Оптимальное по затратам энергии управление электроприводами переменного тока в технологических процессах машиностроения

• Автор: Романовский, Эдуард Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 264 с. : ил

Оглавление
1.4.1. Результаты анализа текущего состояния регулируемого электропривода переменного тока в составе технологических процессов машиностроения.

1.4.2. Задачи диссертационного исследования

Г.ЛВЛ 2. НАБЛЮДЕНИЕ переменных состояния ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

2.1. Математнчсскос и компьютерное моделирование электропривода переменного тока как объекта управления.

2.1.1. Математическое моделирование регулируемого электропривода переменного тока.

2.1.2. Нормирование моделей асинхронного двигателя.

2.1.3. Компьютерное моделирование процессов в асинхронном электродвигателе.

2.2. Блочнонаблюдаемые формы модели асинхронного электродвигателя для наблюдения за неизменяемыми переменными состояния и возмущениями
2.2.1. Блочноиаблюдаемая форма модели двигателя при измерении токов в обмотках статора.
2.2.2. Блочноиаблюдаемая форма модели двигателя при измерении токов в обмотках статора и частоты вращения вала ротора
2.3. 1 аблюдателн состояния асинхронно о электродвигателя.
2.3.1. Синтез наблюдателя состояния двигагеля при измеряемых токах статора
2.3.2. Синтез наблюдателя состояния двигателя при измеряемых токах
статора и частоте вращения вала ротора.
2.3.3. Особенности синтеза наблюдателей состояния двигателя для управления позиционным электроприводом переменного тока
2.3.4. Имитационное моделирование наблюдения момента нагрузки на валу двигателя при измеряемых токах статора и частоте вращения вала ротора.
2.4. Обобщение результатов по наблюдению за нсизмерясмыми переменными регулируемого привода переменного тока
Глава 3. Многоуровневые автономные инверторы напряжения для
УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ.
Опадение
Г 1 . . ттт шшт
3.1. Замечания по компьютерному моделированию и исследованию режимов работы инверторов напряжения
3.2. Многоуровневые автономные инверторы напряжения.
3.2.1. ТрацнпиошшЛ преобраювател
3.2.2. Основные понятия о многоуровневых инверторах
3.2.3. Многоуровневые инверторы линейных напряжений
3.2.4. Многоуровневые инверторы фазных напряжений.
3.3. Плавное регулирование напряжений в многоуровневых инверторах
3.3.1. Плавное регулирование напряжений с выхода МАИФ1 без применения ШИМ
3.3.2. IГлавное регулирование напряжений с выхода МАИЛН без применения ШИМ
3.3.3. Плавное регулирование напряжений с выхода МДИФН на основе совместного применения квантования по уровню и ИМ
3.4. Схемы питания многоуровневых инверторов фазных напряжений.
3.5. Анализ потерь в многоуровневых инверторах напряжения
3.5.1. Анализ динамических потерь в ключах инвертора
3.5.2. Анализ статических потерь в закрытых ключах инвертора
3.5.3. Анализ статических иоерь в открытых ключах инвертора
3.6. Обобщение результатов по применению многоуровневых инверторов в составе регулируемого электропривода переменного тока
Глава 4. Оптимально упганл кннехтект рори водом переменного тока
4.1. Основные положения оптимального управления регулируемым электроприводом переменного тока.
4.2. Оигимальное но затратам знер ни управление частотным электроприводом переменного тока.
4 2.1. Приведение модели объекта управления к общему виду.
4.2.2. Оптимальное следящее управление частотнорегулируемым
электроприводом переменного тока.
4.3. Оптимальное по затратам энергии управление позиционным электроприводом переменного тока.
4.3.1. 1 ринедсние модели объекта управления к общему виду.
4.3.2. Оптимальное следящее управление позниионнорегулируемым электроприводом переменного тока
Оглавление
4.4. Имитационное моделирование оптимального по затратам энергии управления регулируемым приводом переменного тока.
4.4.1. Моделирование оптимального по затратам энергии управления приводом главного движения горизонтальноковочной машины
4.4.2. Моделирование оптимального по затратам энергии управления приводами главного движения станков с ЧУ на примере технологического процесса изготовления конкретной детали
4.5. Обобщение результатов по синтезу оптимального управления регулируемым электроприводом переменного тока.
Злкл юч КIIИ К .
Список ЛИ ТЕРАТУРЫ
ПМОЖИИ
Приложение 1. Приведение параметров асинхронного двигателя к параметрам
обобщенной модели асинхронного двигателя.
Приложение 2. Определение коэффициентов наблюдателя асинхронного
двигателя при измеряемых токах статора.
Приложение 3. Определение коэффициентов наблюдателя асинхронного двигателя при измеряемых токах статора и измеряемой часготе
вращения вала рспора.
Приложение 4. Методика анализа динамических потерь в ключах
многоуровневых инверторов фазных напряжений
Приложение 5. Методика анализа статических потерь в закрытых ключах
многоуровневых инверторов напряжения.
Приложение 6. Пакет прикладных программ дня анализа процессов в
автономных инверторах напряжения и асинхронных электродовагелях
Базовые функции
Функции для моделирования автономных инверторов напряжения.
Функции для моделирования асинхронных электродвигателей
Программы
Введение


Во втором исполнении применяются следящие с датчиками обратных связей приводы на основе вмеокомоментных двигателей постоянного тока ВМДПТ. Характер изменения момента па рутки на двигателях приводов главною движения и подач для токарных операций удобно рассмотреть на конкретных примерах. А 0 МПа , а инструментом проходной резец с пластинами из твердою сплава Т 5К6 по ГОСТ 8. Вт СГто. ШМ
зо
Рис. Кинематическая схема токарного станка с IV КФЗ. Пусть в случае черновой обработки цилиндрической наружной поверхности диаметром О 0мм и длиной Ч мм приняты по глубина резания 2 мм и продольная подача суппорта лЧ 1 ммоб. Тогда по эмпирическим формулам из б8 скорость резания при периоде егойкости инструмента Т мин составит 5 ммин , тангенциальная сила резания Рчрп П . Ру , осевая сила резания Р, кп, 3 Н . V ЮООуДяО 8,7 обмин . ЛЛ КЗ кВт. КФ5 . Рис. В данном случае момент нагрузки на валу привода главного движения и приводов подач изза постоянства режимов резания сохраняется постоянным в течение времени резания 0, мин. Пусть теперь рассматривается черновая обработка наружной конической поверхности с наименьшим диаметром мм , наибольшим диаметром , 0 мм и линейным законом изменения диаметра вдоль оси длинной . При постоянной частоте вращения шпинделя и постоянных подачах здесь возникнет переменная мощность резания, что приведет к неравномерному качеству обработки поверхности и недопустимо для резца. Для обеспечения постоянства мощности резании в данном случае следует изменять подачи в процессе ретания по линейному закону уменьшать от меньшего диаметра к большему диаметру. Так при п,р, 6 обмин . V4 ОД ммоб здесь кул, изменяется от 5 ммин до ЗбОммнн. Если диаметр вдоль оси обрабатываемой поверхности изменяется нелинейно, то постоянство мощности резания достигается определенным нелинейным законом изменения подач. В результате момент нагрузки на валу привода главного движения и приводов подач также сохраняется постоянным в течение резания точения. Таким образом, при токарной обработке момент нагрузки в приводах станков практически всегда может быть сохранен постоянным в течение резания и изменяется почти скачком от нуля до максимального значения при подводе и отводе инструмента. Фрезерные станки широко используются при обработке плоских и различных фасонных поверхностей. Мощность двигателей приводов главною движения для них находится н диапазоне 0. Вт. Инструментом в таких станках являются различного рода фрезы. Кинематическая схема одного из наиболее широко распространенных фрезерных станков, вертикальнофрезерного консольного станка с ЧПУ 6РЗРФЗ изображена на Рис. Глава I. Вт с диапазоном часто вращения вала двигателя 5 обмин например. ПБВ0М с КПД ц 3 . В сочетании со ступенчатым регулированием диапазон частот вращения шпинделя станка здесь составляет обмин. Приводы подач и установочных перемещений стола и консоли бесступенчатое регулирование выполнены ка базе ЭГШД М3 поперечная подача стола 8 мммин, М4 вертикальная подача консоли станка 8 0 мммин. Л5 продольная подача стола мммин. Поворот револьверной головки осуществляется от тдродвпгателя 2. Рис 1. Кинематическая схема еерт5кальофчя. ЧПУ 6РЗРФЗ. Пусть при черновом фрезеровании иыполняеюя паз, как показано на Рис. При этом материалом заготовки является конструкционная углеродистая сталь а, 0 МПа , а инструментом концевая фреза из быстрорежущей стали Р6М5 с числом зубьев г 8, с коническим хвостовиком И с охлаждением по ГОСТ 6 диаметром I 6л мм . Гл 1. В мм , глубина фрезерования г мм . По 1 Ри черново обработке может быть принята подача на зуб л ул. Тогда по эмпирическим формулам из скорость резания окружная скорость грн периоде стойкости фрезы Т 0 мин составит г,,,, 6,5 ммин , окружная сила . Рь Р . О в . Ю 5 кВт . Пусть для определенности в качестве фрезерного станка используется, например, станок 6А с мощностью электродвигателя привода главного движения кВт. ЬВ2Я с КПД г , технические характеристики которого соответствуют рассматриваемому случаю, а кинематическая схема и приводы аналогична приведенной па Рис.