Основы теории, управление и проектирование вентильно-индукторного электропривода

• Автор: Бычков, Михаил Григорьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 382 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Состояние и перспективы развития вентильно-индукторного
электропривода
1.1. Общие сведения
1.2. Объект исследования
1.3. Основные геометрические параметры и соотношения ВИМ
1.4. Схемы замещения электрической и магнитной цепей ВИП
1.5. Общее описание цикла коммутации фазы ВИМ
1.6. Краткий обзор публикаций и применений
1.7. Достоинства и недостатки ВИП
Выводы по главе
Глава 2. Базовые функциональные модели вентильно-индукторного
электропривода
2.1. Общие сведения
2.2. Математическая модель идеальной линейной машины (ИЛМ)
2.2.1. Включение фазы и формирование переднего фронта тока
2.2.2. Рабочий этап цикла коммутации
2.2.3. Этап отключения фазы
2.3. Математическая модель идеальной насыщенной машины
(ИНМ)
2.7. Математическая модель локально насыщенной машины
(ЛНМ)
2.4.1. Рабочий этап цикла коммутации
2.4.2. Этап отключения фазы
2.5. Сравнение эффективности преобразования энергии в различных режимах работы ВИП
2.5.1 Сопоставление средних за цикл значений коэффициента
электромеханического преобразования в ИЛМ и ЛНМ
2.5.2. Сопоставление мгновенных значений КЭМП в ИЛМ
и ЛНМ
2.5.3. Соотношение параметров моделей ИЛМ и ЛНМ
2.6. Исследование на математической модели магнитного поля в
зубцовом слое вентильно-индукторной машины
2.6.1. Цель и задачи исследования
2.6.2. Магнитная проводимость зубцовой пары в согласованном положении зубцов
2.6.3. Магнитная проводимость зубцовой пары в рассогласованном положении зубцов
2.6.4. Определение структуры и параметров схемы замещения
при частичном перекрытии зубцов
Выводы по главе
Глава 3. Электромеханические свойства вентильно-индукторного
электропривода
3.1. Общие сведения
3.2. Механические и электромеханические характеристики
3.2.1. Естественные характеристики
3.2.2. Искусственные характеристики
3.2.2.1. Изменение напряжения источника питания
3.2.2.2. Упреждающее токоограничение
3.2.2.3. Опережающее включение фазы
3.3. Генераторный режим вентильно-индукторного электропривода
3.3.1. Генераторный режим с раздельными тактами цикла коммутации
3.3.2. Формирование генераторного режима с постоянством тока на рабочем этапе цикла коммутации
3.4. Выражения для среднего момента и коэффициента электромеханического преобразования ВИМ в квазистати-ческом режиме
3.5. Коэффициент полезного действия вентильно-индукторного электропривода
3.6. Структурная схема разомкнутого вентильно-индукторного электропривода
Выводы по главе
Глава 4. Технические средства экспериментальных исследований
4.1. Общие сведения
4.2. Компьютеризированный испытательный комплекс
4.3. Силовой преобразователь
4.4. Универсальный контроллер
4.5. Использование ресурсов контроллера в схеме управления

4.6. Нагружающее оборудование
4.7. Аппаратные средства компьютерирированного испытательного оборудования
4.8. Обработка результатов измерений контролируемых величин
4.9. Программное обеспечение испытательного оборудования
Выводы по главе
Глава 5. Экспериментальные исследования основных свойств вентильноиндукторного электропривода

5.1. Определение параметров опытных образцов ВИМ
5.1.1. Экспериментальное определение параметров
5.1.2. Моментные характеристики базового образца 8/6
5.1.3. Электромеханические свойства базового образца 8/6
5.2. Исследование образца ВИМ конфигурации 6/4
5.2.1. Конструктивные и схемотехнические особенности образца ВИП конфигурации 6/4
5.2.2. Основные параметры опытного образца ВИМ 6/4
5.2.3. Электромеханические свойства опытного образца
ВИМ 6/4
5.3. Исследования образца ВИМ 12/16 обращенной конструкции
5.3.1. Конструктивные особенности образца ВИМ конфигурации 12/16 обращенной конструкции
5.3.2 Основные параметры опытного образца ВИМ 12/16
5.3.3. Экспериментальные и расчетные моментные характеристики
5.3.4. Оценка способов улучшения технических характеристик
макетного образца ВИМ 12/16
5.4. Тепловые процессы в вентильно-индукторном электроприводе255
5.4.1. Общие вопросы
5.4.2. Предварительные эксперименты по исследованию тепловых процессов
5.4.3. Выбор динамической тепловой модели ВИМ
5.4.4. Расчет параметров тепловой модели ВИМ
Выводы по главе
Глава 6. Алгоритмы и системы управления вентильно-индукторным
электроприводом
6.1. Структуры и функциональные особенности системы управления ВИП
6.1.1. Анализ существующих решений
6.1.2. Рациональные структуры разомкнутых по скорости систем управления
6.1.3. Рациональные структуры замкнутой по скорости системы управления
6.2. Бездатчиковое управление коммутацией фаз в вентильноиндукторном электроприводе
6.2.1. Анализ известных решений в области бездатчикового управления коммутацией фаз ВИП
6.2.2. Реализация алгоритма бездатчикового управления ВИП
6.2.3. Процедуры пуска при бездатчиковом управлении коммутацией
ность этой зоны примерно равна [37- Из (1.5), (1.9) и (1.11) имеем
рэ=~ГМл -т. (1.13)
2(-Мя)
Подстановка в (1.13) значений для конфигурации №3/ЫК = 6/4 дает рэ = 1, т. е. в этом случае возможен режим только одиночной коммутации. Для М8/Мк = 8/6 значение рэ = 1,5, что указывает на существенно большие возможности формирования момента в четырехфазной машине, а при необходимости и увеличения его среднего значения, если только пульсации момента не играют особой роли.
1.4. Схемы замещения электрической и магнитной цепей ВИП
При рассмотрении схем замещения электрической и магнитной цепей ВИП будем предполагать режим одиночной коммутации, что дает значительные упрощения схем. Применение принципа суперпозиции для электрических цепей позволяет рассматривать и более сложные режимы коммутации без изменения электрической схемы замещения. Необходимым условием применения принципа суперпозиции для магнитных цепей является отсутствие насыщения в общей для потоков соседних фаз части магнитной системы - ярме статора и ярме ротора. При одиночной коммутации такое условие выполняется за счет того, что при нарастании потока в одной фазе поток другой фазы уменьшается. Рассмотрение схемы замещения магнитной цепи для совместной работы двух фаз при несимметричной коммутации выходит за рамки данного раздела.
Кроме того, ограничимся рассмотрением случая двух последовательно соединенных катушек в фазе обмотки.
Схема замещения электрической цепи фазы ВИП
Уравнение электрической цепи для каждой фазы в наиболее общем виде закона Фарадея имеет вид