Разработка устройств плавного пуска асинхронных электродвигателей на основе алгоритма векторно-импульсного управления

• Автор: Коньков, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПУСКЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
1 Л. Выбор математической модели асинхронного двигателя
1.2. Электромагнитный момент двигателя при пуске
1.3. Вектор потокосцепления статора при пуске
1.4. Вектор потокосцепления ротора при пуске
Выводы по главе
2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ И АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫМ ПУСКОМ
2.1. Разработка функциональной схемы системы управления
2.2. Моделирование работы системы управления
2.3. Система управления с ограничением пусковых токов
2.4. Сравнение комбинированного способа пуска с пуском от регулятора напряжения
2.5. Построение замкнутой системы управления пуском с обратной связью по скорости
Выводы по главе
3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМБИНИРОВАННОГО ПУСКА
3.1. Активная, реактивная мощность, коэффициент мощности
3.2. Потери активной мощности, коэффициент полезного действия
3.3. Гармонический состав токов
Выводы по главе

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫМ ПУСКОМ
4Л. Варианты реализации силовой схемы
4.2. Защита силового ключа от перенапряжения
4.3. Разработка микропроцессорной системы управления
4.4. Результаты экспериментальных исследований
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Асинхронные двигатели (АД) очень широко используются в различных отраслях промышленности. По различным данным [1-5], на долю асинхронного электропривода переменного тока приходится 70 до 90% от общего количества промышленных электроприводов. Большая часть АД относится к диапазону мощностей до 100 кВт с номинальным напряжением до 380 В. Распределение электроприводов по диапазону мощностей и доле потребляемой электроэнергии [6] приведено в таблице 1.
Таблица
Распределение асинхронных электроприводов по мощностям и потребляемой электроэнергии
Мощность, кВт Доля от общего количества, % Доля потребляемой электроэнергии, %

От 1 до
От 5 до
От 20 до
Свыше
Если говорить о типе механизмов, приводимых в движение асинхронными электроприводами, то в большинстве случаев (до 60%) это различные вентиляторы, компрессоры и насосы, то есть механизмы, обладающие вентиляторной нагрузкой, обеспечивающей асинхронному двигателю относительно благоприятные условия прямого пуска.
Большинство эксплуатируемых в настоящее время асинхронных электроприводов являются нерегулируемыми. И если для низковольтных приводов с мощностями до 100 кВт доля регулируемых составляет порядка 7-10% и постоянно возрастает, то для мощных высоковольтных электроприводов ситуация еще более неблагоприятная. По экспертным оценкам [7], в различных отраслях промышленности и в жилищно-коммунальном хозяйстве РФ

Рис. 1.21. Г рафики изменения угла между векторами потокосцеплений при различных значениях момента инерции
Как видно из графика на рис. 1.20, увеличение момента инерции приводит к уменьшению коэффициента затухания свободной составляющей момента. Амплитуда первого пика момента при этом не изменяется. В результате увеличивается колебательность электромагнитного момента и возрастает количество отрицательных пиков. Связано это, в первую очередь, с изменением темпа разгона двигателя. Так как скорость вращения вектора потокос-цепления ротора зависит от скорости вращения самого ротора, то при увеличении момента инерции вектор потокосцепления ротора вращается значительно медленнее, чем вектор потокосцепления статора, скорость которого не зависит от момента инерции. Если рассмотреть график изменения положения векторов потокосцеплений статора и ротора при пуске с 0.013 кг-м2 (рис. 1.22), то видно, что во время первых двух оборотов вектора потокосцепления статора вектор потокосцепления ротора не вращается, а совершает колебания (в течение времени Тк). То есть при пуске он начинает вращение вслед за вектором потокосцепления статора, достигает угла <р,; (в этот момент вектор потокосцепления статора обгоняет вектор потокосцепления