Разработка синхронного электропривода с автоматическим регулированием возбуждения с улучшенными динамическими характеристиками

• Автор: Фомин, Денис Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 191 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРИНЦИПЫ И ЗАДАЧИ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С УДАРНОЙ НАГРУЗКОЙ
1.1. Особенности и характер изменения нагрузки синхронных двигателей
1.2. Задачи регулирования возбуждения синхронных двигателей
1.3. Принципы регулирования возбуждения синхронных двигателей
1.4. Выводы и постановка задач исследования
Глава 2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ
ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
2.1. Классификация датчиков углового положения
2.2. Способы соединения датчиков с двигателями и связанные с этими способами погрешности измерения
2.2.1. Соединение валов датчика и двигателя через полужесткую муфту
2.2.2. Соединение валов датчика и двигателя через зубчатую передачу
2.2.3. Соединение валов датчика и двигателя с помощью ременной передачи
2.2.4. Соединение валов двигателя и датчика с помощью гибкого вала
2.2.5. Жесткое крепление вращающегося элемента датчика на валу двигателя
2.2.6. Соединение валов датчика скорости и двигателя
с помощью “плавающей” конструкции

2.2.7. Соединение валов датчика и двигателя с
помощью упругих металлических валов
2.3. Технические требования, предъявляемые к
устройствам измерения положения ротора
ВЫВОДЫ
Глава 3. РАЗРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ИНДУКЦИОННОГО ДАТЧИКА ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА СИНХРОННОЙ МАШИНЫ
3.1. Физика работы измерительного элемента
3.2. Измерение полюсных и зубцовых пульсаций
3.3. Расчёт амплитудного значения ЭДС, индуцируемой
в измерительном элементе ИДПР
3.3.1. Магнитное поле в воздушном зазоре явнополюсной синхронной машины
3.3.2. Анализ гармонических магнитного поля в воздушном зазоре явнополюсной синхронной машины
3.3.3. Влияние демпферной обмотки синхронной машины на работу измерительного элемента ИДПР
3.4. Разработка структурной схемы формирователя
сигналов обратной связи по положению ротора синхронной машины
ВЫВОДЫ
Глава 4. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ИНДУКЦИОННЫМ ДАТЧИКОМ УГЛА НАГРУЗКИ
4.1. Структурная схема синхронного двигателя, питаемого
от сети с регулированием возбуждения
4.2. Линеаризованная структурная схема синхронной машины
4.3. Построение системы автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя
ВЫВОДЫ
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОМЫШЛЕННОГО ИСПЫТАНИЯ
5.1. Расчёт регуляторов системы АРВ
5.1.1. Расчёт контура регулирования продольного тока
5.1.2. Расчёт контура регулирования скольжения.
5.1.3. Расчёт контура регулирования напряжения.
5.2. Исследование переходных процессов СД с АРВ методами математического моделирования
5.3. Промышленные испытания системы АРВ СД прокатной клети «ТРИО» стана 2350 ЛПЦ в . статических и динамических режимах
5.3.1. Промышленные испытания существующей системы АРВ СД прокатной клети «ТРИО»
стана 2
5.3.2. Промышленные испытания системы АРВ СД прокатной клети «ТРИО» стана 2350 с индукционным датчиком угла нагрузки
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

бильных системах регулирования получили аналоговые и цифровые датчики Холла, особенно интегрального типа [35]. В настоящее время серийно выпускаются более 20 моделей интегральных датчиков на базе элементов Холла. Ведущими в этой области являются фирмы Sprague, Honeywell Texas Instruments (США), Siemens (ФРГ) и Mitsubishi (Япония).
Аналоговые датчики Холла выдают сигнал, пропорциональный магнитному потоку. Чувствительность типичных аналоговых датчиков Холла от 1,3-1 O'4, (фирма Sprague, датчик типа UGS-350U) до 5-10'4 мВ/Тл (фирма Honeywell, Micro Switch Div., (датчик типа SS94AI). При изготовлении датчика SS94A1 использована лазерная технология, что позволило свести к минимуму его чувствительность к вибрациям и колебаниям температуры (0,02% на 1°С при самой высокой температуре). Специальное исполнение таких датчиков предусматривает пределы измерения магнитного потока ±100 мТл с обеспечением линейности не менее 1% во всем диапазоне [35,36].
Интегральные схемы TLW4910K и TLE4910G с аналоговым выходом на базе элемента Холла фирмы Siemens AG (ФРГ) могут использоваться для измерения ускорения, давления, натяжения и расстояния. Имеют чувствительность 3-10“4 мВ/Тл [35, 37]. Примером датчика положения в интегральном исполнении может служить датчик 1AV2A фирмы Honeywell (Micro Switch Div.).
Диапазон рабочих температур аналоговых датчиков Холла колеблется от -40ч-(+85)°С (датчик TL 31031, фирма Texas Instruments ) до -40н-(+150)°С (датчики TLE4910G и TLE4910K), рабочая частота 23-100 кГц, стоимость 0,85-6 долл. США (последнее - для датчиков, при изготовлении которых использована лазерная технология).
Элемент Холла или магниторезистор играет роль чувствительного элемента датчика углового положения, напряжение или сопротивление которых изменяется при вращении модулятора-ротора электродвигателя, магнитного или ферромагнитного зубчатого диска. Применение гальваномагнитных дат-