Электромеханическая система с асинхронным вентильным двигателем

• Автор: Газизов, Рамиль Мукаттисович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 222 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Г ЛАВА 1. Состояние вопроса практической разработки и теоретического
исследования ЭМВС
1. ]. Анализ современного состояния практической разработки ЭМВС
1.2. Методы теоретического исследования ЭМВС
1.3. ВЫВОДЫ. Постановка задачи
ГЛАВА 2. Математическая модель АВД
2.1. Трехфазный асинхронный вентильный двигатель
с короткозамкнутым ротором
2.2. Разработка математической модели и схема замещения АВД
2.3. Математическая модель АВД разработанная с применением математического аппарата теории ориентированных графов
2.4. Математическая модель АВД при 180 градусном законе управления ПВ
2.5. Применение диакоптических методов для математического моделирования АВД
2.6. ВЫВОДЫ
Г ЛАВА 3. Исследование электромагнитных и электромеханических
процессов в АВД с учетом насыщения магнитной цепи АД
3.1. Способы задания кривых намагничивания сталей
3.2. Учет насыщения магнитной цепи АВД введением в уравнения
АД дифференциальных индуктивностей
3.3. Результаты численного моделирования АВД с учетом насыщения магнитной цепи АД
3.4. Расчет интегральных характеристик АВД
3.5. ВЫВОДЫ

ГЛАВА 4. Результаты численного моделирования и экспериментального
исследования АВД
4.1. Результаты численного моделирования АВД
4.1.1. Численная модель для расчета динамических и статических электромагнитных и электромеханических характеристик
АВД на ЭВМ
4.1.2. Исследование переходных процессов в АВД при изменении внутренних параметров элементов источника питания и фильтра
4.1.3. Численное моделирование и исследование динамики
в «малом» и «большом»
4.2. Экспериментальное исследование АВД. Анализ
технического уровня
4.2.1. Описание макетных образцов АВД и их экспериментальные статические характеристики
4.2.2. Особенности конструктивного расчета АВД
4.2.3. Анализ технического уровня АВД
4.3. Сравнительный анализ результатов экспериментального
и теоретического исследований
4.4. ВЫВОДЫ
Заключение
Библиографический список
Приложение 1. Аналитические преобразования уравнений АВД
к осям 0, а, ß - d, q
Приложение 2. Программа по численному моделированию и расчету статических механических и рабочих
характеристик АВД
Приложение 3. Сведения о внедрении

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Современный электропривод представляет собой сложный комплекс электромеханических устройств, а также средств автоматического управления, базирующихся на новейших достижениях в различных областях науки и техники. Успехи в развитии силовой полупроводниковой технике, достигнутые отечественной и зарубежной промышленностью, позволяют разрабатывать регулируемые электропривода путем создания электромашинно-вентильных систем (ЭМВС), представляющих из себя совокупность электромеханического преобразователя энергии и нескольких полупроводниковых преобразователей энергии с цепями их питания и управления. Высокий уровень производства асинхронных двигателей (АД) и транзисторной техники позволяет проектировать ЭМВС с АД малой, средней и далее большой мощности. Применение АД, работающих от преобразователей частоты с высокочастотным выходным напряжением, делает ЭМВС более гибкой, расширяет диапазон регулирования, улучшает весогабаритные и стоимостные показатели, что позволяет обеспечить оптимальный режим ее работы.
Надежность работы и характеристики ЭМВС во многом определяются видом системы управления транзисторами в силовой части электропривода. Для устройств специальной, общей и бытовой техники малой и средней мощности, для которых не требуется широкий диапазон регулирования, рядом преимуществ обладают аналоговые системы управления транзисторами, а в частности, схемы многофазных автогенераторов с магнитными связями. Такие системы управления отличаются относительно простотой конструкцией, так как основным элементом ее является управляющий трансформатор отвечающий за корректное функционирование системы управления в целом. Одним из перспективных направлений современной тенденции миниатюризации систем управления ЭМВС с АД, выполненных по автогенераторным схемам, является исключение многообмоточного трансформатора из систе-

ного временного периода пространственный годограф магнитного потока принимает шесть положений с максимальным значением амплитуды. В связи с этим магнитная система АД кратковременно насыщается в шести точках пространства, соответствующих осям фаз обмоток АД, когда годограф магнитного потока принимает наибольшую амплитуду.
Рассмотрим принцип работы исследуемого АВД. В момент времени (рис.2.3) значения магнитных индукций трех фаз АД таково, что открыты транзисторы УТ1, УТЗ и УТ5. Магнитная система фазы А в момент ф находится в положительном насыщении и в фазе А происходит переключение транзисторов, а пространственный годограф магнитного потока (рис.2.4а) принимает максимальное значение в точке 1.
На интервале времени ф-11 магнитная индукция фазы А АД уменьшается. При этом на основании закона электромагнитной индукции ЭДС, наведенная в рабочей обмотке и в обмотке управления, будет иметь положительный знак, а напряжение - отрицательный, вследствие чего р-п-р транзистор УТ1 будет удерживаться в открытом состоянии, а п-р-п транзистор УТ4 будет закрыт.
Магнитная индукция фазы В АД на интервале времени V1] возрастает. Напряжение на рабочей обмотке и обмотке управления будет иметь положительный знак. При такой полярности напряжения на обмотке управления р-п-р транзистор УТ2 будет удерживаться в закрытом состоянии, а п-р-п транзистор УТ5 будет открыт, приложенным к их базам положительным база-эмиттерным напряжением.
Магнитная индукция фазы С АД на интервале времени 10-11 уменьшается. Напряжение на рабочей обмотке и обмотке управления будет иметь отрицательный знак. При такой полярности база-эмиттерного напряжения р-п-р транзистор УТЗ будет в открытом состоянии, а п-р-п транзистор УТ6 будет закрыт.