Разработка и математическое моделирование замкнутых колебательных асинхронных электромеханических систем с частотным управлением

• Автор: Черных, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.01, 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 171 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I. Обзор теоретических разработок и практического использования современных колебательных электромеханических систем. . .
1.1. Область применения и технические требования, предъявляемые к колебательным электромеханическим системам.

1.2. Принципы построения систем периодического движения

1.3. Построение замкнутых КЭП на основе частотного управления. . .

1.3.1. Функциональные схемы систем частотного управления.

1.3.2. 1 остроение замкнутых систем КЭ с применением частотного управления асинхронным двигателем

1.4. Выводы и постановка задачи

Глава 2. Математическая модель замкнутого колебательного электропривода с частотным управлением

2.1. Допущения, принятые при составлении уравнений.

2.2. Энергегические критерий оценки качества переходных процессов замкнутых КЭП
2.3. Точностные показатели качества работы системы.
2.4. Система базисных величин
2.5. Дифференциальные уравнения асинхронного двигателя в замкнутом КЭП
2.6. Математическая модель АД
2.7. Модель инвертора напряжения.
2.8. Модель замкнутого КЭП с частотным управлением.
Выводы .
Глава 3. Выбор параметров и настройка замкнутой колебательной
электромеханической системы с частотным управлением. . .
3. Г Особенности работы замкнутого КЭП, построенного на базе АД с короткозамкнутым ротором.
3.2. Определение рабочих областей КЭП из условия ограничения по персрузочной способность АД.
3.3. Выбор параметров электродвигателя для работы в колебательном режиме
3.4. Настройка параметров системы управления
Выводы.
Глава 4. Анализ характеристик замкнутого колебательного электропривода с частотным управлением
4.1. Анализ замкнутого но скорости КЭГI при нагрузке в виде сухого трения.
4.2. Анализ замкнутого но скорости КЭП при прямо пропорциональной зависимости нагрузки от скорости.
4.3. Анализ замкнутого по скорости КЭП при квадратичной зависимости нагрузки от скорости.
4.4. Анализ замкнутого по положению КЭП при нагрузке в виде сухого
трения.
Выводы.
Глава 5. Экспериментальное исследование замкнутого колебательного
электропривода с частотным управлением.
5.1. Описание экспериментальной установки.
5.2. Экспериметальное исследование работы замкнутого и разомкнутого
Выводы
Заключение.
Библиографический список литературы
Приложение 1
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Химическая пром-ть Смешение Измельчение Сушка Очистка газов 3- -0 -0 - - 0. II п 0. Ю2 - 0. Т1-0. Отрасли Технологические Частота. Прокидка челноков 1-7 З2-З3 - - ПЛ п о і -ч о «л, - 0. Ю :-0. СЧ К стенды 0. ИГ-2 'т о і г-' о 0. К СЗ прочность 0. С О вибронагрузок -0 0. Силовое возбуждение 0. Ю4 - 3 Г' - - - 0. Э % V 5: устройства - 5-2-3 0 1-Ю4 3 г,з 3 5КР-0. Виброзащита 1-' 0. V**. А 5 ? С варка волокна Сварка проволоки 0 1-" 0. В таблице имеются следующие сокращения названий законов колебаний: П - постоянный, Л - линейный, СК - скачкообразный, 3 - заданный, Г - гармонический, ПЛ - пилообразный, С - случайный, ПР - прямоугольный, ГД - гармонический двух координатный, ПГ - полигармонически й. Анализируя данные таблицы, можно установить общие группы по требующимся диапазонам амплитуд и частот колебаний исполнительного устройства, форме колебаний. В машиностроении наиболее часто используются колебания инструмента при различных методах обработки, причем электропривод должен обеспечивать частоту колебаний 2-4 Гц, амплитуду 7-1 м и ускорение 0. Гц, амплитуду 0. Закон колебаний должен быть регулируемым, потому что правильный подбор его параметров существенно снижает усилие обработки, повышает стойкость инструмента, улучшает качество изделий и увеличивает производительность труда. Колебания рабочего инструмента для большинства технологических операций однокоординатные. Закон изменения скорости инструмента может быть синусоидальным, трапецеидальным, пилообразным или сложным 8]. Наиболее жесткие требования предъявляются к точности формы колебаний при виброобкатке. В этом случае требуются синусоидальные колебания обкатывающего инструмента, стабильные одновременно по амплитуде, частоте и фазе. При виброабразивной обработке очень эффективными оказываются двух- и трехкоординатные колебания (круговые, эллиптические, винтовые) []. При литье и сварке появляется потребность создания разнообразных сложных однокоординатных законов колебаний со смещением нейтрали угла колебаний []. В строительной, горной промышленности, сельском хозяйстве, химической и текстильной промышленности, испытательной и бытовой технике используются линейные колебания инструмента с частотами 1-' Гц, амплитудами Ю'5-3 м, ускорениями Ю'Мо1 м/с2 и угловые - с частотами 1-0 Гц, амплитудами '3-3 рад и ускорениями 2-4 рад/с2 []. В вибротранспорте существует необходимость в создании двух координатных полигармонических колебаний (бигармонические, эллиптические, сложно круговые колебания). Ю -4-’ м/с2 для линейных колебаний и в диапазоне частот '2-2 Гц, амплитуд -' рад, ускорений 2-Ю'5 -5-4рад/с2 для угловых колебаний []. Эта область применения колебательных приводов отличается необходимостью создания самых разнообразных по форме колебаний и плавного регулирования в рабочем режиме всех параметров колебаний, с последующей стабилизацией их по амплитуде и частоте с точностью 0. Иногда в экспериментальных измерительных установках требуются низкочастотные пилообразные и гармонические колебания с перемещением нейтрали. В оптико-электрических устройствах различного назначения используются двухкоординатные колебания для получения разнообразных траекторий сканирования. Часто необходимо формировать определенные амплитудно-частотные характеристики и поддерживать закон колебаний строго с и н у со и дал ы і ы м. В кабельной промышленности для раскладки готовой продукции на технологические катушки (барабаны) используются системы, совершающие возвратно-поступательное движение. Гц и большие амплитуды - до 5-Ю мм. Закон изменения скорости колебаний прямоугольный, однако при формировании специальных видов намотки закон изменения скорости во времени может иметь сложную форму. Положение нейтрали в таких системах должно жестко контролироваться и в большинстве случаев быть постоянным. В сварочных аппаратах, в процессе сварки оптического волокна (проволоки) стык в стык широко используются линейные колебания свариваемых волокон (проволок). Для высокого качества сварки особые требования предъявляются к точности параметров колебаний свариваемых волокон (проволок).