Многофазный асинхронный электропривод для сварочных полуавтоматов, автоматов и роботов

• Автор: Игнатенко, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 253 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Основные подхода к разработке ЭП для
сварочных полуавтоматов, автоматов и роботов
1.1. Анализ основных технологических требований к исполнительному ЭП со стороны сварочных механизмов
1.2. Обоснование применения в сварочных полуавтоматах, автоматах и роботах асинхронного ЭП при подходе
к числу его фаз как параметру .оптимизации
1.3. Заключение
Глава 2. Разработка математических моделей для анализа
показателей многофазного ЭП при вариации числа

2.1. Разработка математического описания для анализа электромагнитных процессов, протекающих в звене постоянного тока асинхронного ЭП
2.2. Разработка математического описания для анализа вероятностных характеристик несимметрии
по напряжению в многофазном АД
2.3. Разработка математического описания для исследования пульсаций момента и скорости
вращения многофазного АД
2.4. Разработка математического -описания для анализа виброшумовых характеристик многофазного АД
2.5. Заключение
Глава 3. Разработка алгоритмов оптимизации показателей
многофазного ЭП и анализ их изменения в функции числа фаз
3.1. Оптимизация массогабаритных и энергетических показателей фильтра в звене постоянного тока многофазного ЭП
3.2. Исследование несимметрии по амплитуде в
системе питаоцих напряжений
3.3. Влияние числа фаз ЭП на его надежность
3.4. Влияние числа фаз АД на величину пульсаций электромагнитного момента и скорости вращения
3.5. Анализ изменения стоимостных показателей ЭП при подходе к числу фаз АД как вариативному параметру
3.6. Влияние числа фаз ЭП на его быстродействие
3.7. Исследование виброшумовых характеристик
ш-фазного АД
3.8. Разработка алгоритма комплексной оптимизации параметров многофазного асинхронного ЭП
3.9. Заключение
Глава 4. Разработка и исследование многофазного
асинхронного ЭП для сварочных полуавтоматов, автоматов и роботов
4.1. Основные принципы построения ЭП для сварочных механизмов на базе многофазных АД
4.2. Разработка системы управления многофазным АД для сварочных автоматов, полуавтоматов и роботов
4.3. Исследование характеристик многофазного асинхронного ЭП
4.4. Заключение
Заключение
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Современное промышленное производство характеризуется высокой производительностью труда, а также массовым применением сложного автоматизированного оборудования, роботов и робототехнических комплексов (РТК), неотъемлемой составной частью которых является электропривод (ЭП). Не является исключением и сварочное производство: сварка - ведущий технологический процесс при производстве металлических конструкций, с ее помощью перерабатывается примерно 70% готового проката. Обеспечение требуемого качества сварных конструкций и их эксплуатационной надежности, повышение производительности труда при улучшении условий работы людей требуют комплексной механизации и автоматизации на всех этапах изготовления сварной конструкции. В сварочном производстве, как и во многих других отраслях промышленности, многое сделано в указанном направлении. Большинство собственно технологических операций сварки автоматизировано полностью, постепенно автоматизируются и вспомогательные операции. При этом актуальной становится задача создания ЭП для сварочного оборудования с наиболее высокими техникоэкономическими показателями.
До последнего времени можно отметить преимущественное применение в сварочных полуавтоматах, автоматах и роботах ЭП на базе двигателей постоянного тока (ДПТ) /1,2,3,4,5/, что связано с относительной простотой управления ими и достигаемыми при этом достаточно высокими качественными показателями. Однако ряд особенностей сварочного производства, в первую очередь неблагоприятные условия работы, низкие величины питающих напряжений и их значительные колебания, повышенные требования к массе и габаритам ЭП, высокий уровень электромагнитных излучений и другие, вызывают необходимость применения ЭП с более высокими техническими, массогабаритными и стоимостными характе-

е источника, моделирующего выпрямитель, так и ток j имеют сложный гармонический состав и различные частоты первых гармоник, соотношение которых зависит от режима работы системы Ж-ДЦ. Односторонняя проводимость выпрямителя учитывается диодом УО и соответствующими ограничениями при интегрировании уравнений, описывающих схему на рис. 2.2.
В связи со сложностью анализа при расчете предлагается провести декомпозицию системы "выпрямитель - фильтр - Ж" на две подсистемы - "выпрямитель-фильтр" и "фильтр-Ж", схемы замещения которых представлены на рис. 2.3 и 2.4. При этом односторонней проводимостью выпрямителя можно пренебречь при условии, что нагрузка достаточно велика и выпрямитель не попадает в зону прерывистого тока.
Рассмотрим электромагнитные процессы, протекающие в подсистеме "выпрямитель - фильтр" (рис. 2.3). Указанной схеме замещения соответствует следующая система дифференциальных уравнений."

Ь —— + + ис = е;
(2.13)
ис = - I *а<.
Здесь переменная составляющая напряжения выпрямителя на интервале повторяемости Тв=2л;/<»к описывается функцией
ЕтСоэ (юБ-я/к+у) -ТПср, (2.14)
где к - пульсность схемы выпрямления, у - угол управления выпрямителем, ЦсеЕйоСоз у - среднее значение выпрямленного напряжения.
Для квазиустановившегося процесса имеют место равенства:
а*0) = ±а<тв> ''
(2.15)
ис(0) = ис(Тв)
Решая систему уравнений (2.13) с учетом (2.14) и (2.15), для вещественных корней характеристического уравнения имеем: