двухмассовой электромеханической системы механизма передвижения мостового крана с двухдвигательным электроприводом
2.2. Математическая модель асинхронного двигателя, как элемента электромеханической системы
2.3. Влияние обратной связи по разности скоростей двигателей на динамические свойства двухдвигательных упругосвязанных систем'
2.4. Анализ процессов упругой деформации в двухмассовой* двухдвигательной
электромеханической системе
ВЫВОДЫ
3. ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ1 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В АСИНХРОННОМ ДВИГАТЕЛЕ
ПРИ ЧАСТОТНОМ И КАСКАДНОМ УПРАВЛЕНИИ
3.1. Основные закономерности, характеризующие процесс формирования электромагнитного момента асинхронного двигателя

3.2. Определение оптимального значения угла между векторами тока статора
и тока намагничивания
3.3. Анализ передаточных функций между током статора и током намагничивания асинхронного двигателя
3.4. Влияние на величину абсолютного скольжения добавочной противо-эдс,
введенной в цепь ротора асинхронного двигателя
ВЫВОДЫ
4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМ КОРЕКЦИИ СКОЛЬЖЕНИЯ
4.1 Система частотно-параметрического асинхронного электропривода
4.2. Системы частотного регулирования асинхронного электропривода с релейным принципом регулирования тока статора и поддержанием оптимального значения абсолютного скольжения
4.3. Синхронизация скоростей за счет выравнивания скольжений двигателей двухдвигательного асинхронного электропривода с индукционным сопротивлением
4.4. Двухдвигательный частотно-каскадный электропривод с синхронизацией
скоростей двигателей
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение 1 «СХЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МОСТОВОГО КРАНА»
Приложение 2 «КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МОСТОВОГО КРАНА»
Приложение 3 «МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕХМАССОВОЙ ДВУХДВИГАТЕЛЬНОЙ ЭМС»
Приложение 4 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ МЕЖДУ
ПЕРЕМЕННЫМИ ТРЕХМАССОВОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ И ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ МНОГОЧЛЕНОВ СТРУКТУРНО-

ТОПОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ»
Приложение 5 «ДАННЫЕ ДЛЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АД»
Приложение 6 «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЧАСТОТНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА»
Приложение 7 «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНДУКЦИОННЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ НА КРАНОВЫХ МЕХАНИЗМАХ»
Приложение 8 «ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ ФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА ПРИ РАБОТЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ НА БАЗЕ ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯ С РЕЛЕЙНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ ТОКА»
Приложение 9 «СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ЭЛЕМЕНТОВ И СИСТЕМЫ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА В БЛОКАХ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПАКЕТА
MATL AB»
Приложение 10 «ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ИНДУКЦИОННЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫМ ОБЩИМ ВЕНТИЛЬНО-РЕЗИСТОРНЫМ БЛОКОМ»
Приложение 11 «ЧАСТОТНО-КАСКАДНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД НА БАЗЕ АИТ»
Приложение 12 «МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУХДВИГАТЕЛЬНОЙ ЭМС С ЧАСТОТНО-КАСКАДНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ»
Приложение 13 «АКТ ВНЕДРЕНИЯ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС»
Приложение 14 «ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ С АКТОМ ВНЕДРЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС»

Первый способ управления электроприводом заключается в регулировании напряжения на входе инвертора или выпрямленного тока, при этом частота напряжения на выходе инвертора не регулируется. Это позволяет использовать инверторы простой конструкции, а процесс управления такой же, как в электроприводах постоянного тока. Данные системы электропривода представляются перспективными для ПТМ, т. к. допускают использование нерегулируемого инвертора с фиксированной выходной частотой, а для регулирования координат электропривода используется одноканальная схема управления выпрямителем [63]. Это позволяет использовать известный принцип подчиненного управления многоконтурными системами, аналогично электроприводу постоянного тока. Однако, поскольку асинхронный двигатель представляет собой более сложный нелинейный объект, чем двигатель постоянного тока, приходится использовать более сложные методы коррекции и настройки параметров системы управления частотно-каскадным электроприводом. ЧКЭ с разомкнутой системой управления рассмотрен в работе [33], а с замкнутой системой управления - в работе [34]. Схема электропривода и механические характеристики показаны на рис. 1.7.
Второй способ управления связан с регулированием частоты и амплитуды напряжения на выходе инвертора, питающего статор асинхронного двигателя, по аналогии с обычными системами частотного управления коротко-замкнутым асинхронным двигателем. Системы частотно-каскадного электропривода (ЧКЭ), при регулировании выходной частоты инвертора представляет собой гибридные схемы, сочетающие свойства каскадного и частотного электропривода. Схема электропривода имеет вид аналогичный рис. 1.3, но инвертор тока в этой системе выполняется с регулируемой выходной частотой.
В известных разработках [33,34,35] в качестве инверторов применялись инверторы тока [75,76], выполненные с использованием стандартных тиристоров, при этом использовались схемы инверторов тока с полной коммутирующей емкостью и ограниченной коммутирующей емкостью и отсекающи-