Разработка и исследование частотного асинхронного электропривода с системой управления углом между векторами тока статора и тока намагничивания.

ВВЕДЕНИЕ 4
АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЧАСТОТНЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ 9
Обзор современных асинхронных электроприводов с частотным
управлением 9
Классификация способов частотного регулирования асинхронным
электроприводом 15
Сравнительный анализ систем скалярного и векторного управления...28
ВЫВОДЫ 35
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СИСТЕМ АСИНХРОННОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА МАТЕМАТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ 36
Математические модели асинхронных двигателей 36
Сравнение систем оптимального регулирования асинхронным
электроприводом 43
Математическое описание систем «преобразователь частоты -
асинхронный двигатель» 54
Анализ свойств асинхронного двигателя при частотном
управлении 58
ВЫВОДЫ 73
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СИСТЕМЫ ЧАСТОТНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С УПРАВЛЯЕМЫМИ
КООРДИНАТАМИ ВЕКТОРА ТОКА СТАТОРА 74
Общие принципы построения двухканальной системы управления
частотным асинхронным электроприводом и синтез замкнутого
канала управления модулем вектора тока статора 74

з
3.2. Синтез канала задания частоты вращения поля статора асинхронного двигателя 84
3.3. Построение частотного асинхронного электропривода с управляемыми координатами вектора тока статора на базе преобразователя частоты
с релейным регулятором тока 87
3.4. Синтез системы управления частотным асинхронным электроприводом
переменного тока с управляемыми координатами вектора тока статора
и оценка результатов моделирования переходных процессов 105
ВЫВОДЫ 117
4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ИХ ОСОБЕННОСТИ В
СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПИТАТЕЛЬНОГО НАСОСА 118
4.1. Описание основных элементов технологического процесса системы теплоснабжения 118
4.2. Сравнительная оценка систем электропривода
питательного насоса 123
4.3. Эффективность использования системы с векторным управлением... 142
4.4. Энергетические особенности частотного асинхронного электропривода
с системой управления моментообразующими векторами 150
ВЫВОДЫ 158
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 159
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 161
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 '. 173
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 175
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 178
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 181
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 183
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 188
ПРИЛОЖЕНИЕ 7 195
ПРИЛОЖЕНИЕ 8 202

Весь текст будет доступен после покупки

В н.састоящее время, .со.дной из наиболее при¬оритетных задач, предъявляемых к регулируемому электроприводу, является энергосбережение. Особую актуальность приобретает снижение энергопотребления за счет применения совре¬менных средств управления, использующих достижения микропроцессорной техники
Актуальность работы. Основным элементом регулируемого электропри-вода переменного тока является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, так как он характеризуется надежной и простой конструкцией.
Принимая во внимание то, что в настоящее время большинство приводов, таких как: насосы, вентиляторы, компрессоры и т.д.- являются нерегулируемыми, задача перехода к регулируемым системам управления- является актуальной. При этом система управления должна обеспечивать высокие энергетиче¬ские характеристики привода и надежность. Использование частотно-регулируемого привода дает возможность сэкономить потребление электроэнергии, за счет оптималь¬ного и точного регулирования скорости механизмов, а также, увеличить срок службы механиче¬ской части привода, благодаря возможности регулирования моментов двигателя и величины пусковых токов. Электро¬привод на базе асинхронного двигателя, получил бурное развитие и в большинстве случаев заменил двигатель постоянного тока. Тем не менее, системы управления асинхронным электроприводом, используемые в настоящее время, продолжают усовершенствоваться.

Весь текст будет доступен после покупки

9
1. АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЧАСТОТНЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ
1.1. Обзор современных асинхронных электроприводов с частотным
управлением
Современные возрастающие требования к управляемости и экономично-сти систем электропривода обусловили интенсификацию разработок и исследо-ваний в области создания унифицированных систем управления наиболее мас-совыми электроприводами на базе асинхронного короткозамкнутого двигателя. Важной задачей, возникающей при этом, является создание систем, не усту-пающих по своим показателям вентильным приводам постоянного тока. Долгое время разработка таких систем была связана с трудностями, которые заключа-лись в нелинейности объекта управления - асинхронного двигателя переменно-го тока, работающего в системе автоматического регулирования, а также с не-достаточным развитием силовой полупроводниковой техники и систем микро-электроники.
Благодаря успехам в развитии полупроводниковой преобразовательной техники созданы устройства по преобразованию электрической энергии в меха-ническую с улучшенными регулировочными возможностями (скорость, момент электрического двигателя) и более высокими энергетическими показателями. Регулирование величины переменного напряжения осуществляется относитель-но просто. Однако преобразование частоты при независимом регулировании величины напряжения стало технически возможным и экономически оправдан-ным лишь с появлением силовых полупроводниковых элементов, которые про-сты и доступны и обладают высокими энергетическими и эксплуатационными показателями. Это привело к разработке большого числа способов преобразова¬ния параметров и многочисленных схемных решений преобразователей частоты для асинхронных двигателей [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16].

10
Существуют два основных способа частотного управления:
- в качестве управляющего воздействия приняты частота и напряжение статора;
- в качестве управляющего воздействия приняты частота и ток статора (частотно-токовое управление). Здесь формирование сигнала задания на частоту может осуществляться с помощью замкнутого контура скорости, где формиро¬вание управляющего сигнала происходит в результате суммирования сигналов задания скорости и датчика скорости.
При частотном управлении асинхронный двигатель представляет собой многосвязанную систему регулирования, имеющую несколько регулируемых параметров, взаимосвязь между которыми обусловлена внутренними свойства-ми машины и внешним управляющим воздействием. Формирование механиче-ских характеристик двигателя при частотном управлении требует обеспечения необходимой перегрузочной способности и жесткости характеристик во всем диапазоне регулирования. Следует отметить, что асинхронные двигатели (осо-бенно средней и большой мощности) имеют достаточно жесткую характеристи-ку. Это обстоятельство позволяет во многих случаях исключить обратные связи по скорости в системах управления. Перегрузочная способность обеспечивается выбором закона изменения напряжения статора и частоты, однако получение требуемой перегрузочной способности, например при постоянстве критическо-го момента на малых частотах, проблематично [17,18].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Современное состояние и тенденции в асинхронном частотно-регулируемом
электроприводе (краткий аналитический обзор) [Текст] / Л.Х. Дацковский
[и др.]// Электротехника. - 1996. -№ 10. - С. 18-28.
2. Волков, А.В. Потери мощности асинхронного двигателя в частотно-управляемых электроприводах с широтно-импульсной модуляцией [Текст] / А.В. Волков // Электротехника. - 2002.- № 8. - С.2-9.
3. Поздеев, Д.А. Математическое исследование структуры бездатчикового частотно-токового асинхронного электропривода с векторным управлением [Текст] / Д.А. Поздеев, С.А. Хрещатая // Электротехника. - 2002.- № 9. -С.37-43.
4. Зобов, И.Б. Семь различий преобразователей частоты и систем частотного регулирования [Текст]/ И.Б. Зобов, Е.А. Киселева // Теплоэнергоэффективные технологии. - 2007. - № 2. - С. 11-18.
5. Копылов, И. П. Электромеханические преобразователи энергии [Текст] / И.П. Копылов.- М.: Энергия, 1973.- 400 с.
6. Розанов, Ю. К. Электронные устройства электромеханических систем [Текст] / Ю. К. Розанов, Е.М. Соколова.- М.: 2004.- 272 с.
7. Борцов, Ю.А. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением [Текст] / Ю.А.Борцов, Н.Д. Поляхов, В.В. Путов. -
Л.: Энергоатомиздат, 1984.- 216 с.
8. Хасаев, О.И. Транзисторные преобразователи напряжения и частоты [Текст] /
В.Н. Бродовский, Е.С. Иванов. - М.: Энергия, 1974.-169 с.
9. Гречко, Э.Н. Автономные инверторы модуляционного типа [Текст] /
Э.Н. Гречко, В.Е. Тонкаль // Киев.: Наукова думка, 1983.-304с.

Весь текст будет доступен после покупки