Математическое моделирование динамических режимов асинхронных электроприводов центрифуг

• Автор: Бурков, Всеволод Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 166 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ЦЕНТРИФУГ.

1.1 Объект исследования

1.1.1 Объекты с тяжлыми условиями пуска и торможения.

1.1.2 Проблема математического моделирования электроприводов центрифуг

1.2 Структура математической модели электропривода центрифуг.

1.3 Математические модели процессов центрифугирования

1.4 Математические модели электрических машин

1.5 Математическое моделирование вентильных преобразователей.

1.5.1 Принципы преобразования электрической энергии.

1.5.2 Математическая модель вентильных преобразователей на основе представления механизма преобразования электрической энергии как управляемого процесса переключения многофазного синусоидального напряжения
1.5.3 Математическое описание вентильных преобразователей на основе представления механизма преобразования электрической энергии как процесса дискретного управления начальной фазой единственного гармонического колебания
1.6 Программные средства моделирования электромеханических систем
1.7 Обоснование целей и задач исследования
1.8 Методология исследований
1.9 Выводы по первой главе.
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РОТОРА ЦЕНТРИФУГИ.
2.1 Анализ центрифуги как составной части системы ВГХ АД Ц.
2.2 Математическая модель осадительной центрифуги
2.3 Математическая модель фильтрующей центрифуги.
2.4 Имитационное моделирование процессов центрифугирования.
2.5 Выводы по второй главе.
3 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ
3.1 Требования к математической модели асинхронного электропривода центрифуги.
3.2 Математическая модель асинхронного электропривода
3.3 Математическая модель системы ВП АД Ц
3.4 Оценка управляемости и наблюдаемости систем центрифугирования.
3.5 Выводы по третьей главе
4 ПРОГРАММЫЙ КОМПЛЕКС МОДЕЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЦЕНТРИФУГИ.
4.1 Методика исследования вентильноэлектромеханических
систем с тяжелыми условиями пуска и торможения
4.2 Требования к программному комплексу исследования вентильноэлектромеханических систем.
4.3 Структура программного комплекса исследования вентильноэлектромеханических систем.
4.4 Комплекс программ исследования вентильно электромеханических
систем.
4.5 Выводы по четвртой главе
5. ИСС ЛЕДОВ АННЕ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ УСТРОЙСТВ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ.
5.1 Алгоритмы формирования переключающих функций.
5.2 Комплексный критерий оценки эффективности динамических режимов системы ВП АД Ц.
5.3 Экспериментальные исследования вентильноэлектромеханических систем
5.4 Исследование динамических режимов работы устройств центрифугирования
5.5 Исследование энергетических характеристик устройств центрифугирования
5.6 Рекомендации по практическому применению разработанных математических моделей, комплексов программ, результатов исследований.
5.7 Выводы по пятой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Приведены результаты анализа управляемости и наблюдаемости систем центрифугирования. В четвертом разделе предложена методика исследования систем ВП АД Ц, определены критерии сравнения эффективности различных алгоритмов управления. Определены требования к программному комплексу. Выбрана среда и язык разработки. Создана структура программного комплекса. В соответствии с предложенной методикой исследования разработана блоксхема алгоритма. Рассмотрена реализация программного комплекса в среде МаНаЬ. В пятом разделе представлены разработанные алгоритмы формирования переключающих функций и результаты проведенных исследований с применением разработанного программного комплекса. Приведены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие адекватность разработанных математических моделей. По результатам исследования определены допустимые границы применения алгоритмов управления. Проведено сравнительное исследование энергетической эффективности комбинированного комбинация квазичастотного и фазоимпульсного управления и частотного алгоритмов управления применительно к двигателям различной мощности и различным отношениям моментов инерции двигателей и роторов центрифуг. Разработаны практические рекомендации по применению разработанного программного комплекса. В заключении приводятся основные результаты и выводы. Математические модели роторов вертикальных осадительных и фильтрующих центрифуг, учитывающие изменение момента инерции в динамических режимах работы. Математическая модель системы Вентильный преобразователь асинхронный двигатель центрифуга, обеспечивающая моделирование динамических режимов асинхронных электроприводов центрифуг с минимальным количеством состояний вентильноэлектромеханической системы. Методика моделирования динамических режимов пуска и торможения систем Вентильный преобразователь асинхронный двигатель центрифуга,
включающая комплексную оценку эффективности системы при вариации алгоритмов и способов управления, нагрузки и мощности двигателя. Алгоритмы формирования переключающих функций в модели системы Вентильный преобразователь асинхронный двигатель центрифуга, обеспечивающие моделирование фазоимпульсного, квазичастотного, комбинированного, частотного способов управления. Разработанный на основе математических моделей, программный комплекс моделирования систем Вентильный преобразователь асинхронный двигатель центрифуга, ориентированный на множественное моделирование и обеспечивающий комплексные исследования и оценку динамических режимов пуска и торможения при вариации алгоритмов и способов управления. Достоверность и эффективность разработанных методов подтверждается результатами моделирования на ЭВМ и результатами экспериментальных исследований в ООО ЭКОПРИБОР г. Пенза при исследованиях режимов управления центрифугой КП0М, ООО ЭМУЗИН при исследовании динамических режимов станка для намотки струн, а также в учебном процессе на кафедре Автоматизация и управление Пензенской государственной технологической академии. Практическая ценность работы определяется следующими положениями. Разработан программный комплекс, обеспечивающий множественные моделирования систем Вентильный преобразователь асинхронный двигатель центрифуга, который позволяет проводить комплексные исследования динамических режимов с оценкой энергетической эффективности. Результаты комплексных исследований позволяют оптимизировать алгоритмы управления систем Вентильный преобразователь асинхронный двигатель центрифуга фильтрующая, осадительная в динамических режимах при использовании способов фазоимпульсного, квазичастотного, комбинированного и частотного управления ВП со звеном постоянного тока, с непосредственной связью с однократной и двукратной модуляцией. Автор признателен своему научному руководителю д. Прошину И. А. за всестороннюю помощь и поддержку. Интересное обсуждение результатов исследований, доброжелательная критика, конструктивные предложения способствовали формированию научных взглядов автора и написанию настоящей работы. Автор приносит Прошину И. А. свою искреннюю благодарность.