Исследование базовых элементов и разработка методов системного проектирования электроприводов с индукторными двигателями

• Автор: Виноградов, Виталий Леонидович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с.

Глава 1. Обзор и анализ работ по новым типам двигателей для регулируемого электропривода
1.1. Развитие регулируемых электроприводов с традиционными типами двигате- 9 лей
1.2. Развитие электроприводов с синхронными реактивными двигателями
1.3. Развитие электроприводов с индукторными двигателями
1.3.1. Разомкнутые электроприводы с ИД
1.3.2. Замкнутые электроприводы с ИД
1.4. Выводы по главе
Глава 2. Сравнительная характеристика индукторных двигателей и особенности использования их в электроприводе
2.1. Общая классификация электродвигателей для регулируемого электропривода
2.2. Сравнительная характеристика «т»-фазных индукторных двигателей
2.3. Преобразование энергии в электроприводах с индукторными двигателями и их математические модели
2.4. Выводы по главе
Глава 3. Структуры и схемы электронных преобразователей для ИД
3.1. Современные структуры микропроцессорного управления ИД и их основные элементы
3.2. Варианты силовых схем преобразователей частоты
3.3. Анализ электромагнитных процессов в несимметричном мосте
3.4. Краткая характеристика типовых схем силовых ключей
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Системный подход к проектированию ВИЛ и его обобщенные показатели качества
4.1. Экономические аспекты проектирования, производства и реализации РЭП
4.2. Этапы проектирования ВИЛ
4 3. Выбор критериев сравнения (показателей качества) электрических приводов
4.4. Методы сравнения вариантов на базе ПК
4.4.1. Методе нормализацией ПК
4.4.2. Метод Шенфельда (бально-индексный)

4.4.3. Эвристический метод сравнения
4.5. Построение экспертной системы
4.6. Выводы по главе
Глава 5. Разработка и проведение испытаний ни опытном макете ВИП
5.1. Конструкция и основные данные опытного макета 4-х фазного ИД
5.2. Измерение индуктивностей фазных обмоток
5.3. Измерение статического синхронизирующего момента
5.4. Оптимизация конструкции макета 4-х фазного ИД
5.5. Экспериментальное определение кривой потокосцепления фазы j/(0,i)
5.6. Выбор и проектирование ДПР для применения в ВИП
5.7. Разработка стенда для снятия нагрузочных и динамических характеристик

5.7.1. Краткое описание комплектного электропривода ПТ-0,5
5.7.2. Изменения в структуре преобразователя для задания момента
5.8. Снятие механических характеристик
5.9. Снятие токовых кривых и исследования кривой мгновенного момента
5.10. Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение
Приложение

Со времен появления в прошлом веке первых электрических машин был пройден огромный путь к созданию современных систем электропривода, которые отвечают возрастающим потребностям современного рынка электротехнической продукции. Революционный скачок в области силовой электроники и микропроцессорной техники привел к интенсивным исследованиям в электромеханике. Создано новое направление -мехатроника, аккумулирующее достижения в области электроники, вычислительной техники, электрических машин, электропривода и механики.
Мехатронные модули представляют собой компактные устройства со встроенными электронными преобразователями, электродвигателями, датчиками, механическими передачами. Эти модули, разработанные ранее для робототехники, стали проникать в электронное машиностроение, лазерную технику, транспорт, подъемные механизмы и т.д.
В 90х г.г. существенно изменился подход к выбору типа электрической машины не только для мехатронных модулей, но и для современного регулируемого электропривода (РЭП). Повышение требований к регулировочным, динамическим, точностным характеристикам РЭП для многих отраслей промышленности сопровождается и ужесточением требований в отношении надежности, возможности работы без обслуживающего персонала, влияния на питающую сеть и т.д.
Значительные успехи достигнуты в создании РЭП с машинами переменного тока: асинхронными и синхронными, имеющими возбуждение ротора от обмоток или магнитов, а также машинами с переменным магнитным сопротивлением, имеющими ферромагнитные роторы без обмоток с магнитной несимметрией. Эти двигатели в отечественной технической литературе называются синхронными реактивными (СРД) и индукторными (ИД).
Органическая приспособленность ИД и СРД для управления цифровыми сигналами в разомкнутых структурах шагового электропривода и синхронизация работы инвертора с положением ротора позволили создать на их основе новые типы вентильнореактивного (ВРП) и вентильно-индукторного (ВИП) привода.
Существенными достоинствами ВИП являются: возможность реализации как весьма низких (десятки об/мин), так и очень высоких (до 100000 об/мин) скоростей вращения за счет модификации зубцовой зоны ИД. Кроме этого, приспособленность для работы в тяжелых условиях и агрессивных средах; повышенная надежность, обусловленная магнитной и электрической изоляцией процессов коммутации в фазах, а также отсутствием цепей коротких замыканий в инверторах с однополярными ключами.

ГЛАВА 2. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИНДУКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ.
электронные ключи инвертора по сигналам датчика положения «выпрямляют» знакопеременные составляющие фазных моментов М;(0), причем положительная (верхняя часть) огибающей кривой соответствует двигательному режиму работы ВИЛ, а нижняя -генераторному.

Рис. 2.5. Совмещенные характеристики Мс(0) и векторные диаграммы 3х (а,б) и 4х фазных (в) ИД при разных способах управления: