Энергосберегающий частотно-управляемый асинхронный электропривод механизмов циклического действия

• Автор: Рыбалев, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 229 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ВОПРОСЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В
ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
1.1. Пути энергосбережения в электроприводе
1.2. Энергосбережение в электроприводах продолжительного режима работы
1.3. Энергосбережение в электроприводах механизмов циклического действия
1.4. Повышение эффективности электроприводов механизмов ЦИКЛИЧЕСКОГО действия
1.4.1. Применение частотно-управляемого асинхронного двигателя в электроприводах механизмов циклического действия
1.4.2. Проектирование асинхронных электроприводов механизмов циклического действия
Выводы по главе. Задачи диссертации
ГЛАВА И. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МЕХАНИЗМОВ ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
2.1. Энергосберегающие режимы преобразования энергии в асинхронном двигателе
2.2. Диаграмма работы электропривода в цикле
2.3. Допустимая по нагреву частота включений электропривода

2.4. Параметры диаграммы движения, соответствующие минимуму потерь
2.5. Выбор оптимальных по потерям параметров диаграммы
движения с учетом ограничения по производительности
Выводы по главе
ГЛАВА III. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МЕХАНИЗМОВ ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
3.1 Постановка задачи проектирования
3.2 Формализация потерь энергии на участках диаграммы движения
3.3. Выбор двигателя и передаточного числа редуктора при использовании тахограммы движения, соответствующей минимальным потерям
3.3.1. Определение параметров двигателя, удовлетворяющих ограничению по динамике
3.3.2. Учет ограничения по нагреву двигателя при движении с
оптимальными по потерям пусковым и тормозным моментами
3.3.3 Методика выбора параметров асинхронного электропривода при использовании тахограммы движения, соответствующей минимальным потерям
3.4. Разработка универсальной модели асинхронного частотноуправляемого ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕХАНИЗМОВ ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
3.4.1. Предпосылки разработки
3.4.2. Обобщенные координаты
3.4.3. Переход от обобщенных координат к реальным параметрам электропривода
3.4.4. Множество вариантов электропривода заданной производительности

3.4.5. Учет ограничения потерь в двигателе за цикл перемещения
3.4.6. Выбор параметров, минимизирующих габарит, мощность,
потери в двигателе
3.4.7. Методика определения параметров силовой части электропривода
3.5. Выбор синхронной скорости исполнительного двигателя при
известной мощности
Выводы ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА IV. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМЕ АИТ-АД
4.1. Принцип дискретного управления абсолютным скольжением
4.2. Формирование качества переходных процессов пуска и торможения в системе АИТ
4.3. Регулирование скорости на участке установившегося движения
4.4. Влияние электромагнитного переходного процесса на
динамические и энергетические характеристики электропривода
Выводы по главе
ГЛАВА V. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Цели эксперимента
5.2. Функции экспериментальной установки
5.3. Описание экспериментальной установки
5.3.1. Состав установки
5.3.2. Принципиальная схема установки
5.3.3. Компьютерная программа управления установкой
5.4. Результаты эксперимента
5.4.1. Проверка алгоритмов управления коммутациями АИТ

Данный эффект объяснялся плавностью изменения частоты тока в переходных процессах пуска и торможения. Однако количественных оценок указанного влияния дано не было. Кроме того, определенным недостатком данных работ следует считать то, что динамика АД рассматривалась с привлечением уравнений в координатных осях «х-у», недостатки которой указаны выше.
В ряде работ [ 21, 88-96, 94, 99] решался вопрос о поиске управляющих воздействий 15 и р и траекторий переменных состояния 'Д,- и 5, оптимальных по быстродействию и минимуму потерь в процессах изменения скорости двигателя. Поиск оптимальных решений проводился с помощью принципа максимума и метода динамического программирования. Недостатками данного подхода, отмеченными и авторами, являются трудность решения, связанная с применением итерационных методов для нахождения начальных условий сопряженной системы Лагранжа, а также невозможность точной практической реализации полученных алгоритмов управления.
В работах [25, 27] вводится в рассмотрение т.н. «косвенный метод» векторного управления, реализуемый в системах, построенных по частотнотоковому принципу. Авторами получены аналитические выражения, связывающие управляющие величины I и уг из условия неизменности модуля вектора потокосцепления ротора. При таком управлении электромагнитный момент двигателя практически безынерционно следует за сигналом задания уг Рассмотрены также и принципы практической реализации таких систем. Однако в данных работах практически не рассматривается процесс начального формирования потокосцепления ротора в режиме пуска. Кроме того, определение законов управления производится на основе анализа уравнений в системе «х-у».
Анализ пускового режима АД при питании от АИТ с учетом дискретных свойств последнего проведен в [17]. В данной работе решалась задача поиска частоты инвертирования, соответствующей максимальному моменту при не-