Электропривод с бесконтактным асинхронизированным синхронным двигателем

• Автор: Никулин, Владимир Валерьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 173 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Г лава 1. Электропривод на основе управляемых электрических машин

1.1. Преобразователи частоты для регулируемого электропривода

1.2. Управляемые электрические машины для регулируемого электропривода

1.3. Электропривод с вентильным двигателем постоянного

1.4. Электропривод на базе машины двойного питания

1.5. Электропривод с асинхронизированным вентильным

двигателем
1.6. Электропривод с бесконтактным асинхронизированным вентильным двигателем
1.7. Выводы
Глава 2. Исследование установившихся режимов работы бесконтактного асинхронизированного синхронного двигателя
2.1. Математическая модель установившихся режимов
работы
2.2. Регулирование скорости электропривода
2.3. Потери и коэффициент полезного действия в установившихся режимах работы
2.3.1. Потери и коэффициент полезного действия электрической машины
2.3.2. Потери и коэффициент полезного действия преобразователей
2.4. Коэффициент мощности

2.5. Выводы
Глава 3. Исследование переходных режимов работы электропривода с бесконтактным асинхронизированным синхронным двигателем
3.1. Математическая модель электропривода
3.1.1. Модели преобразователей частоты якоря и возбуждения
3.1.2. Модель бесконтактного асинхронизированного двигателя
3.2. Моделирование переходных режимов работы
3.3. Моделирование режима упора
3.4. Выводы
Глава 4. Экспериментальные исследования электропривода с бесконтактным асинхронизированным синхронным двигателем
4.1. Описание экспериментального стенда электропривода
4.1.1. Преобразователь частоты якоря
4.1.2. Преобразователь частоты возбуждения
4.2. Экспериментальные исследования электропривода в
рабочих режимах
4.3. Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Как в нашей стране, так и за рубежом ведутся работы по совершенствованию систем электропривода. Все более широкое применение находят электрические машины переменного тока. Постоянное совершенствование элементной базы силовых полупроводниковых приборов, применение в системах управления микропроцессорных средств позволяет создавать как частично, так и полностью управляемые электромеханические системы, способные обеспечивать управление ими в соответствии с заданными законами. Причем если ранее подобные системы применялись лишь в некоторых специальных отраслях, то в настоящее время необходимость повышения производительности труда, организации новых технологических процессов, улучшения технических характеристик, особенно энергопотребления, повышения устойчивости, привела к широкому внедрению их в различные отрасли промышленности, энергетику, сельское хозяйство, транспорт и т.д. [1, 2, 14, 84, 105]. Применение тиристорных и транзисторных преобразователей частоты, быстродействующих автоматических регуляторов на базе микропроцессорной техники позволяет создавать сложные электромеханические системы, реализующие необходимые, а иногда и перенастраиваемые законы управления.
В ряде областей электропривода, наряду с необходимыми механическими, рабочими, пусковыми характеристиками к электрическим машинам предъявляются специфические требования. Так, например, к электроприводам, эксплуатируемым во взрывоопасных, агрессивных, переувлажненных средах (например, в угледобывающих шахтах), предъявляется требование по отсутствию в их конструкции скользящих контактов. Этим требованиям в полной мере удовлетворяет электропривод с бесконтактным асинхронизированным вентильным двигателем.[30, 42, 53, 72, 74, 79, 80, 81] Создание бесконтактного асинхронизированного вентильного двигателя (БАВД), являющегося синтезом вентильного двигателя постоянного тока и бесконтактной машины двойного,

действия магнитных полей статора и ротора двигателя и возбудителя, работающего в режиме обращённого асинхронного двигателя, на общем валу создаются электромагнитные вращающие моменты. Когда величина суммарного электромагнитного момента БАВД превысит величину момента сопротивления на валу двигатель приходит во вращение. При этом в фазных обмотках якоря наводятся ЭДС, частота которых может быть определена следующим образом: N = v,.d± j0 = (1± kp)vrd - vf, (1.5)
где , j0 = kpvrd - Vf— скольжение;
v, Vf — угловые частоты напряжений (токов) на обмотках якоря АВД и статора возбудителя соответственно;
vr0 - угловая частота вращения ротора;
кр — отношение числа пар полюсов двигателя и возбудителя.
В формуле (1.5) знак «+» используется для последовательного каскада БАВД, а знак «-» - для параллельного.
БАВД по схеме, приведенной на рис. 1.10, дополненной соответствующими системами управления, позволяет осуществить реализацию различных режимов работы этой машины. При этом возможны два способа управления БАВД во всех режимах его работы [71, 79, 81]: поддержание постоянства частоты возбуждения (Of = const и, следовательно, Jo = var и поддержание постоянства скольжения ротора j0 = const и cof = var.
Частота возбуждения сиу в первом случае и скольжение Jo во втором определяются задатчиком частоты 34. Для обеспечения БАВД принципа действия обобщенного ДПТ необходимо выполнить следующие требования:
- ПЧ якоря АВД должен иметь инверторное звено по типу инвертора тока и жестко фиксировать фазу тока относительно его напряжения;
- H4f статора возбудителя должен иметь инверторное звено по типу инвертора напряжения и обеспечивать свободный обмен энергией между обмоткой статора и питающей сетью.